反滲透/納濾系統(tǒng)的常見(jiàn)具體故障包括污堵、化學(xué)破壞、機(jī)械破壞、其它硬件故障幾大類(lèi)。下面將主要故障現(xiàn)象及其特點(diǎn)分別加以祥細(xì)解釋。雖然此處將各種故障總結(jié)較為全面,但是并不能絕對(duì)涵蓋所有故障,特別是膜應(yīng)用范圍逐漸拓寬的情況下,不斷可能碰到新問(wèn)題。
一、污堵
污堵類(lèi)型很繁多,常類(lèi)型具體包含微生物污堵、顆粒物污堵、膠體污堵、金屬氧化物污堵、金屬氧化物污堵、可溶垢類(lèi)污堵、難溶垢類(lèi)污堵、有機(jī)物污堵等等,不一而足。
1、微生物污堵
微生物污堵是指原水中的微生物在RO/NF膜組件內(nèi)形成群落,并釋放代謝產(chǎn)物堵塞膜組件,使其減少產(chǎn)水能力的過(guò)程。
這個(gè)堵塞過(guò)程發(fā)展的機(jī)理是這樣的。首先,微生物通過(guò)預(yù)處理系統(tǒng)后進(jìn)入RO/NF膜系統(tǒng),由于膜系統(tǒng)的水流速度比管道系統(tǒng)內(nèi)小得多,這樣微生物比較容易在膜面上吸附駐足,利用堆積在膜面上的水流速度比管道系統(tǒng)內(nèi)小得多, 這樣微生物比較容易在膜面上吸附駐足,利用堆積在膜面上的污染物及水中的離子、有機(jī)物等作為的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),在合適的水溫下,微生物便能大量繁殖滋長(zhǎng),并放出大量粘性代謝產(chǎn)物。 這些粘性很強(qiáng)的代謝產(chǎn)物對(duì)膜面的透水孔道以及進(jìn)水通道隔網(wǎng)等均具有吸附作用,大量吸附堆積的結(jié)果,從宏觀上就表現(xiàn)出很強(qiáng)的堵膜性能。
微生物快速滋長(zhǎng)需要4個(gè)必要條件:微生物菌源、合適的溫度、大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、水分。從這幾個(gè)必要條件中,我們可以找到抑制微生物滋長(zhǎng)的措施。一個(gè)是殺死微生 物活體本身,微生物就會(huì)變慢;另一個(gè)是去掉營(yíng)養(yǎng)源,沒(méi)有足夠吃,微生物也難以大量增殖。由于有機(jī)膜的耐溫性不高,雖然不能大幅升溫來(lái)殺菌;但從水溫的高 低,我們能夠預(yù)測(cè)某系統(tǒng)在不同水溫、不同季節(jié)的微生物滋活性。在微生物較晚滋長(zhǎng)的夏季,殺菌措施要加強(qiáng);而冬季則可以減弱。
2、顆粒物污堵
顆粒物污堵是指水中所夾帶的泥土、粘土、細(xì)沙等顆粒狀的物質(zhì)對(duì)RO/NF的透水孔道、進(jìn)水通道的形成堵塞。顆粒物污堵嚴(yán)重時(shí),其進(jìn)水的SDI15往往較高,不合格。細(xì)小的微粒不僅會(huì)堵塞膜面上的微小透水孔道,而且大量累積后就會(huì)形成濾餅,堵塞RO/NF膜組件的進(jìn)水通道,從而影響產(chǎn)水量。如果顆粒物中含有帶鋒銳棱角的沙?;蛘弑∪绲镀钠瑺钌捌敲丛趩⑼5倪^(guò)程中、或者含氣體、 或者震動(dòng)較大的情況下,鋒銳的邊角還可能對(duì)RO/NF膜面結(jié)構(gòu)形成直接的傷害,從而影響系統(tǒng)的脫鹽率。
一般來(lái)說(shuō),當(dāng)SDI15<3時(shí),顆粒物污堵不會(huì)很?chē)?yán)重;當(dāng)當(dāng)SDI15≡3-4時(shí),顆粒物的污堵會(huì)明顯加重;當(dāng)當(dāng)SDI15≡3-5時(shí),顆粒物污堵就會(huì)變得很顯著;當(dāng)SDI15>5時(shí),顆粒物污堵會(huì)嚴(yán)重到不能接受。因此,一般RO/NF系統(tǒng)均要求進(jìn)水SDI15不要超過(guò)5。
深井水中的SDI15通常小于,有時(shí)甚至小于1,因此,當(dāng)原水為深井水時(shí),嚴(yán)重顆粒物污堵基本認(rèn)為不會(huì)發(fā)生。地表水的SDI15通常大于3,嚴(yán)重的能超過(guò)5,因此,當(dāng)原水為地表水時(shí),顆粒物污堵的潛力很大。廢水的SDI15通常超過(guò)5,因此其顆粒物污堵的潛力最大,對(duì)預(yù)處理要求最高
3、膠體污堵
膠體污堵多發(fā)生在膠體含量高的井水、地表水(河水、湖水、水庫(kù)水、海水)、廢水中。實(shí)際上多數(shù)系統(tǒng)都存在膠體污堵,只是嚴(yán)重程度不同而已。一般人加入鋁、鐵系絮凝劑或者本來(lái)就含有高濃度膠體時(shí),就應(yīng)該注意膠體污堵的風(fēng)險(xiǎn)。一般絮凝、澄清、過(guò)濾能顯著降低膠體含量,從而減少膠體污堵。不過(guò)最的大幅減少 甚至消除膠體污堵的辦法是采用超濾UF作為RO的預(yù)處理,微濾的作用次之。
4、金屬氧化物污堵
由于各種水源中金屬離子的廣泛存在,輸送管道系統(tǒng)的內(nèi)壁腐蝕,或者石化工業(yè)廢水常含催化劑等等,一般預(yù)處理系統(tǒng)并不能徹底去掉金屬離子。因此RO或多或少面臨金屬氧化物的污堵。最常見(jiàn)的氧化物污堵有Fe2O3、MnO2及其他重金屬離子的氧化物或絡(luò)合物等等。重金屬離子氧化物或絡(luò)合物的存在,不僅會(huì)堵塞RO膜的膜孔,而且在清洗、消毒等等過(guò)程中可能對(duì)膜形成催化氧化破壞。
5、可溶垢類(lèi)污堵
可溶垢類(lèi)主要是指碳酸鈣、氫氧化鎂等這些易為普通酸類(lèi)溶解掉的垢類(lèi)成分。抑制這些垢類(lèi)生成的方法:一是給水加酸降低進(jìn)水LSI;二是加阻垢劑。由于這些垢類(lèi)
容易溶解,因此即使發(fā)生污堵,只要及時(shí)采取清洗措施,一般容易恢復(fù)系統(tǒng)的性能。當(dāng)然,嚴(yán)重污堵以致堵塞通道的情況應(yīng)該避免,這樣意味著可溶垢與難溶垢夾雜
在一起。當(dāng)然,嚴(yán)重污堵以至堵塞通道的情況應(yīng)該避免,這樣意味著可溶垢與難溶垢夾在一起,會(huì)大大增加清洗難度和工作強(qiáng)度。
6、 難溶垢類(lèi)污堵
難溶垢類(lèi)用普通的標(biāo)準(zhǔn)清洗方法較難洗掉,因此成為RO的難點(diǎn)。一般最好避免難溶垢生成,一旦生成,一旦形成堆積,多數(shù)情況下難以徹底恢復(fù)性能。常見(jiàn)的難溶垢有BaSO4、SrSO4、CaSO4、CaF2、Ca3(PO4)2、SiO2及硅酸鹽等等。抑制難溶垢的主要方法是加入足量的高效阻垢劑。
7、有機(jī)物污堵
有機(jī)物污染物的種類(lèi)比較多。常見(jiàn)油類(lèi)、脂類(lèi)、陽(yáng)離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑、吸附力強(qiáng)的緩蝕劑、非離子型表面活性劑、吸附力強(qiáng)的緩蝕劑 (如BTA)、陽(yáng)離子型的殺菌滅藻劑(如季胺鹽)、陽(yáng)離子型的高分子助凝劑、環(huán)氧襯膠不好或未干透而釋放的有機(jī)物、PVC塑料部件釋放的添加劑等等。其中 以疏水性、帶正電、大分子的有機(jī)物對(duì)RO膜的堵塞最為致命,會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)水量急劇下降,運(yùn)行壓力大幅上升。
8、其它非常見(jiàn)污堵(活性碳粉末污堵)
非常見(jiàn)污堵是極為少見(jiàn)的異常污堵,包括預(yù)處理活性碳顆粒因某些原因形成粉末引起下游RO污堵、空氣中粉塵通過(guò)除碳器進(jìn)入二級(jí)RO引起污堵等等。--RO反滲透裝置,
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