反渗透膜污堵原因的分析及处理措施

反渗透膜污堵原因的分析及处理措施

姓名朱玲琳

单位 省市  邮编

摘要：在国内经济快速发展的几年，反渗透膜的制作工艺变得越来越先进，在医疗领域、海水淡化领域以及科研领域中逐渐获得了越来越广泛的应用。然而就目前来看，反渗透膜污堵问题成为了限制其技术发展的重要原因，有越来越多专业领域开始关注反渗透膜污堵问题产生的原因并进行研究。为了能够从根本途径解决反渗透膜所存在的污堵问题，就必须要尽快掌握出现污堵问题的主要原因，从而针对性的提出相应的解决措施，以促进其技术的进一步发展。

关键词：反渗透膜制作；工艺发展；污堵问题；技术要求；解决对策

引言：

反渗透属于一种先进的膜分离技术，通过反渗透膜可以及时的过滤病毒、藻类以及相关有机物成分。因此在材料选择方面具有更为严格的要求，通常以性能优越的复合膜材料作为反渗透膜的制作材料，不仅体现出一定的专业性，同时在经济性上体现出了鲜明的特点。反渗透膜的作用原理在于在半透膜的帮助下使盐溶液和水分进行分离，从而促进水分流入盐溶液当中，稀溶液也会在半透膜的作用下流入到浓溶液当中，其中所产生的推动力属于两侧之间的浓度差，可以减少稀溶液液面、升高浓溶液液面，使之产生压力差大小在实现动态平衡的同时停止两侧液面产生变化，可以有效体现出反渗透膜的应用特色。

一、反渗透膜出现污堵的主要污堵物类型

（一）无机物沉淀

因为无机物而产生污堵多以水中离子为主。在溶液处于不饱和状态之际，溶液穿过反渗透膜的过程中，溶液浓度将会显著上升，之后在饱和状态下以析出无机物，在浓缩作用下加剧无机物的析出过程。所以在最后阶段往往会产生无机物沉淀现象，从而对反渗透膜造成不可逆性的破坏作用，通常应用阻垢剂以控制无机物所造成的污堵现象[1]。

（二）有机物吸附

水体中通常含有多种有机物，这些有机物普遍为微生物在分解、分泌过程中所形成的产物，还有一部分有机物从工作、生活污水中得以产生。这些有机物往往会吸附在反渗透膜表面。随着时间的推移、有机物吸附量也会逐渐增加，最后形成难以进行恢复的状态。此外还有可能因为水中富含促进有机物生长的营养物质，这样一来也很有可能加剧微生物污染现象，导致反渗透膜存在污堵现象。

（三）微生物

造成微生物污染现象的主要原因在于，反渗透膜中的醋酸膜会被细菌所破坏，即便其中的复合膜不会受到影响，但是很有可能出现膜污堵现象。所以在制作反渗透膜过程中，必须要严格控制生物活性特点，加强对微生物数量的管控效果，从而对保障反渗透膜的完整性具有十分重要的意义。

（四）胶体及悬浮颗粒

一般在废水中往往含有大量胶体、悬浮颗粒成分，这些悬浮颗粒一般直径大于1微米且能够在水体静止状态下得以沉淀下来，而胶体反而小于1微米，有可能属于单体物质，也有可能属于化合物。胶体以及悬浮颗粒所造成的反渗透膜污堵问题往往比较常见，很有可能引起膜两侧压差变大，使反渗透膜的脱盐率得到显著减少与下降。

二、引起反渗透膜污堵问题的相关因素

（一）操作条件因素

1、压力

在水压增长的同时，水渗透速率也将显著上升，从而使其产水量得到进一步增长。然而随着水压的增长，胶体的沉积速度也在不断加快，在反渗透膜表面所积累的胶体含量也越来越多，使膜通量下降速度变得越来越快，

2、温度

提升温度往往可以显著降低液体的粘稠度，对减少反渗透膜上所附着的溶剂阻力大小、提高产水量具有十分重要的影响作用。通常随着温度提升1摄氏度，可以改变3个百分点的产水量。但是事实上，在温度提升的同时，膜材料结构稳定性也会显著下降，对反渗透膜使用寿命具有一定的影响作用，因此反渗透膜的使用环境在温度条件上通常具有严格要求[2]。

3、回收率

提高系统回收率的过程中，可以显著增加产水量，但是有可能会降低浓水流量，使系统给水侧水湍流程度得到显著下降，此时很有可能造成反渗透膜表面产生大量污染物沉淀、堆积等现象。与此同时在回收率不断提升的同时，浓水浓缩倍数也会显著上升。此时污染物浓度也会显著提高，反渗透膜的膜污染程度与深度将会变得越来越快。

4、PH值

在反渗透膜表面的有机官能团中，PH值大小很有可能影响其带电性。比如在PH值较高的情况下，反渗透膜表面、有机官能团将会带有一定的负电荷，且膜和有机分子、有机分子与有机分子之间会存在静电排斥现象，而在反渗透膜表面很难沉淀更多的有机分子，对减缓膜污染速度具有重要作用。否则有机分子将极易在反渗透膜表面产生污染现象，所以PH值必须要控制在合理范围内，否则很有可能增加无机盐结垢量。

5、阻垢剂

通过应用阻垢剂，在消除水垢成分中具有重要作用。在目前的阻垢剂成分中，有机磷酸盐、聚羧酸类、绿色阻垢剂属于较为常见的类型。在阻垢剂应用过程中，通常会在晶格变形效应以及离子螯合作用下，进一步提高污染物在水体中的溶解度，从而降低污染物生成速度以及膜污染速度。

（二）进水水质因素

通常情况下，反渗透膜内污染物浓度、种类会导致水质存在着一定的差异。以微生物污染为例，在膜表面有机物的吸附作用下，使膜表面形态产生相应的改变，之后微生物在其中不断生长。在此之间会产生一些代谢产物，不断聚集在膜表面，并形成生物膜成分，从而引起膜污染现象。且胶体往往会被截留在膜表面，形成双分子层、半角书污垢等，加剧其中的膜污染程度。在污染物浓度越高的情况下，越有可能造成膜污染现象，因此反渗透进水的严格控制尤为关键。

三、规范处理反渗透膜污堵问题的对策与建议

（一）生水系统杀菌处理工作

1、准备环节

在生水系统的应用中完成杀菌作业，必须要及时从双介质出水与生水泵中取样，测定其中高的细菌总量，并进行三期水处理，使除盐水箱水位保持在9米以上的高度，之后再进行杀菌操作处理。

2、杀菌操作

在操作处理前需要下降生水池水位高度至2.5米左右，之后将1吨次氯酸钠液体分三次注入生水池中。首先从进水口注入半吨次的氯酸钠液体，将进水门打开以提升水位至4米左右后关闭进水门，在两个小时后再注入0.3吨左右的次氯酸钠液体，再等待两个小时后将剩余次氯酸钠液体得以注入生水池中，使之处于低液位，启动生水泵、打开出口门，之后打开过滤器空气门以运行进水气动门，在空气门出水后及时关闭空气门，在正洗气动门之后排放所处理后的水至地沟内，之后待生水池水位高度在半米之后，将进水门得以打开及时进行冲洗处理，确保所排出的水分氯含量每升小于0.5毫克之后，完成杀菌处理作业[3]。

（二）碱洗以及酸洗等措施

1、制作并输入清洗液

清洗液成分以水、盐酸、烧碱、PTH100以及PTH300等成分为主，在特定比例下进行配制，从而制作相应的清洗液。清洗水泵、混合清洗液并进行预热处理，和元件内原水产生置换反应，以低压力、低流量条件进行规范操作，使其压力控制在足够补充进水到浓水之间的压力损失即可。可以确保避免出现渗透产水现象，对减少污垢沉淀量具有重要的作用。此时需要及时排放浓水，否则很有可能稀释清洗液，这一过程通常在五分钟左右为宜。

2、循环

在原水置换结束后，清洗液会在浓水管道中之后流入水箱内，在清洗液的循环处理操作过程中，使清洗液颜色不再产生变化，从而停止循环。在此之间如果存在颜色、PH值变化现象，必须要尽快倒出清洗液进行重新配制。

3、浸泡

暂停清洗泵之后使膜元件得以浸泡入清洗液当中，浸泡时间以四个小时左右为宜，在维持温度中通常以低循环流量进行操作，结合实际污染程度以合理确定浸泡时间长短，在污染程度较轻的情况下可以适当减少浸泡时间。

4、水泵循环及冲洗

在高流量水泵循环作用下可以及时冲洗污染物，如果存在污染情况较为严重的情况下，可以适当的增加水流量。之后在合格出水的帮助下冲洗清洗液，确保冲洗温度在20摄氏度以上，对减少沉淀现象具有重要作用。通常冲洗时间以1个小时左右为宜。最后在系统元件稳定后将运行参数得以记录下来，系统恢复稳定所用时间与先前的污染程度具有密切的联系[4]。

四、结束语

总而言之，引起反渗透膜污堵现象的原因比较复杂，由于污染物成分的多样性，因此必须要选择适宜的清洗液进行处理，以有效解决反渗透膜污堵问题，从而保障反渗透膜的正常使用。

参考文献：

[1]秦刚华,沈思言,王洁,徐浩然,张林,颜亦磊,陈彪,黄斐鹏.反渗透膜污堵原因分析及应对策略[J].能源工程,2021(05):5-9.DOI:10.16189/j.cnki.nygc.2021.05.002.

[2]杜洋,付凯匀,陈颖,殷炳华,裴真,马凯,朱岩.反渗透膜污堵的原因及防治措施[J].聚氯乙烯,2018,46(11):40-42.

[3]孟振良. 除盐水制备系统污堵原因的分析及处理措施分析[J]. 建材发展导向, 2020, 18(1):1.

[4]简耀先, 李娇. 反渗透污堵的原因分析及解决措施[J]. 氮肥技术, 2020, 41(2):2.