反渗透膜污染了怎么办

来源：反渗透时间：2022/6/30

反渗透膜污染的种类、原因

反渗透膜污染的原因主要包括物理污染、化学污染、有机物污染三大类。

物理污染是原(废、污)水中的金属(如铁、锰等金属氧化物)、非金属(如CaCO3、CaSO4、BaSO4等溶解度较小的非金属盐类)、胶体污染物(如二氧化硅等)在膜表面的沉积、堵塞膜孔；

化学污染是指膜孔内吸附的有害化学成分；

有机污染物是由细菌粘泥、真菌、霉菌、有机物等在膜表面及膜孔内粘附形成的污染。

能够引起反渗透膜污染的物质中污染物尤其是有机物在膜表面和膜孔内的吸附所引起的通量衰减及分离能力的降低，是造成膜通量衰减的主要原因。但膜污染引起的通量衰减又往往和浓差极化现象引起的可逆通量下降混合在一起，使得膜分离效果进一步降低。

1、有机物污染

有机污染是目前反渗透行业最难解决的问题。原水中含有的有机物或者是前处理系统投加有机药剂不当都会造成膜的污染。反渗透膜是有机材料，本身会引起细菌、病毒、藻类等的滋生和繁殖。反渗透进水中存在较多的有机物质(BOD5)，也会促进微生物滋生；若给水中添加过量的磷系等有机阻垢剂，再加上反渗透给水温度适宜，会促进微生物迅速生长。

微生物包括细菌、藻类、真菌及其芽孢、孢子和病毒。细菌颗粒极小，一般为1~3μm，病毒则更小，约为0.01~0.2μm，藻类、真菌比细菌大很多。而细菌的数量通常很庞大，一滴水中多的时可含有几千万个，极少时1mL水中也会含有几个、几十个。

地表水含微生物较多，近年来在地下水中也常发现细菌繁衍污染水质的事例。微生物可视为胶体，带有负电荷，通过凝聚、过滤可除去大部分，但彻底除去则十分困难而复杂，尽管采用氯化消毒、氧化等手段，仍会有少数存在，甚至以孢子的形式暂时隐蔽起来。

当膜表面滋生出大量生命力旺盛的微生物时，覆盖在膜表面的微生物及其产生的粘液不仅会堵塞膜孔，使膜的脱盐能力下降，使膜在运行中压差上升，产水量下降；而且还会破坏反渗透膜的脱盐层，这种破坏是不可恢复的。

2、胶体污染（物理）

胶体污染是反渗透膜污堵的重要因素之一。胶体是悬浮在水中的无机物或有机物与无机混合物的颗粒，它不会由自身重力而沉淀。胶体物通常含有以下一个或多个主要组份：细菌、硫化物、粘土、胶体硅、Al3+、铁的腐蚀物或有机物等。

3、离子结垢

在反渗透运行过程中，由于浓差极化造成邻近膜表面溶质的浓度快速升高，不易溶解沉淀的或溶度积很小的物质由于浓差极化作用使其在膜表面堆积、析出结垢，引起边界层流体阻力增加(或局部渗透压增加)，导致传质推动力下降，给水中的金属离子、CaCO3、CaSO4、BaSO4等溶解度较小的盐类被浓缩，致使浓水中这些盐类的浓度超过了它们的溶解度而析出，产生沉积物并停留在膜表面及膜孔内形成水垢，使膜受到污染，造成反渗透装置的透水量降低、压差明显上升，效率迅速降低。

膜污染一般是由离子结垢、胶体污染、有机物污染混合在一起形成的，使得膜分离效果进一步降低，且很难恢复。

4、操作不当形成的反渗透膜污堵

反渗透停机时快速降压没有用反渗透产水进行彻底冲洗。由于膜浓水侧的无机盐的浓度高于原水，停机后不进行彻底冲洗会使污染物迅速在膜表面沉积，导致结垢而污染膜。

5、预处理系统故障

当反渗透给水前处理系统短路或发生故障时，失去或部分失去处理功能，进水中含有大量的悬浮颗粒和胶体，反渗透本体进水浊度和於塞指数远远超出了反渗透给水水质标准的范围，致使悬浮颗粒及胶体在膜面上形成非晶体沉淀，堵塞反渗透膜进水通道，使膜受到污染。

反渗透膜污染的预防

反渗透系统进水水源分为地下水、地表水、污水处理厂出水等，进水中含有各种污染物质，反渗透膜污染的原因取决于进水中污染物的种类、性质和浓度及反渗透膜的种类。

针对不同的原水水质，分析反渗透膜污染类型及产生的原因，采取有效的预处理及预防措施，可有效的预防、延缓反渗透膜的污染；另外对于高污染水源可以选用宽流道、给水阻力较小，能耗低的抗污染膜来降低膜组件的污染和减少化学清洗的次数。

1、原水的预处理方法

悬浮颗粒及胶体污染主要是由于反渗透给水预理系统故障造成的，因此在实际操作中，严格控制反渗透进水SDI＜5(采用超滤反渗透进水SDI＜3)。由于原水中含有悬浮固体或粒子、胶体、结垢盐类、金属氧化物、各种微生物、有机物等，需要针对不同进水水质采取不同的预处理方法，尽可能的将其去除。具体如表

2、离子结垢的控制

原水中含有大量的Ca2+、Mg2+，Ba2+，CO32-，SO42-等结垢离子，为防止CaCO3、CaSO4、BaSO4等析出沉淀使膜结垢，如果水量比较大通常采用投加石灰软化的方法或石灰+纯碱软化的方法、小水量的进水可以通过投加酸降低进水的pH、或利用钠离子软化，同时添加特定的阻垢剂的方法来解决。

为防止SiO2结垢，通常采用混凝沉淀+过滤的处理工艺降低反渗透进水中二氧化硅等的浓度、适当提高给水温度(当给水温度为40℃时，SiO2的溶解度可达mg/L)、提高进水的pH、采用控制水的回收率、投加特定的阻垢剂等的方法。

当水中铁、锰含量少于0.1mg/L时，可以不予处理；铁、锰含量为0.1~0.5mg/L时，可加酸将水的pH调至5.5，防止生成铁、锰氧化物；铁、锰含量大于0.5mg/L时，水中铁、锰等游离离子被氧化后形成金属氧化物沉积污染反渗透膜，需要在反渗透系统之前，增加曝气-锰砂过滤等的方法将其去除。

3、有机物污染及微生物污染的控制

防止微生物滋生的方法是在给水预处理中添加杀菌剂。目前常用的是氯杀菌剂，控制一定的余氯量。

如果进水中CODMn的含量较高，且具有可生化性(例如城市污水处理厂出水)可采用曝气生物滤池+过滤的方法降低进水CODMn。另外，小水量的较低CODMn的含量(但是高于反渗透膜的进水要求)时，也可在预处理系统中设置活性炭过滤器进行吸附过滤使得给水中的SDI值满足进水要求。

污水回用系统中即便给水SDI满足反渗透进水要求5(甚至SDI3时)，仍然可能在膜表面出现大量粘泥状生物膜，它取决于水中有机物污染种类、细菌的繁殖状况、进水温度和水通量的大小等因素，恰当的预处理系统对延缓反渗透膜的污染、延长反渗透膜的使用寿命起到至关重要的作用。

反渗透膜的清洗

反渗透膜的化学清洗是反渗透装置运行维护中的一个重要环节，它直接影响着反渗透膜的使用性能和使用寿命在系统的运行中，尽管选择了适宜的操作条件，但随着运行时间的增加，膜组内的微生物、有机物和无机杂质颗粒会不可避免的污堵膜表面，使反渗透膜发生污堵，造成系统产水量下降及脱盐率下降等情况。因此必须采取一定的清洗方法，以去除膜面及膜孔内的污染物，达到恢复透水量、延长膜使用寿命的目的。

当反渗透系统(或装置)出现以下症状时，需要进行化学清洗或物理冲洗：

(1)在正常给水压力下，产水量较正常值下降10%~15%；

(2)为维持正常的产水量，经温度校正后的给水压力增加10%~15%；产水水质降低10%~15%，透盐率增加10%~15%；给水压力增加10%~15%；

(3)系统各段之间压差快速明显的增加。

膜的清洗方法可分为二类：物理、化学。

1、物理法

物理清洗是用机械方法从膜面上脱除污染物，这些方法包括：正方向冲洗法、变方向冲洗法、反压冲洗法、振动清洗法、排气冲水法、空气喷射法、二氧化碳清洗法和自动海绵球清洗法等，其中变方向冲洗法是物理清洗法中最为有效的清洗方法。

2、化学法

化学清洗通常使用化学清洗剂进行清洗，如稀酸、稀碱、酶、表面活性剂、结合剂等。酸类清洗剂，可以溶解除去矿物质及DNA。柠檬酸、EDTA之类化学剂可用于除垢和碱性污染物。Biz、Uitrasol之类去垢剂可有效去除生物污染。

有时针对某种特殊的污染物或污染状况，要使用RO药剂制造商的专用化学清洗药剂，并且在应用时，要遵循药剂供应商提供的产品性能及使用说明。特殊情况下可针对具体情况，从反渗透装置取出已发生污染的单支膜元件进行测试和清洗试验，以确定合适的化学药剂和清洗方案。使用化学法清洗时，使用的化学药剂必须与膜材料相容，并严格按膜生产厂提出的条件(压力、温度PH和流速)进行清洗，防止膜发生不可逆损伤。

3、增加预防性清洗

反渗透膜系统运行一段时间后，会在膜表面形成一些结垢性物质，但没有达到清洗条件时，膜表面的结垢物质成为晶体生长的晶核，晶体生长速度加快，反渗透的各段压差增长较快。预防性清洗可以保持膜表面的清洁度，并降低浓差极化的影响。

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