膜的污染及其控制方法
膜(mo)(mo)(mo)污染是指(zhi)在膜(mo)(mo)(mo)過(guo)濾過(guo)程中，水中的微粒(li)(li)、膠體粒(li)(li)子或溶質(zhi)大分子由(you)于與膜(mo)(mo)(mo)存在物理化(hua)學相互作用或機械作用而引(yin)起的在膜(mo)(mo)(mo)表面或膜(mo)(mo)(mo)孔(kong)內吸(xi)附(fu)、沉(chen)積造成膜(mo)(mo)(mo)孔(kong)徑變(bian)小或堵塞，使膜(mo)(mo)(mo)產生透(tou)過(guo)流量與分離(li)特性的不可逆變(bian)化(hua)現(xian)象(xiang)。
實際上(shang)，膜(mo)的(de)可(ke)*性是(shi)目前阻礙膜(mo)技術推廣應用的(de)關(guan)鍵(jian)之一，而(er)污(wu)(wu)染(ran)問題(ti)又是(shi)影(ying)響其可(ke)*性的(de)決定(ding)性因素。據(ju)調(diao)查，就(jiu)超(chao)濾(lv)而(er)言，污(wu)(wu)染(ran)仍是(shi)其主(zhu)要(yao)問題(ti)，污(wu)(wu)染(ran)的(de)消除(chu)將使(shi)(shi)超(chao)濾(lv)過程效率提(ti)高30%以上(shang)，使(shi)(shi)投資減少15%，而(er)且能提(ti)高分(fen)離效果，使(shi)(shi)超(chao)濾(lv)范圍拓(tuo)寬(kuan)。對膜(mo)污(wu)(wu)染(ran)種類及其成因的(de)具體分(fen)析，將有助于采取合適(shi)的(de)措施減弱或消除(chu)它(ta)的(de)不(bu)良影(ying)響。
1沉淀污染
以壓(ya)力為(wei)推動力的膜(mo)分離(li)技術有反滲透(RO)，納濾(NF)，超濾(UF)和(he)微(wei)濾(MF)。根據(ju)不同(tong)膜(mo)與水中微(wei)粒的相(xiang)互關(guan)系，可知沉淀污染對RO和(he)NF的影響尤為(wei)顯著。
當原水中鹽的(de)(de)濃度超過了(le)其(qi)溶解(jie)度，就會在膜上(shang)形(xing)成(cheng)沉(chen)淀或結垢。普遍受人們(men)關(guan)注的(de)(de)污染物是鈣(gai)、鎂、鐵(tie)和(he)(he)其(qi)它金屬的(de)(de)沉(chen)淀物，如氫氧化物、碳酸鹽和(he)(he)硫(liu)酸鹽等(deng)。
設在(zai)溶液中(zhong)有化學反應(ying)：xAy－＋yBx＋＝AxBy
當不考慮鹽類之(zhi)間(jian)的(de)(de)相互作用(yong)時，溶(rong)度(du)(du)(du)(du)積Ksp＝γxA［Ay－］xγyB［Bx＋］y為(wei)(wei)常數(shu)。其(qi)中，γA、γB為(wei)(wei)自由(you)離(li)子(zi)A和(he)B的(de)(de)平均活度(du)(du)(du)(du)系數(shu)；［A］，［B］為(wei)(wei)溶(rong)液中的(de)(de)摩爾(er)濃度(du)(du)(du)(du)；x，y為(wei)(wei)化學配比系數(shu)。平均活度(du)(du)(du)(du)系數(shu)可用(yong)離(li)子(zi)強度(du)(du)(du)(du)［I］的(de)(de)函數(shu)來估(gu)測：
logγA＝－0.509ZAI1/2，
logγB＝0.509ZBI1/2；
ZA、ZB為自由離子的化合價。對(dui)稀溶液，如大多數(shu)天然(ran)水體，其(qi)活度(du)系數(shu)γA、γB近(jin)似等于(yu)1。
如圖1所示，進料液，濃縮液，滲透液濃度分別為Cf，Cr，Cp。
由阻截率知：
R＝1－Cp/Cf(1)
設系(xi)統回(hui)收率為r，由物料平(ping)衡，知：
Cf－(1－r)Cr＝rCp(2)
由式(1)，(2)可得：
Cr＝Cf［1－r(1－R)］/(1－r)(3)
由(3)式可以看出，濃縮液中截留鹽濃度(du)Cr，隨進水濃度(du)Cf，回收率(lv)r和截留率(lv)R的增加而增加。此時，被截留的濃縮液溶度(du)積Kspr＝γAx[Ay－]xrγBy[Bx+]ry。
當濃縮液溶(rong)度積Kspr與溶(rong)液溶(rong)度積Ksp的(de)(de)比值大于1時，就存(cun)在(zai)著鹽析(xi)出的(de)(de)可能性。
實際上，方程(cheng)(3)低估了(le)促進沉淀生成和(he)結垢的鹽(yan)濃(nong)度(du)，因為(wei)其推導中(zhong)(zhong)未考慮濃(nong)度(du)極(ji)化。鑒于這(zhe)個原因，引入濃(nong)度(du)極(ji)化因子PF(邊界層與溶液中(zhong)(zhong)濃(nong)度(du)之比(bi)值，大于1)，PF值通常可用(yong)回收率(lv)r的指數(shu)函數(shu)的形式(shi)來估計，
PF＝exp(K×r)(4)
其中(zhong)K為半經驗(yan)常(chang)數，對于商業應用的RO膜組件，取值為0.6～0.9，結(jie)垢在RO裝置的最(zui)后幾個(ge)單元中(zhong)(即在濃(nong)度最(zui)高的地方)最(zui)先(xian)形成。
避免沉(chen)淀污染的(de)方法(fa)主要是減(jian)少離(li)子積中陽(yang)離(li)子或(huo)陰離(li)子的(de)濃度。例(li)如(ru)，添加酸(suan)(suan)可(ke)減(jian)少氫(qing)氧化物(wu)和碳(tan)酸(suan)(suan)鹽的(de)濃度，使金屬離(li)子沉(chen)淀難以生成。原水可(ke)通過石灰軟化沉(chen)淀或(huo)離(li)子交換等預處理方法(fa)去(qu)除易結垢(gou)的(de)金屬離(li)子(如(ru)Ca2＋、Mg2＋等)。還可(ke)以加入阻(zu)垢(gou)劑，例(li)如(ru)磷酸(suan)(suan)六(liu)甲基，以阻(zu)礙沉(chen)淀生成。
2吸附污染
有機(ji)物在膜表面的(de)(de)吸附(fu)通(tong)常(chang)是(shi)影(ying)響(xiang)(xiang)膜性能的(de)(de)主要(yao)因(yin)素。隨時間的(de)(de)延(yan)長，污染物在膜孔(kong)內的(de)(de)吸附(fu)或累積會導(dao)致孔(kong)徑減少和膜阻(zu)增大，這(zhe)是(shi)難以恢復的(de)(de)。腐殖(zhi)酸和其他天然有機(ji)物(NOM)即使在較低濃度(du)下，對滲透(tou)率的(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)也大大超(chao)過了粘土(tu)或其它無機(ji)膠粒。
與膜污染(ran)(ran)相關的(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)物特征(zheng)包括它們對膜的(de)(de)(de)(de)親(qin)和(he)(he)性，分子量，功能(neng)團和(he)(he)構型。帶負(fu)電(dian)荷(he)功能(neng)團的(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)聚合(he)電(dian)解質(如腐殖酸和(he)(he)富里酸)會與帶有(you)負(fu)電(dian)荷(he)的(de)(de)(de)(de)膜表面(mian)之間存(cun)在靜電(dian)斥力(li)。用(yong)在水(shui)和(he)(he)廢水(shui)處理中的(de)(de)(de)(de)聚砜、醋酸纖維樹脂、陶瓷和(he)(he)薄表層復合(he)膜表面(mian)都帶有(you)一(yi)定程度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)負(fu)電(dian)荷(he)。一(yi)般(ban)來講，膜表面(mian)電(dian)荷(he)密度(du)(du)越大，膜的(de)(de)(de)(de)親(qin)水(shui)性就越強。而疏水(shui)作用(yong)可增加NOM在膜上的(de)(de)(de)(de)積累(lei)，導致更嚴(yan)重的(de)(de)(de)(de)吸附(fu)污染(ran)(ran)。
根據化學組(zu)成，可識(shi)別(bie)造成膜(mo)污染的(de)(de)(de)NOM中的(de)(de)(de)特定(ding)組(zu)分(fen)。利用熱解氣相色譜(GC)/質譜(MS)分(fen)餾技術，識(shi)別(bie)出多(duo)糖(tang)和多(duo)羥基(ji)芳香(xiang)族化合物是地表(biao)水和巖(yan)溶地下水中的(de)(de)(de)兩(liang)種(zhong)主要組(zu)分(fen)。試驗證明(ming)，多(duo)羥基(ji)芳香(xiang)族化合物比多(duo)糖(tang)吸(xi)附污染嚴重得多(duo)。
NOM除對(dui)膜(mo)的(de)直(zhi)接吸附(fu)污(wu)染外，對(dui)膠(jiao)體在膜(mo)上的(de)粘(zhan)(zhan)附(fu)沉(chen)積(ji)也起著重要作(zuo)用(yong)。對(dui)沉(chen)積(ji)層(ceng)(ceng)中(zhong)天(tian)然水體出(chu)現的(de)有(you)(you)機污(wu)染物(wu)(wu)種類和(he)它們的(de)相(xiang)對(dui)濃度分(fen)析表明(ming)，聚(ju)酚醛化(hua)合物(wu)(wu)，蛋白質(zhi)和(he)多糖與膠(jiao)體粘(zhan)(zhan)附(fu)在一起沉(chen)積(ji)到(dao)膜(mo)上，并(bing)且(qie)在膜(mo)表面(mian)形(xing)成凝(ning)膠(jiao)層(ceng)(ceng)。因(yin)此，吸附(fu)污(wu)染和(he)水中(zhong)有(you)(you)機物(wu)(wu)形(xing)成凝(ning)膠(jiao)層(ceng)(ceng)的(de)穩定性影響了(le)純(chun)水力清洗(xi)(xi)的(de)效(xiao)率(lv)。純(chun)水力清洗(xi)(xi)的(de)方法有(you)(you)反(fan)沖洗(xi)(xi)，快速脈(mo)沖或(huo)橫(heng)向(xiang)流反(fan)向(xiang)沖洗(xi)(xi)。用(yong)作(zuo)膜(mo)化(hua)學(xue)清洗(xi)(xi)的(de)試劑(ji)必須能有(you)(you)效(xiao)溶解(jie)凝(ning)膠(jiao)層(ceng)(ceng)中(zhong)的(de)有(you)(you)機化(hua)合物(wu)(wu)。因(yin)此，用(yong)作(zuo)膜(mo)的(de)化(hua)學(xue)清洗(xi)(xi)的(de)溶液通(tong)常(chang)由苛性物(wu)(wu)質(zhi)和(he)酶(mei)劑(ji)組成。
3生物污染
生(sheng)物(wu)(wu)(wu)污(wu)(wu)染(ran)(ran)是指微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)在膜(mo)(mo)(mo)-水界面(mian)上積累，從而影響系統性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)現象(xiang)［６］。膜(mo)(mo)(mo)組(zu)件(jian)內部潮(chao)濕陰(yin)暗，是一(yi)(yi)個微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)生(sheng)長的(de)(de)理想環境(jing)，所以一(yi)(yi)旦原水的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)(xing)水平較高，則極易發(fa)生(sheng)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)污(wu)(wu)染(ran)(ran)。膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)污(wu)(wu)染(ran)(ran)分(fen)兩個階段：粘附(fu)和(he)生(sheng)長。在溶液中(zhong)沒有投(tou)入(ru)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)殺蟲劑或(huo)投(tou)入(ru)量不足時(shi)，粘附(fu)細胞會在進(jin)水營養物(wu)(wu)(wu)質的(de)(de)供養下成(cheng)(cheng)長繁(fan)殖(zhi)，形成(cheng)(cheng)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)。在一(yi)(yi)級生(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)上的(de)(de)二次(ci)粘附(fu)或(huo)卷吸(xi)進(jin)一(yi)(yi)步發(fa)展了生(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)。老(lao)化(hua)的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)細菌主(zhu)要(yao)(yao)分(fen)解成(cheng)(cheng)蛋白質、核(he)酸、多糖酯和(he)其它(ta)(ta)大分(fen)子物(wu)(wu)(wu)質，這些物(wu)(wu)(wu)質強烈吸(xi)附(fu)在膜(mo)(mo)(mo)面(mian)上引起(qi)膜(mo)(mo)(mo)表面(mian)改性(xing)(xing)(xing)。被(bei)改性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)表面(mian)更(geng)容易吸(xi)引其它(ta)(ta)種(zhong)類的(de)(de)微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)。微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)一(yi)(yi)個重(zhong)要(yao)(yao)特(te)征是它(ta)(ta)們具有對變化(hua)營養、水動力或(huo)其它(ta)(ta)條件(jian)作出迅速生(sheng)化(hua)和(he)基因調節的(de)(de)能(neng)力。因此，生(sheng)物(wu)(wu)(wu)污(wu)(wu)染(ran)(ran)問題比非活(huo)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)膠體(ti)污(wu)(wu)染(ran)(ran)或(huo)礦物(wu)(wu)(wu)質結(jie)垢更(geng)為嚴重(zhong)。
細菌，真菌和其它微生物(wu)組(zu)成的生物(wu)膜，可直接(通過酶(mei)作(zuo)用)或間(jian)接(通過局部pH或還(huan)原電勢作(zuo)用)降解膜聚合物(wu)或其它RO單元組(zu)件，結(jie)果(guo)造(zao)(zao)成膜壽命縮短(duan)，膜結(jie)構完整(zheng)性被破壞，甚至(zhi)造(zao)(zao)成重大系統(tong)故障［罰蒔?
可同(tong)化性(xing)有機碳(AOC)被認(ren)為(wei)是生(sheng)物(wu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)生(sheng)長潛勢。因此(ci)，AOC指標可以(yi)(yi)表征生(sheng)物(wu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)形成的(de)(de)(de)可能性(xing)及其程(cheng)度。研究證(zheng)實，細(xi)菌對不同(tong)聚合物(wu)粘附速率大不相同(tong)。如聚酰(xian)胺膜(mo)(mo)(mo)(mo)比醋酸(suan)纖維素膜(mo)(mo)(mo)(mo)更易(yi)受細(xi)菌污(wu)染(ran)［８］。所以(yi)(yi)，生(sheng)物(wu)親和(he)性(xing)被降低和(he)易(yi)清洗的(de)(de)(de)聚合物(wu)為(wei)材質的(de)(de)(de)分(fen)離(li)膜(mo)(mo)(mo)(mo)，會阻(zu)礙生(sheng)物(wu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)生(sheng)長。為(wei)了發(fa)展膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)污(wu)染(ran)防治(zhi)技術，研究者必(bi)須首先(xian)理(li)解分(fen)離(li)膜(mo)(mo)(mo)(mo)聚合物(wu)的(de)(de)(de)表面分(fen)子結(jie)構和(he)粘附生(sheng)物(wu)細(xi)胞與膜(mo)(mo)(mo)(mo)作用的(de)(de)(de)機理(li)。為(wei)了更好(hao)控制膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)污(wu)染(ran)所必(bi)需(xu)的(de)(de)(de)基礎研究包(bao)括以(yi)(yi)下(xia)六個方(fang)面。
(1)了解生(sheng)物膜中的(de)微生(sheng)物菌(jun)落，以識別出合適的(de)有機體(ti)用于試(shi)驗模擬和粘附生(sheng)物測定。非(fei)生(sheng)長基(ji)(ji)的(de)分子基(ji)(ji)因(yin)(yin)測定是(shi)值得(de)推薦的(de)方法，例如核蛋(dan)白體(ti)RNA基(ji)(ji)因(yin)(yin)片(pian)段分析，基(ji)(ji)因(yin)(yin)試(shi)樣(yang)生(sheng)物檢定，熒光現場(chang)雜化作用等(deng)。
(2)粘(zhan)附過程必須在分子和原(yuan)子一級的水平上研究，以(yi)更(geng)好地理解細胞粘(zhan)附時(shi)物(wu)化作用力(li)的影(ying)響(xiang)。
(3)被改性(xing)的膜(mo)對細菌粘附和初期生物膜(mo)形成的影(ying)響(xiang)需進一(yi)步(bu)研(yan)究。總衰減(jian)反射(she)-傅(fu)里葉變換(huan)紅外光譜(ATR-FTIR)測定(ding)有助于分析問(wen)題。
(4)在生(sheng)物(wu)污染過程中，細(xi)菌外聚合(he)物(wu)(如藻朊酸鹽(yan))與膜(mo)材料之間(jian)的作用尚(shang)未(wei)被充分認識到(dao)。理論(lun)上(shang)，分子模擬可(ke)(ke)以快速(su)和低成本地(di)預測膜(mo)生(sheng)物(wu)污染。同時，可(ke)(ke)用模擬技術識別干(gan)擾(rao)細(xi)胞粘附的新的化學物(wu)質(zhi)。
(5)生物(wu)膜本身(shen)的結(jie)構(gou)完整性依*細胞(bao)之(zhi)間(jian)(jian)的分(fen)(fen)子(zi)力，該種作用(yong)(yong)力和(he)細胞(bao)與(yu)相鄰的胞(bao)外聚合物(wu)(EPS)之(zhi)間(jian)(jian)的相互作用(yong)(yong)有(you)關。到目前為止，生物(wu)膜中細胞(bao)之(zhi)間(jian)(jian)作用(yong)(yong)力的大(da)小和(he)本質還不清楚。分(fen)(fen)子(zi)模擬技術與(yu)適(shi)當的試驗方法(如(ru)X光衍射)結(jie)合有(you)助于分(fen)(fen)析問題。
(6)目前(qian)尚缺乏對生物膜生理(li)生態性的(de)了解。有(you)研究(jiu)指出溴化呋喃(來自海底藻類)可阻(zu)礙細菌的(de)粘附，削弱(ruo)生物膜母體溶液的(de)污染影(ying)響。
生(sheng)物污染可通過對(dui)進水(shui)(shui)進行(xing)連續或(huo)間歇(xie)的(de)消(xiao)毒來控制。但必須考(kao)慮該消(xiao)毒劑對(dui)膜(mo)(mo)(mo)的(de)降解性。研究(jiu)表明，一(yi)氯(lv)化(hua)(hua)胺是一(yi)種優于氯(lv)消(xiao)毒的(de)生(sheng)物膜(mo)(mo)(mo)消(xiao)毒劑，可大大減少微量(liang)有機氧化(hua)(hua)物，抑制細(xi)菌生(sheng)長(chang)(chang)。廢水(shui)(shui)中連續投入3～5mg/L一(yi)氯(lv)化(hua)(hua)胺可抑制生(sheng)物膜(mo)(mo)(mo)生(sheng)長(chang)(chang)(對(dui)膜(mo)(mo)(mo)無氧化(hua)(hua)損害(hai))，延長(chang)(chang)運行(xing)周(zhou)期(qi)。
另外，在膜的(de)脫(tuo)鹽(yan)系(xi)統中，低濃度(0.5～1.0mg/L)硫酸銅的(de)添加(jia)可(ke)抑制藻(zao)類生(sheng)(sheng)長。一些表面(mian)活性(xing)劑(ji)和其它(ta)化學試劑(ji)可(ke)干(gan)擾細菌在膜聚合(he)物(wu)(wu)上(shang)的(de)粘(zhan)附。另外，可(ke)通過物(wu)(wu)理手段：如加(jia)強橫向流速，增加(jia)氣體反沖，來阻止微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)的(de)粘(zhan)附。
4結束語
上述的三種污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)即沉淀污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)、吸附污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)、生(sheng)物污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)，有時會同時發(fa)生(sheng)，而(er)且(qie)發(fa)生(sheng)一種污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)又可能加速另一種污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)。進行(xing)膜處理時，應(ying)對原(yuan)水組分進行(xing)分析，識別(bie)造成膜污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)的主要(yao)原(yuan)因，以(yi)便更(geng)好地(di)消除(chu)影響，延長膜的使(shi)用壽命。
反滲透膜的污染及清洗方法
本文介紹了(le)影(ying)響復合膜性(xing)能的常(chang)見污染及其清洗方法，適(shi)用于4英寸(cun)(cun)、6英寸(cun)(cun)、8英寸(cun)(cun)及8.5英寸(cun)(cun)直徑的反滲(shen)透膜元件。
注1：在任(ren)何情況下(xia)(xia)不要(yao)讓帶(dai)有游(you)離氯的水與復(fu)合(he)膜元(yuan)(yuan)件接觸，如(ru)果發生這(zhe)種接觸，將會(hui)造(zao)成膜元(yuan)(yuan)件性能下(xia)(xia)降，而且再也無(wu)法恢復(fu)其性能，在管(guan)路(lu)或設備殺(sha)菌之后，應確(que)保送往反(fan)(fan)滲透膜元(yuan)(yuan)件的給水中無(wu)游(you)離氯時(shi)，應通過化(hua)驗來確(que)證，應使用酸溶液來中和殘余(yu)氯，并確(que)保足(zu)夠的接觸時(shi)間(jian)以保證反(fan)(fan)應完全。
注2：在反滲(shen)透(tou)膜(mo)元件擔保期內，建議每(mei)次滲(shen)透(tou)膜(mo)清(qing)洗(xi)應(ying)與公司協商(shang)后進行，至少在第一次清(qing)洗(xi)時，公司的現(xian)場服務人員應(ying)在現(xian)場。
注3：在清(qing)洗(xi)溶液中應(ying)避(bi)免使用陽離子表面活性劑，因(yin)為如果使用可(ke)能(neng)會造(zao)成(cheng)膜(mo)元件的不可(ke)逆轉(zhuan)的污染。
1.反(fan)滲(shen)透膜元件的污染物(wu)
在(zai)正常(chang)運行一段時間后，反(fan)滲透膜元(yuan)個會受到在(zai)給水中(zhong)可能存在(zai)的懸浮物質或難溶物質的污染，這些污染物中(zhong)最常(chang)見(jian)的為碳酸鈣(gai)垢(gou)、硫(liu)酸鈣(gai)垢(gou)、金屬氧(yang)化物垢(gou)、硅沉(chen)積物及有機或生物沉(chen)積物。
污染(ran)物的(de)性(xing)質及污染(ran)速度與(yu)給水條(tiao)件有關，污染(ran)是(shi)慢慢發展的(de)，如果不早期(qi)采取措施，污染(ran)將會(hui)在相(xiang)對短(duan)的(de)時間(jian)內損壞(huai)膜元(yuan)(yuan)件的(de)性(xing)能(neng)。定期(qi)檢測系(xi)統整體性(xing)能(neng)是(shi)確(que)認膜元(yuan)(yuan)件發生(sheng)污染(ran)的(de)一個好(hao)方法，不同的(de)污染(ran)物會(hui)對膜元(yuan)(yuan)件性(xing)能(neng)造(zao)成不同程度的(de)損害。
表1列出了(le)常見污(wu)染物對膜性能的影(ying)響。
2.污染物的去除
污(wu)染(ran)物的去除(chu)可(ke)通(tong)過化學清(qing)洗和物理沖洗來實現，有時亦可(ke)通(tong)過改變運行條件來實現，作為一(yi)般(ban)的原則，當(dang)下(xia)列情(qing)形(xing)之一(yi)發生時應進行清(qing)洗。
2.1在正常(chang)壓(ya)力(li)下如(ru)產品水流量降至正常(chang)值的(de)10～15%。
2.2為了(le)維持(chi)正常(chang)的(de)產(chan)品水(shui)流量，經溫度校正后的(de)給水(shui)壓力增加(jia)了(le)10～15%。
2.3產(chan)品水質降(jiang)低10～15%。鹽透過(guo)率增加10～15%。
2.4使用壓力增加10～15%
2.5RO各段(duan)間的(de)壓差增加明顯(也許沒有儀表(biao)來(lai)監(jian)測這一跡象(xiang))。
3.常(chang)見污(wu)染物(wu)及(ji)其(qi)去除(chu)方法：
3.1碳酸鈣垢
在阻垢劑添加系統(tong)出(chu)現(xian)故障時(shi)或加酸(suan)系統(tong)出(chu)現(xian)而導致給水(shui)PH升(sheng)高，那么碳酸(suan)鈣就有可(ke)能沉(chen)(chen)積出(chu)來，應盡早(zao)發(fa)現(xian)碳酸(suan)鈣垢沉(chen)(chen)淀(dian)的(de)(de)發(fa)生，以防止(zhi)生長(chang)的(de)(de)晶體對(dui)膜表面(mian)產生損傷(shang)，如(ru)早(zao)期發(fa)現(xian)碳酸(suan)鈣垢，可(ke)以用降低給水(shui)PH值至3.0～5.0之間運行(xing)1～2小(xiao)時(shi)的(de)(de)方法去除(chu)。對(dui)沉(chen)(chen)淀(dian)時(shi)間更(geng)長(chang)的(de)(de)碳酸(suan)鈣垢，則(ze)應采用RT-818A清洗液進行(xing)循(xun)環清洗或通宵浸泡。
注：應確保(bao)任(ren)何(he)清(qing)洗液的(de)PH值不(bu)要低于(yu)2.0，盃則可能會RO膜(mo)元(yuan)件造成損害，特別是在溫(wen)度較高(gao)(gao)時更應注意，最高(gao)(gao)的(de)PH不(bu)應高(gao)(gao)于(yu)11.0。查使用(yong)氨(an)水(shui)來(lai)(lai)提高(gao)(gao)PH，使用(yong)硫酸(suan)或鹽酸(suan)來(lai)(lai)降低PH值。
3.2硫酸鈣垢
RT-818B清洗劑是將硫酸鈣垢從反滲透膜(mo)表面去(qu)除(chu)掉的最佳方法。
3.3金屬氧化物垢
可(ke)以使用上(shang)面所(suo)述的去除碳(tan)酸鈣垢的方法(fa)，很容(rong)易地(di)去除沉積(ji)下(xia)來的氫(qing)氧化物(例如氫(qing)氧化鐵)。
3.4硅垢
對于不(bu)是(shi)與金屬化物(wu)或(huo)有(you)機物(wu)共(gong)生的硅垢，一般只有(you)通過(guo)專門的清洗方(fang)法才能(neng)將他們去除(chu)，有(you)關的詳細(xi)方(fang)法請與公司聯系。
3.5有機沉積物
有(you)機沉積物(例(li)如微生(sheng)物粘泥(ni)或霉斑)可(ke)以使(shi)用(yong)(yong)RT-818C清洗劑去除，為了防止(zhi)再(zai)繁殖，可(ke)使(shi)用(yong)(yong)經海德能公司(si)認可(ke)的殺(sha)菌溶液在系統(tong)中循(xun)環、浸(jin)泡，一般需(xu)較長時間(jian)浸(jin)泡才能有(you)效，如反(fan)滲透裝(zhuang)置停用(yong)(yong)三(san)天時，最(zui)好采用(yong)(yong)消毒(du)處理，請與公司(si)會商(shang)以確定適宜的殺(sha)菌劑。
3.6清洗液
清(qing)(qing)洗(xi)(xi)反滲透膜元(yuan)件時(shi)建議采用RT-818系列RO膜系統清(qing)(qing)洗(xi)(xi)劑(ji)。確定清(qing)(qing)洗(xi)(xi)前對污(wu)染物進行(xing)化(hua)學分析十分重要的(de)，對分析結果的(de)詳細分析比較，可(ke)保證選擇最佳(jia)的(de)清(qing)(qing)洗(xi)(xi)劑(ji)及清(qing)(qing)洗(xi)(xi)方法，應記錄(lu)每次清(qing)(qing)洗(xi)(xi)時(shi)清(qing)(qing)洗(xi)(xi)方法及獲得的(de)清(qing)(qing)洗(xi)(xi)效果，為在特定給(gei)水條件下(xia)，找出最佳(jia)的(de)清(qing)(qing)洗(xi)(xi)方法提供依據。
對于(yu)無機(ji)(ji)污染物(wu)建議(yi)使(shi)用(yong)RT-818A。對于(yu)硫酸(suan)鈣及有(you)機(ji)(ji)物(wu)污染建議(yi)使(shi)用(yong)RT-818B。對于(yu)嚴(yan)重有(you)機(ji)(ji)物(wu)污染建議(yi)使(shi)用(yong)RT-818C。所(suo)有(you)清(qing)洗(xi)(xi)可以在最高(gao)溫度為攝氏40℃以下清(qing)洗(xi)(xi)60分鐘，所(suo)需(xu)用(yong)品(pin)(pin)量以每100加(jia)侖(379升(sheng))中加(jia)入量計算(suan)，配(pei)制(zhi)清(qing)洗(xi)(xi)液時按比例加(jia)入藥(yao)品(pin)(pin)及清(qing)洗(xi)(xi)用(yong)水，應采用(yong)不含(han)游離氯的反滲透產品(pin)(pin)水來(lai)配(pei)制(zhi)溶液并混合均(jun)勻(yun)。
清(qing)洗(xi)時(shi)將清(qing)洗(xi)溶液(ye)以低壓大流量在(zai)膜(mo)的(de)高壓側循(xun)環，此(ci)時(shi)膜(mo)元件(jian)仍裝壓力(li)容器內而且(qie)需(xu)要用專門的(de)清(qing)洗(xi)裝置來(lai)完(wan)成該工作。
清洗反滲透(tou)膜元件的一般步(bu)驟(zou)：
1.用泵將干凈、無游離氯的反滲(shen)透產(chan)品水從清洗箱(xiang)(或相應(ying)水源(yuan))打入壓(ya)力容器中并排放(fang)幾分鐘(zhong)。
2.用干凈的產(chan)品水在清洗箱中配制清洗液。
3.將清洗液(ye)在(zai)壓(ya)力(li)容器中循環1小時(shi)(shi)或預先設定的時(shi)(shi)間(jian)，對于(yu)(yu)8英(ying)寸或8.5英(ying)寸壓(ya)力(li)容器時(shi)(shi)，流速(su)為35~40加侖/分(fen)(fen)鐘(zhong)(133~151升(sheng)/分(fen)(fen)鐘(zhong))，對于(yu)(yu)6英(ying)寸壓(ya)力(li)容器流速(su)為15~20加侖/分(fen)(fen)鐘(zhong)(57~76升(sheng)/分(fen)(fen)鐘(zhong))，對于(yu)(yu)4英(ying)寸壓(ya)力(li)容器流速(su)為9~10加侖/分(fen)(fen)鐘(zhong)(34~38升(sheng)/分(fen)(fen)鐘(zhong))。
4.清洗完成以(yi)(yi)后，排(pai)凈清洗箱并進行沖洗，然后向(xiang)清洗箱中(zhong)充滿干凈的產品水(shui)以(yi)(yi)備下一步沖洗。
5.用泵將干凈、無游(you)離氯的產品(pin)水(shui)(shui)從清洗箱(或相應水(shui)(shui)源)打入壓(ya)力容(rong)器中并排放幾分鐘(zhong)。
6.在沖洗反(fan)滲透系統(tong)后，在產(chan)品水(shui)排放(fang)閥打(da)開(kai)狀態(tai)下運(yun)行反(fan)滲透系統(tong)，直(zhi)到產(chan)品水(shui)清潔、無泡(pao)沫或無清洗劑(通常(chang)需15~30分鐘)。
膜的(de)清(qing)洗(xi)(xi)(xi)方法主要(yao)有(you)：水力學清(qing)洗(xi)(xi)(xi)；機械清(qing)洗(xi)(xi)(xi)；化學清(qing)洗(xi)(xi)(xi)和電清(qing)洗(xi)(xi)(xi).選擇哪一種(zhong)清(qing)洗(xi)(xi)(xi)方法，主要(yao)取決于膜的(de)構型(xing)、膜種(zhong)類(lei)(lei)、污染物類(lei)(lei)型(xing)和耐(nai)化學試劑(ji)能力以及污染物的(de)種(zhong)類(lei)(lei)。
1．化學清洗
化學清洗(xi)是(shi)減少膜污染的(de)最重要的(de)方法(fa)，已有(you)(you)大(da)量(liang)的(de)清洗(xi)劑(ji)配方專利發表。可(ke)采用(yong)的(de)化學試劑(ji)很多，既可(ke)單(dan)獨使用(yong)，也可(ke)以組合(he)使用(yong)。一般常用(yong)的(de)化學試劑(ji)有(you)(you)酸（較強的(de)如H3PO4,較弱的(de)如乳酸等(deng)）、堿（NaOH、KOH等(deng)）、洗(xi)滌劑(ji)（堿性、非離子型(xing)）、酶(mei)（蛋(dan)白酶(mei)、淀粉酶(mei)、葡(pu)萄糖酶(mei)等(deng)）、絡合(he)劑(ji)（EDTA、聚丙烯酸酯、六(liu)偏磷酸鈉(na)）和(he)(he)消毒劑(ji)(H2O2和(he)(he)NaOCl)。在具體選擇的(de)時候(hou)，應根據污染的(de)類型(xing)和(he)(he)程度、膜的(de)物理(li)和(he)(he)化學性能(neng)來選擇和(he)(he)確定清洗(xi)劑(ji)。舉例如下：
對于醋(cu)酸纖維(wei)素膜（PH2.5-8.5,50℃）,其(qi)化學清(qing)(qing)洗(xi)(xi)過(guo)程為(wei)：水漂洗(xi)(xi)→酶清(qing)(qing)洗(xi)(xi)劑(ji)（P3-ultrasil53,1%,60-90min）→室(shi)溫(wen)水洗(xi)(xi)→酸洗(xi)(xi)（P3-ultrasil75，0.3%,20min）→室(shi)溫(wen)水洗(xi)(xi)→過(guo)醋(cu)酸殺菌（P3-oxoniaaktiv,0.3%,20min）→室(shi)溫(wen)水洗(xi)(xi)
對于聚砜膜(mo)（PH1-13,80℃），其化學(xue)清洗(xi)(xi)過(guo)程為：水漂洗(xi)(xi)→堿洗(xi)(xi)（P3-ultrasil11,0.5%-1%,30min）→室(shi)溫水洗(xi)(xi)→酸(suan)洗(xi)(xi)（P3-ultrasil75，0.5%,20min）→室(shi)溫水洗(xi)(xi)→次氯酸(suan)殺菌（P3-ultrasil25,1%,20min）或(huo)過(guo)氯酸(suan)殺菌（P3-oxoniaaktiv,0.3%,20min）→室(shi)溫水洗(xi)(xi)
對于聚丙烯腈膜（PH2-1,50℃），其化學清洗(xi)(xi)過程(cheng)為：水漂(piao)洗(xi)(xi)→弱(ruo)堿洗(xi)(xi)（P3-ultrasil30,1%,30min或P3-ultrasil10,1%,30min）→室(shi)溫(wen)水洗(xi)(xi)→酸洗(xi)(xi)（P3-ultrasil75，0.5%,20min）→室(shi)溫(wen)水洗(xi)(xi)→次(ci)氯酸殺菌（P3-ultrasil25,1%,20min）→室(shi)溫(wen)水洗(xi)(xi)
對(dui)于聚酰胺膜（PH1-12,50℃），其(qi)化學清洗(xi)(xi)過(guo)程為：水漂洗(xi)(xi)→弱堿洗(xi)(xi)（P3-ultrasil30,1%,30min或P3-ultrasil10,1%,30min）→室(shi)溫水洗(xi)(xi)→酸洗(xi)(xi)（P3-ultrasil75，0.5%,20min）→室(shi)溫水洗(xi)(xi)→焦硫酸酸鹽殺菌（P3-ultrasil200,0.5%,隔夜浸泡）→室(shi)溫水洗(xi)(xi)
2．電清洗
電(dian)(dian)(dian)清洗是(shi)一種(zhong)十分特殊(shu)的(de)(de)清洗方法(fa)。在(zai)膜(mo)(mo)上(shang)施(shi)加電(dian)(dian)(dian)場(chang)，則帶電(dian)(dian)(dian)粒(li)子(zi)(zi)或(huo)分子(zi)(zi)將沿電(dian)(dian)(dian)場(chang)方向(xiang)遷移(yi)。通過(guo)在(zai)一頂(ding)時間(jian)間(jian)隔內施(shi)加電(dian)(dian)(dian)場(chang)且在(zai)不必(bi)中斷操作的(de)(de)情況下從界面上(shang)除去粒(li)子(zi)(zi)或(huo)分子(zi)(zi)。這種(zhong)方法(fa)的(de)(de)缺點是(shi)需要(yao)使(shi)用導電(dian)(dian)(dian)膜(mo)(mo)及安裝(zhuang)有電(dian)(dian)(dian)極的(de)(de)特殊(shu)膜(mo)(mo)器，對膜(mo)(mo)和裝(zhuang)置的(de)(de)要(yao)求較高。
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