中水回用装置反渗透膜污染分析及化学清洗

反渗透膜污染分析及其清洗反渗透膜投入使用后，就要受到水中杂物的污染，由于各地水源水质不同，所采取的预处理工艺方法也不尽相同，所以反渗透的污染物各不相同，污堵的速度差别很大。

即使同一个系统，每个周期的污染物也不完全相同，常常不止一种污染物，它们相互影响，加快了污堵速率和污染的复杂性，增加了清洗难度。

常见的污堵情况有以下几种。

1、胶体污堵胶体污堵是一种普遍现象，不管是地下水还是地表水，总含有铁铝胶体、硅胶体、有机质胶体，预处理时加入的混凝剂，助凝剂，阻垢剂等形成的胶体，这些都可能沉积在膜表面形成胶体污染。

使系统质差增加，产水量降低，脱盐率下降。

2、生物污堵生物污堵主要发生在地表水处理系统和频繁启停操作的系统。

单一的杀菌剂是不能将水中的各种细菌微生物全部杀死，系统设在死角区，或停用时间过长造成细菌微生物生长繁殖，粘附在膜表面形成生物粘膜。

使系统运行压差升高，产水量下降，脱盐率先是略有上升，然后降低。

3、化学结垢化水结垢往往发生在二段，被浓缩盐水中过量的溶解盐沉淀而结垢。

表现为原段压降升高，脱盐率下降，出力降低。

只要调整好回收率和阻垢剂加量是可以控制的。

4、颗粒堵塞颗粒污堵往往发生在前端。

主要原因是新系统投运时冲洗不彻底，保安过滤器缺陷致泥上、细砂等腐蚀碎片通过。

或是微米滤芯采用缠绕型号，绒毛脱落，还有是运行压差高，使膜边上的膜片脱落堵在下一个膜的前端。

造成压降升高、出力减小。

这些是机械性污堵，是可以预防的。

膜污堵后的通性就是压差升高，出力降低，脱盐率降低。

膜污染后其运行指标与投运相比，在产水量降低15%，校正后的压差变化达15%或归一化后的盐通量达15%时应进行清洗。

目前反渗透膜的清洗配方一般都是膜生产商提供的，按性能一般分为酸洗、碱洗、盐洗和氧化清洗四大类。

其配方是有保守性和关健技术的保密性，且还有不同地区，不同水质的差异性。

所以各单位使用后其清洗效果相差很大。

所以我们根据理论分析和现场试验来选择了优效的配方。

反渗透膜污染分析及清洗研究摘要介绍了反渗透技术在废水处理过程中的膜污染类型，并对不同膜污染类型目前常见的污染检测技术和清洗方法进行了总结，最后对污染清洗过程中的影响因素进行了探讨。

关键词反渗透；膜污染；清洗；影响因素反渗透是膜分离技术中的一种，在外界压力驱动下，只允许水分子通过，几乎能截留废水中所有污染物质，因此在工业废水处理领域得到了广泛的应用。

反渗透技术在应用过程中会面临膜污染的问题，膜污染会使膜过滤阻力增大，通量和分离性能下降，进而增加清洗频率，导致膜使用寿命缩减。

1膜污染膜污染可定义为由于被截留的颗粒、胶体粒子、乳浊液、悬浮液、大分子和盐等与膜发生物理化学相互作用或因浓差极化使某些溶质在膜表面浓度超过溶解度而引起的在膜表面或膜孔内的不可逆沉积，这种沉积包括吸附、堵孔、沉淀、形成滤饼等。

1.1膜污染类型根据造成膜污染物质的不同，膜污染主要可分为以下三类：1）无机污染：无机物质在膜面或者膜孔沉淀造成的污染，主要有粘土、硅酸盐、金属氧化物和钙镁沉淀等。

大多数情况下，无机污染与有机污染之间还存在着相互促进的作用。

2）有机污染：由废水有机物造成的污染，废水中常见的有机污染物质有腐殖酸，蛋白质和碳水化合物等。

在处理组分复杂的废水时，有机污染往往与无机污染相伴发生，这与被处理废水的水质特点密切有关。

3）微生物污染：微生物在膜面上沉积和生长，同时通过释放有机质在膜面形成凝胶层对膜造成污染。

膜面上微生物自身的生长繁殖会形成污染，其分泌的产物还有利于有机物粘附形成菌膜，无机物形成晶核，从而促进有机污染和无机污染联合发生。

1.2膜污染的分析技术膜污染的分析过程一般如下：首先观察分析膜上污染物的整体形貌和分布概况；然后微观观察分析膜上污染物的特征形貌结构，包括污染层厚度, 膜上聚集体大小及形态分布；最后，对膜上污染物的成分进行定性定量分析，确定污染物的具体类型和成分组成。

通常膜面上截留的污染物大多不是单一的某种污染类型，而是多种污染同时发生。

反渗透膜的污染及清洗方法1 ：在任何情况下不要让带有游离氯的水与复合膜元件接触，如果发生这种接触，将会造成膜元件性能下降，而且再也无法恢复其性能，在管路或设备杀菌之后，应确保送往反渗透膜元件的给水中无游离氯时，应通过化验来确证，应使用亚硫酸氢溶液来中和残余氯，并确保足够的接触时间以保证反应完全。

2 ：在反渗透膜元件担保期内，建议每次渗透膜清洗应协商后进行，至少在第一次清洗时，现场服务人员应在现场3 ：在清洗溶液中应避免使用阳离子表面活性剂，因为如果使用可能会造成膜元件的不可逆转的污染。

1. 反渗透膜元件的污染物在正常运行一段时间后，反渗透膜元个会受到在给水中可能存在的悬浮物质或难溶物质的污染，这些污染物中最常见的为碳酸钙垢、硫酸钙垢、金属氧化物垢、硅沉积物及有机或生物沉积物。

污染物的性质及污染速度与给水条件有关，污染是慢慢发展的，如果不早期采取措施，污染将会在相对短的时间内损坏膜元件的性能。

定期检测系统整体性能是确认膜元件发生污染的一个好方法，不同的污染物会对膜元件性能造成不同程度的损害。

表 1 列出了常见污染物对膜性能的影响。

2. 污染物的去除污染物的去除可通过化学清洗和物理冲洗来实现，有时亦可通过改变运行条件来实现，作为一般的原则，当下列情形之一发生时应进行清洗。

2.1 在正常压力下如产品水流量降至正常值的 10 ～ 15% 。

2.2 为了维持正常的产品水流量，经温度校正后的给水压力增加了 10 ～ 15% 。

2.3 产品水质降低 10 ～ 15% 。

盐透过率增加 10 ～ 15% 。

2.4 使用压力增加 10 ～ 15%2.5 RO 各段间的压差增加明显 ( 也许没有仪表来监测这一迹象 ) 。

3. 常见污染物及其去除方法：3.1 碳酸钙垢在阻垢剂添加系统出现故障时或加酸系统出现而导致给水 PH 升高，那么碳酸钙就有可能沉积，出来，应尽早发现碳酸钙垢沉淀的发生，以防止生长的晶体对膜表面产生损伤，如早期发现碳酸钙垢，可以用降低给水 PH 至 3.0 ～ 5.0 之间运行 1 ～ 2 小时的方法去除。

反渗透膜的污染和清洗方法的论述作者：张燕来源：《西部论丛》2020年第05期摘要：在反渗透技术应用中，反渗透膜污染是其常见的问题，该污染会造成系统产水量下降，或者段间压差上升，如果达到一定的污染程度，则需要对其进行清洗和维护，恢复反渗透膜的主要功能。

下面本文结合反渗透污染的相关类型分析，提出有效的清洗措施，以供相关人员参考。

关键词：反渗透;污染;清洗措施前言反渗透膜污染主要是指膜在接触料液中的微粒和胶体粒子或者溶质大分子所发生的物理变化与化学变化，或者产生的差极化，导致溶质在膜的表面浓度超标，结合一定的机械作用所引起，最终导致膜的通量和分离率降低，压降升高。

目前在反渗透膜污染中主要包含三种形式，分别为有机污染、无机污染和生物污染。

结合不同的污染类型可采取针对性的处理措施，以此来将反渗透膜污染问题加以控制，而污染达到一定程度则需要利用清洗措施来去除膜表面的污染物，最后实现膜性能的恢复。

1、反渗透膜污染的类型分析一般在膜污染中，都可以结合有效的预处理处理膜表面的附着物，促使污染得到缓解，一般常见的污染物包含微生物、有机物、胶体和金属氧化物等形式，具体如下所示。

（1）微生物污染：一般微生物都具有较强的生存能力，其也是在膜分离过程中常见的危险因素之一。

其中虽然只有极少数的微生物可以通过超滤膜，但是一定环境合适，其会在反渗透膜系统中大量繁殖，在膜的表面形成生物膜，造成膜通透性下降[1]。

（2）有机物污染：在超滤膜过滤期间，其对于小分子的有机物所产生的截留效果较差，但是使用高级氧化或者活性炭去除价格较为高昂，所以有机物会进入到反渗透系统中形成有机物污染。

在此过程中，常见的额高分子絮凝剂主要为聚丙烯酰胺，对水中悬浮的固体颗粒结合吸附架桥作用使其成为大尺寸的絮凝体，以此来提升沉淀池内部固液分离的效果。

但是需要注意的是，如果加入量过大，会导致反渗透膜的再次污染。

（3）胶体污染：对于原水中的固体颗粒而言，可以结合超滤预处理进行出处，以此来将进入反渗透系统中水淤泥密度指数有效降低，但是还会有一些小颗粒的物质进入到反渗透系统中。

反渗透技术在石化工业废水回用中的应用反渗透技术的作用是去除水中盐分，其原理是通过在半透膜一侧施加大于渗透压的压力，将净水压至产水段，将盐分留在浓水段。

反渗透去除的是水中的各种离子，只有水能透过反渗透膜，反渗透膜对NaCl的截留率98%，其出水为去离子水。

反渗透膜可去除可溶性盐分，如金属离子盐分，也可去除有机物和细菌等大分子，在废水处理中已广泛应用。

1反渗透技术的系统流程以某石化公司水气厂污水处理厂中水回用系统作为案例分析。

该污水处理厂上游来水成分以石油化工厂含油污水为主，装置的主要设施包括隔油池、气浮池、水解酸化池、曝气池、二沉池、曝气生物滤池，装置的最终水部分进入回用装置，经过超滤膜和反渗透膜进行处理，然后进入离子交换树脂的脱盐水装置，作为脱盐水的原水处理成为脱盐水。

该套污水流程主要分为一级处理、二级生化处理和回用装置，一级处理通过隔油池、气浮池去除水中的油和悬浮物，二级处理通过生化处理可降低95%的COD，通过一级和二级处理，生化部分出水COD达到50 mgL以下、电导率达到了2 500us/cm以下。

其中回用装置的主要设施包括中速过滤器、臭氧接触氧化池、盘片过滤器、超滤膜装置、保安过滤器和反渗透膜装置。

回用装置生产流程为：曝气生物滤池出水提升至中速过滤器，过滤后进人臭氧接触池，深度降解水中微量cOD、氨氮，氧化出水进入超滤装置，阻截水中的大分子有机物、细菌等杂质，超滤出水再经高压泵提升进入反渗透膜，当出水水质电导率200斗s/cm时，经回用水泵提升至脱盐水装置。

每套反渗透膜分为2段，第1段的进水为原水，通过第1段的反渗透膜产出产水和浓水，其产水通过产水管线进入产水池，第l段的浓水进入第2段反渗透膜中，作为其原水，通过第2段反渗透膜的过滤，产出产水和浓水，产水进入产水池，浓水排入污水系统进行处理。

2反渗透技术的运行维护2.1反渗透膜堵塞原因分析：反渗透膜在运行过程中易存在堵塞的问题，原因为细菌滋生、钙、镁离子结垢。

反渗透膜是一种用化学合成高分子材料加工制成的具有半透性能的薄膜。

它能在外加压力作用下使水溶液的某一些组分选择通过，从而达到淡化、净化或浓缩分离的目的。

反渗透膜是反渗透分离技术的心脏，反渗透的除盐效果，关键取决于反渗透膜性能的好坏。

反渗透技术在应用过程遇到的最大问题是膜污染。

由于反渗透膜膜片本身非常致密，随着运行时间的延长，各种污染物很容易堵塞膜孔，在膜面形成污染层，影响回收率和脱盐率。

出现污染后，为了降低生产成本和延长膜的使用寿命，必须对反渗透系统进行清洗。

在对反渗透污染情况进行判断后，选择合理的清洗方法和清洗药剂是反渗透性能恢复的最好手段。

一、反渗透的污染原因运行中膜的污染因素，可以从一些直观形象简单地判断出来。

经验对于找到污染源，通过调整运行方案、改善工艺等消除污染的因素，预判反渗透膜的污染速度和污染类型，正确制定膜清洗方案非常重要。

1.淤泥、胶体类的污染。

预处理中的絮凝剂（PAC），会与微小的胶体和颗粒结合，聚集成大团絮凝体，被填料介质或滤芯截住，这类絮凝使多介质过滤器和滤芯的孔径降低时，仍能发挥出色的过滤效果，当絮凝剂投入过量少许时，絮凝剂过量部分絮凝体之间会发生凝聚，生成更大的颗粒，可更容易被过滤过程截住，但应注意超极限投加，极有可能在膜表面截留住絮凝体，而污染元件。

污染的初期症状：系统压差增加，运行中反渗透的操作压力随运行时间均匀增加，膜的产水量下降，产生的电导率变化不大，膜在进水侧呈现黄色到浅褐色，短期内应对膜系统进行低压冲洗，产水量可以恢复到原来的90%左右。

2.有机物污染。

有机物不仅是微生物的养料，而且当其浓缩到一定程度后，还可以溶解膜材料，使膜性能劣化。

发生有机物污染时，反渗透操作压力随运行时间增加；膜产水量下降，而且下降的速度随运行时间逐渐加快；膜片呈黄绿色到浅绿色，越深说明有机物含量越高；产水的电导率明显上升。

发生淤泥、胶体类污染和有机物类污染主要的原因是絮凝过滤效果差。

探究中水回用时应用反渗透膜时产生的污染及化学清洗摘要：受到我国环境保护及可持续发展生态理念深入推广的影响，我国从本身水资源短缺的实际的情况出发，逐步推广中水的应用，并且在这一过程中，反渗透膜技术成为了常用的水处理技术之一。

但是不可忽视的一点就是在实际使用过程中，由于受到预处理工艺无法有效运行的影响，导致在膜系统进水中出现了有机物、微生物等物质，并进而带来反渗透膜的污染问题。

在这种情况下，就需要开展相应的化学清洗方式，以此来保障反渗透膜的使用寿命。

本文就反渗透膜的污染类型及化学清洗方式进行了相应的分析，以便为今后的反渗透膜清洗提供相应参考。

关键词：中水回用；反渗透膜；污染类型；清洗措施1、中水回用中反渗透膜应用的污染类型1.1有机物污染在处理膜系统进水内部的有机物质，超滤膜最多只可以将有机物质中的大分子团有机物质及部分直径超过超滤膜孔洞直径的非溶解性有机物质做出相应的截留。

如若在水中有机物质浓度较高的情况下，就会极大的提高有机物堵塞超滤膜孔洞问题的发生几率。

而那些具有溶解性的有机物质则会在穿过超滤膜之后，进入到发渗透膜内部，就会对反渗透膜造成相应的影响，具体的影响就是因为有机物质在反渗透膜表面得以吸附，并在反渗透膜的表面形成所谓的薄膜层。

因为有薄膜层的存在，会使得反渗透膜的脱盐率及产水量大幅度下降。

膜系统进水中的有物质浓度主要和生化处理工作的效果有一定的关系，最主要的是和出水COD （化学需氧量）数值有关，具体而言，生化处理系统的出水COD数值和膜系统进水有机物质浓度之间呈现一种正比例关系。

为了确保反渗透膜系统的长时间稳定使用，出水COD数值必须要控制在10mg/L之下。

1.2微生物污染在反渗透膜系统中比较常见的污染问题之一就是微生物污染问题，反渗透膜各个组建内部的环境比较阴暗潮湿，反渗透膜内部的环境十分适合微生物的生长以及繁殖，在水中微生物含量较高的情况下，就会大大增加微生物污染发生的概率。

在原水的预处理中，在使用深度生化处理方式的情况下，就会带来出水中的生物活性水平相对较高，在这种情况下，如若反渗透进水系统中的杀生剂的数量投入不够，就会带来微生物的生长，最终导致膜压差的逐渐上升，从而影响到整个反渗透膜系统的安全稳定运行。