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反渗透膜悬浮固体、胶体和金属的污染

发布日期:2020-10-24

悬浮颗粒和胶体是污堵反渗透膜的主要污染物质,也是造成出水 SDI(污泥密度指数)超标的主要原因。另外,原水中带正电荷的聚合物与反渗透系统中带负电的阻垢剂结合而形成沉淀,也是此类污染的成因之一。例如,即使是反渗透给水 SDI<5,铁的含量小于 0.1mg/L 时,仍可能发生膜的污染问题。 

(1)  金属氧化物/氢氧化物污染: 

典型的金属氧化物和金属氢氧化物污染为铁、锌、锰、铜、铝等。这种垢的形成导因可能是装置管路、容器(罐/槽)的腐蚀产物,或是空气中氧化的金属离子、氯、臭氧、钾、高锰酸盐,或是由在预处理过滤系统中使用铁或铝助凝剂所致。 

(2)  聚合硅垢: 

硅凝胶层垢由溶解性硅的过饱和态及聚合物所致,且非常难以去除。需要注意的是,这种硅的污染不同于硅胶体物的污染。硅胶体物污染可能是由与金属氢氧化物缔合成或是与有机物缔合而造成的。  硅垢的去除很艰难,可采用传统的化学清洗方法。如果传统的方法不能解决这种垢的去除问题,请与相关技术部门联系。现有的化学清洗药剂,如氟化氢铵,已在一些项目上得到了成功的使用,但使用时须考虑此方法的操作危害和对设备的损坏,加以防护措施。 

(3)  胶体污染: 

胶体是悬浮在水中的无机物或是有机物与无机混合物的颗粒,它不会由于自身重力而沉淀。胶体物通常含有以下一个或多个主要组份,如:铁、铝、硅、硫或有机物。 

(4)  非溶性的天然有机物污染(NOM): 

非溶性天然有机物污染(NOM- Natural Organic Matter)通常是由地表水或深井水中的营养物的分解而导致的。有机污染的化学机理很复杂,主要的有机组份或是腐植酸,或是灰黄霉酸。非溶性NOM被吸附到膜表面可造成RO膜元件的快速污染,一旦吸附作用产生,渐渐地结成凝胶或块状的污染过程就会开始。 

控制方法: 

①  原水中悬浮物含量>70mg/L,通常采用混凝、澄清、过滤的预处理方法;原水中悬浮物含量<70mg/L,通常采用混凝过滤的预处理方法;原水中悬浮物含量<10mg/L,通常采用直接过滤的预处理方法。 

②  微滤或超滤是近期兴起的膜处理浊度及非溶解有机物的有效方式,能去除全部的悬浮物、细菌、大部分胶体和非溶解有机物,是较为理想的反渗透系统预处理工艺。 

③  原水中铁离子含量<0.3mg/L 时,通常采用直接过滤+混凝的预处理工艺。 

④  原水中铁离子含量>0.3mg/L 时,通常采用曝气或先将 Fe2+氧化为 Fe3+,然后混凝过滤的预处理工艺。 

⑤  如地下水富含 Fe2+时,宜将水处理系统设计为密闭系统,以防止空气和其他氧化剂(氯类杀菌剂)与水接触。 

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