反滲透膜在水處理應(yīng)用中的25個(gè)常見問題及解決方法！

反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。因?yàn)樗妥匀粷B透的方向相反，故稱反滲透。根據(jù)各種物料的不同滲透壓，就可以使用大于滲透壓的反滲透壓力，即反滲透法，達(dá)到分離、提取、純化和濃縮的目的。

工作原理

要了解反滲透，首先要了解“滲透”的概念。滲透是一種物理現(xiàn)象。當(dāng)兩種含有不同鹽類的水，如用一張半滲透性的薄膜分開就會發(fā)現(xiàn)，含鹽量少的一邊的水分會透過膜滲到含鹽量高的水中，而所含的鹽分并不滲透，這樣，逐漸把兩邊的含鹽濃度融合到均等為止，這一過程稱為滲透。然而，要完成這一過程需要很長時(shí)間。但如果在含鹽量高的水側(cè)，施加一個(gè)壓力，其結(jié)果也可以使上述滲透停止，這時(shí)的壓力稱為滲透壓力。如果壓力再加大，可以使方向相反方向滲透，而鹽分剩下。因此，反滲透除鹽原理，就是在有鹽分的水中(如原水)，施以比自然滲透壓力更大的壓力，使?jié)B透向相反方向進(jìn)行，把原水中的水分子壓力到膜的另一邊，變成潔凈的水，從而達(dá)到除去水中雜質(zhì)、鹽分的目的。

RO膜原理圖

1. 反滲透系統(tǒng)應(yīng)多久清洗一次?

一般情況下，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化通量下降10～15%時(shí)，或系統(tǒng)脫鹽率下降10～15%，或操作壓力及段間壓差升高10～15%，應(yīng)清洗RO系統(tǒng)。清洗頻度與系統(tǒng)預(yù)處理程度有直接的關(guān)系，當(dāng)SDI15<3時(shí)，清洗頻度可能為每年4次;當(dāng)SDI15在5次左右時(shí)，清洗頻度可能要加倍但清洗頻度取決于每一個(gè)項(xiàng)目現(xiàn)場的實(shí)際情況。

2. 什么是SDI?

目前行之有效的評價(jià)RO/NF系統(tǒng)進(jìn)水中膠體污染可能的最好技術(shù)是測量進(jìn)水的淤積密度指數(shù)(SDI，又稱污堵指數(shù))，這是在RO設(shè)計(jì)之前必須確定的重要參數(shù)，在RO/NF運(yùn)行過程中，必須定期進(jìn)行測量(對于地表水每日測定2～3次)，ASTM D4189-82規(guī)定了該測試的標(biāo)準(zhǔn)。膜系統(tǒng)的進(jìn)水規(guī)定是SDI15值必須≤5。

3. 一般進(jìn)水應(yīng)該選用反滲透工藝還是離子交換工藝?

在許多進(jìn)水條件下，采用離子交換樹脂或反滲透在技術(shù)上均可行，工藝的選擇則應(yīng)由經(jīng)濟(jì)性比較而定，一般情況下，含鹽量越高，反滲透就越經(jīng)濟(jì)，含鹽量越低，離子交換就越經(jīng)濟(jì)。由于反滲透技術(shù)的大量普及，采用反滲透+離子交換工藝或多級反滲透或反滲透+其它深度除鹽技術(shù)的組合工藝已經(jīng)成為公認(rèn)的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)更為合理的水處理方案。

4. 反滲透膜元件一般能用幾年?

膜的使用壽命取決于膜的化學(xué)穩(wěn)定性、元件的物理穩(wěn)定性、可清洗性、進(jìn)水水源、預(yù)處理、清洗頻率、操作管理水平等。根據(jù)經(jīng)濟(jì)分析通常為5年以上。

5. 反滲透和納濾之間有何區(qū)別?

納濾是位于反滲透合同超濾之間的膜法液體分離技術(shù)，反滲透可以脫除最小的溶質(zhì)，分子量小于0.0001微米，納濾可脫除分子量在0.001微米左右的溶質(zhì)。納濾本質(zhì)上是一種低壓反滲透，用于處理后產(chǎn)水純度不特別嚴(yán)格的場合，納濾適合于處理井水和地表水。

6. 膜技術(shù)具有怎樣的分離能力?

反滲透是目前最精密的液體過濾技術(shù)，反滲透膜對溶解性的鹽等無機(jī)分子和分子量大于100的有機(jī)物起截留作用，另一方面，水分子可以自由的透過反滲透膜，典型的可溶性鹽的脫除率為>95～99%。操作壓力從進(jìn)水為苦咸水時(shí)的7bar(100psi)到海水時(shí)的69bar(1，000psi)。納濾能脫除顆粒在1nm(10埃)的雜質(zhì)和分子量大于200～400的有機(jī)物，溶解性固體的脫除率20～98%，含單價(jià)陰離子的鹽(如NaCl或 CaCl2)脫除率為20～80%，而含二價(jià)陰離子的鹽(如MgSO4)脫除率較高，為90～98%。超濾對于大于100～1，000埃(0.01～0.1微米)的大分子有分離作用。所有的溶解性鹽和小分子能透過超濾膜，可脫除的物質(zhì)包括膠體、蛋白質(zhì)、微生物和大分子有機(jī)物。多數(shù)超濾膜的截留分子量為1，000～100，000。微濾脫除顆粒的范圍約0.1～1微米，通常情況下，懸浮物和大顆粒膠體能被截留而大分子和溶解性鹽。

7. 反滲透膜進(jìn)水最大允許二氧化硅濃度多少?

最大允許二氧化硅的濃度取決于溫度、pH值以及阻垢劑，通常在不加阻垢劑時(shí)濃水端最高允許濃度為100ppm，某些阻垢劑能允許濃水中的二氧化硅濃度最高為240ppm，請咨詢阻垢劑供應(yīng)商。

8. 鉻對RO膜有何影響?

某些重金屬如鉻會對氯的氧化起到催化作用，進(jìn)而引起膜片的不可逆性能衰減。這是因?yàn)樵谒蠧r6+比Cr3+的穩(wěn)定性差。似乎氧化價(jià)位高的金屬離子，這種破壞作用就更強(qiáng)。

9. RO系統(tǒng)一般需要何種預(yù)處理?

通常的預(yù)處理系統(tǒng)組成如下，粗濾(～80微米)以除去大顆粒，加入次氯酸鈉等氧化劑，然后經(jīng)多介質(zhì)過濾器或澄清池進(jìn)行精密過濾，再加入亞硫酸氫鈉還原余氯等氧化劑，最后在高壓泵入口之前安裝保安濾器。

10. 反滲透能脫除微生物如病毒和細(xì)菌嗎?

反滲透(RO)非常致密，對病毒、噬菌體和細(xì)菌具有非常高的脫除率，至少在3log以上(脫除率>99.9%)。但是還須注意的是，在很多情況下，膜產(chǎn)水側(cè)仍可能會出現(xiàn)微生物再次滋生，這主要取決于裝配、監(jiān)測和維護(hù)的方式，就是說，某一個(gè)系統(tǒng)的脫除微生物的能力關(guān)鍵取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)、操作和管理是否恰當(dāng)而不是膜元件本身的性質(zhì)。

11. 溫度對產(chǎn)水量有何影響?

溫度越高，產(chǎn)水量越高，反之亦然，在較高的溫度條件下運(yùn)行時(shí)，應(yīng)調(diào)低運(yùn)行壓力，使產(chǎn)水量保持不變，反之亦然。關(guān)于產(chǎn)水量變化的溫度校正系數(shù)TCF請查閱相關(guān)章節(jié)。

12. 什么是顆粒和膠體污染?如何測定?

反滲透或納濾系統(tǒng)一旦出現(xiàn)顆粒和膠體的污堵就會嚴(yán)重影響膜的產(chǎn)水量，有時(shí)也會降低脫鹽率。膠體污堵的早期癥狀是系統(tǒng)壓差的增加，膜進(jìn)水水源中顆?；蚰z體的來源因地而異，常常包括細(xì)菌、淤泥、膠體硅、鐵腐蝕產(chǎn)物等，預(yù)處理部分所用的藥品如聚合鋁和三氯化鐵或陽離子聚電介質(zhì)，如果不能在澄清池或介質(zhì)過濾器中有效的除去，也可能引起污堵。