反渗透膜性能下降原因及污染鉴别方法

编辑:东莞反渗透膜全国供应        日期:2014/2/27 10:40:07        阅读:2179

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反渗透膜,RO膜 反渗透膜,RO膜

渗透是一种物理现象。当两种含有不同盐类的水,如用一张半渗透性的薄膜分开就会发现,含盐量少的一边的水分会透过膜渗到含盐量高的水中,而所含的盐分并不渗透,这样,逐渐把两边的含盐浓度融合到均等为止,这一过程称为渗透。然而,要完成这一过程需要很长时间。但如果在含盐量高的水侧,试加一个压力,其结果也可以使上述渗透停止,这时的压力称为渗透压力。如果压力再加大,可以使方向相反方向渗透,而盐分剩下。因此,反渗透除盐原理,就是在有盐分的水中(如原水),施以比自然渗透压力更大的压力,使渗透向相反方向进行,把原水中的水分子压力到膜的另一边,变成洁净的水,从而达到除去水中杂质、盐分的目的。

RO膜原理图

反渗透又称逆渗透,一种以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力,当压力超过它的渗透压时,溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂,即渗透液;高压侧得到浓缩的溶液,即浓缩液。若用反渗透处理海水,在膜的低压侧得到淡水,在高压侧得到卤水。

反渗透时,溶剂的渗透速率即液流能量N为:N=Kh(Δp-Δπ)(式中Kh为水力渗透系数,随温度升高稍有增大;Δp为膜两侧的静压差;Δπ为膜两侧溶液的渗透压差)。稀溶液的渗透压π为:π=iCRT(式中i为溶质分子电离生成的离子数;C为溶质的摩尔浓度;R为摩尔气体常数;T为绝对温度。)

反渗透通常使用非对称膜和复合膜,所用的设备主要是中空纤维式或卷式的膜分离设备。反渗透膜能截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质,从而取得净制的水。也可用于大分子有机物溶液的预浓缩。由于反渗透过程简单,能耗低,近20年来得到迅速发展。现已大规模应用于海水和苦咸水(见卤水)淡化、锅炉用水软化和废水处理,并与离子交换结合制取高纯水,目前其应用范围正在扩大,已开始用于乳品、果汁的浓缩以及生化和生物制剂的分离和浓缩方面。

过滤膜以截留原水颗粒的大小分类,膜孔从粗到细分为微滤膜(MF),超滤膜(UF),纳诺滤膜(NF)和反渗透膜(RO)。MF膜孔径0.05um以上,或为1000以上分子量,以去除胶体、高分子有机物为对象。NF膜孔径为100~1000分子量。它去除的物质在UF与RO之间,以去除三卤甲烷、异味、色度、农药、可溶性有机物、Ca、Mg等。RO分离粒径为数十分子量,以去除食盐类和无机盐为对象。

水处理滤膜是固液分离技术,它是以膜孔把水滤过,将水中杂质截留,而没有化学变化,处理简易的技术,但因膜孔非常细小,相应的存在某些技术问题。在给水也有用生物膜处理原水的方法,但它与过滤膜分离技术不同。用作膜分离的叫做membrance,用作生物膜处理的膜叫做film。

设备在使用过程中除了膜性能的正常衰减外,由于污染而引起设备性能的衰减更为严重。通常的污染主要有化学垢,有机物及胶体污染,微生物污染等。不同的污染表现出的症状是不同的。不同的膜公司所提出的膜污染的症状也是有一定的差异。

污染时间的长短不一样其症状也不一样。如膜发生碳酸钙垢污染,污染时间为一个星期时,主要表现为脱盐率的迅速下降,压差缓慢增大,而产水量变化不明显,用柠檬酸清洗陶氏膜能完全恢复性能。

鉴别污染类型要综合原水水质,设计参数,污染指数,运行记录,设备性能变化及微生物指标等加以判断:

(1)胶体污染:发生胶体污染时,前处理中微滤器堵塞得很快,尤其是压差增大很快,SDI值通常在2.5以上。

(2)微生物污染:发生微生物污染时,RO设备的透过水和浓缩水中的细菌总数都比较高,平时一定没有按要求进行保养和消毒。

(3)钙垢:可依据原水水质及设计参数进行判断。对碳酸盐型水而言,如果回收率为75%时,设计时投加了阻垢剂,浓缩液的LSI应小于1;不投加阻垢剂时浓缩液的LSI应小于零,一般不会产生钙垢。

(4)对清洗液进行化学分析:取原水、清洗原液、清洗液三个样分析。

(5)可用酸洗(如柠檬酸、稀HNO3),根据清洗的效果和清洗液判断钙垢,通过清洗液成分分析进一步证实。