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    探究中水回用時應用反滲透膜時產生的污染及化學清洗

    摘要:受到我國環境保護及可持續發展生態理念深入推廣的影響,我國從本身水資源短缺的實際的情況出發,逐步推廣中水的應用,并且在這一過程中,反滲透膜技術成為了常用的水處理技術之一。但是不可忽視的一點就是在實際使用過程中,由于受到預處理工藝無法有效運行的影響,導致在膜系統進水中出現了有機物、微生物等物質,并進而帶來反滲透膜的污染問題。在這種情況下,就需要開展相應的化學清洗方式,以此來保障反滲透膜的使用壽命。本文就反滲透膜的污染類型及化學清洗方式進行了相應的分析,以便為今后的反滲透膜清洗提供相應參考。

    關鍵詞:中水回用;反滲透膜;污染類型;清洗措施

    1、中水回用中反滲透膜應用的污染類型

    1.1有機物污染

    在處理膜系統進水內部的有機物質,超濾膜最多只可以將有機物質中的大分子團有機物質及部分直徑超過超濾膜孔洞直徑的非溶解性有機物質做出相應的截留。如若在水中有機物質濃度較高的情況下,就會極大的提高有機物堵塞超濾膜孔洞問題的發生幾率。而那些具有溶解性的有機物質則會在穿過超濾膜之后,進入到發滲透膜內部,就會對反滲透膜造成相應的影響,具體的影響就是因為有機物質在反滲透膜表面得以吸附,并在反滲透膜的表面形成所謂的薄膜層。因為有薄膜層的存在,會使得反滲透膜的脫鹽率及產水量大幅度下降。膜系統進水中的有物質濃度主要和生化處理工作的效果有一定的關系,最主要的是和出水COD(化學需氧量)數值有關,具體而言,生化處理系統的出水COD數值和膜系統進水有機物質濃度之間呈現一種正比例關系。為了確保反滲透膜系統的長時間穩定使用,出水COD數值必須要控制在10mg/L之下。

    1.2微生物污染

    在反滲透膜系統中比較常見的污染問題之一就是微生物污染問題,反滲透膜各個組建內部的環境比較陰暗潮濕,反滲透膜內部的環境十分適合微生物的生長以及繁殖,在水中微生物含量較高的情況下,就會大大增加微生物污染發生的概率。在原水的預處理中,在使用深度生化處理方式的情況下,就會帶來出水中的生物活性水平相對較高,在這種情況下,如若反滲透進水系統中的殺生劑的數量投入不夠,就會帶來微生物的生長,最終導致膜壓差的逐漸上升,從而影響到整個反滲透膜系統的安全穩定運行。

    為了有效的防止反滲透膜微生物污染問題的出現,經常性使用的方式包括如下的兩種:第一,連續性的殺菌方式。在原水經過處理之前,向其中投入合適數量的次氯酸鈉,借此來控制中水內部余氯含量,從而將膜系統內部微生物繁殖做出一定程度的抑制,但這種方式在使用的過程中,為了防止出現反滲透膜的氧化形象,反滲透膜的進水需要做出相應的脫氯操作。第二,沖擊性質的殺菌方式。就是在正常的中水處理過程中向膜系統的進水過程中投放適量的殺菌劑,借助殺菌劑的沖擊性將反滲透膜內產生的微生物殺死,并通過濃水將之帶出系統。除此之外,臭氧及紫外線照射都可以用作微生物的滅殺中,目前用作微生物處理的主要方式就是非氧化殺菌劑。

    1.3化學結垢

    化學結垢問題的產生就是因為中水內部某些物質和反滲透膜的表面發生了對應的化學反應,出現的沉積、沉淀及反滲透膜的非常規性質的老化問題,這一問題的出現就會導致反滲透膜的性能逐步降低。在中水內存在諸如鈣離子、鎂離子等離子的情況下,再加之反滲透膜系統中的原水濃縮倍數及PH數值有所提升,就會導致中水內部分溶解性較差的物質在反滲透膜的表面逐步沉積,最終形成一個硬垢層,這些化學結垢的形成,就會導致整體反滲透膜的壓力逐步升高,產水量逐步下降,甚至于出現反滲透膜的表面損傷為題,直接影響到發滲透膜的脫鹽率,解決這一問題的主要方式包括加酸、阻垢劑的添加等。

    1.4顆粒及膠體污染

    反滲透膜的顆粒及膠體污染中的顆粒及膠體來源主要可以分為如下的幾個方面:第一,膜系統進水的細菌、黏土、大分子團有機物質及膠體硅。第二,不具有溶解性金屬鐵的腐蝕化產物。第三,在預處理水過程中使用的諸如鋁鹽一類的混凝劑在過濾處理中部分物質沒有得到及時有效的處理。第四,中水處理中添加到帶有正電荷的凝聚劑和帶有負電荷的阻垢劑產生的沉淀顆粒。

    在正常情況下,在中水的預處理環節中,就可以有效的將水中的顆粒及膠體含量控制在一定程度之下,在反滲透膜的安全正常運行過程中,這一類型的污染對于反滲透膜的影響較低,但是在長時間的使用過程中,因為反沖洗工作不全面等原因都會帶來相應的顆粒及膠體污染問題,這一問題雖然短期內不會對反滲透膜造成巨大影響,但是在長時間的使用之后,會直接影響到反滲透膜內部元件的運行性能。

    2、中水回用中反滲透膜化學清洗分析

    2.1化學清洗步驟分析

    開展反滲透膜化學清洗工作的具體步驟如下。

    第一,水沖洗。在正式開展化學清洗操作之前,需要反滲透產水開展初步的水沖洗工作,主要目標就是將反滲透膜表面的污染物做出相應的沖洗。在化學清洗之后還需要再次進行水沖洗工作,主要是將之前化學清洗的遺留下的廢液進行沖洗。

    第二,酸洗。水沖洗完成之后,在酸洗工作開展的時候需要在清洗水箱內部注入水分,并在緩慢加熱的情況下,將清洗泵啟動,并以較慢的速度加入鹽酸,并將PH數值控制在2到3之間,先后清洗一、二段,動態循環40分鐘之后,在浸泡40分鐘。在PH數值的不升高的情況下,開展水沖洗工作,在出水的PH數值達到6到7之間的情況下,水沖洗工作正式結束,可以準備開展堿洗工作。

    第三,堿洗。在堿洗工作開展的時候需要在清洗水箱內部注入水分,并在緩慢加熱的情況下,將清洗泵啟動,并以較慢的速度加入清洗劑,并將PH數值控制在10到11之間,先后清洗一、二段,動態循環40分鐘之后,再次浸泡50分鐘。在出水的PH數值達到6到7之間的情況下,水沖洗工作結束,在這一次堿洗工作結束之后,需要在開展一次酸洗工作,過程和第二步一樣。

    第四,水沖洗工作。在化學清洗工作結束之后,需要使用反滲透膜產水針對清洗水箱、管道等做出沖洗工作,直到PH數值達到中性為止。

    2.2反滲透膜清洗的保障措施

    為了確保反滲透膜的化學清洗工作取得良好的效果需要采取如下的幾方面的保障措施:第一,日常維護工作的有效開展。在反滲透膜的日常運行過程中,需要提升預處理環節的管理工作力度,同時,需要嚴格控制好反滲透膜系統進水的水質標準。在發現反滲透膜出現嚴重的污染問題的情況下,需要在第一時間內將污染原因做出分析的基礎上,采取相應的措施將問題解決。除此之外,在制定相應的化學清洗方案的過程中,需要以污染物性質及特點作為基礎。第二,非氧化性殺菌劑投放設施的添置。反滲透膜污染的主要問題之一就是微生物污染,而目前最為有效的微生物污染防治方式就是非氧化性殺菌劑的投放,為此,在開展中水處理工作的過程中,需要添置合適數量的非氧化性殺菌劑投放設施,以便降低微生物的數量。

    總結

    中水作為當前重要的循環水資源之一,其主要處理系統就是反滲透膜,但在實際的使用過程中,會出現諸如有機物、微生物、化學結垢以及顆粒及膠體污染問題,這些污染問題的存在很容易導致反滲透膜的脫鹽率、產水量大幅度下降,為了確保反滲透膜的效果,需要在化學清洗的基礎上,借助日常維護工作的有效開展等保障措施,維護反滲透膜的實際效果。

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