反滲透設(shè)備是目前最為廣泛的一種制取純凈水的脫鹽技術(shù),反滲透設(shè)備的分離對象主要是溶液中的離子和有機(jī)物。目前,反滲透設(shè)備是當(dāng)今社會先進(jìn)的膜分離技術(shù)。反滲透設(shè)備的原理就是在高于溶液滲透壓的作用下,根據(jù)其他的物質(zhì)是不能夠透過半透膜的,從而將這些物質(zhì)和水分離出來。由于反滲透膜的膜孔徑是比較小的(僅為10A左右),因此能夠去除掉水中的無機(jī)鹽、細(xì)菌、微生物、病毒、膠體、有機(jī)物等。
反滲透膜污染的原因主要包括物理污染、化學(xué)污染、有機(jī)物污染三大類。物理污染是原(廢、污)水中的金屬(如鐵、錳等金屬氧化物)、非金屬(如CaCO3、CaSO4、BaSO4等溶解度較小的非金屬鹽類)、膠體污染物(如氧化硅等)在膜表面的沉積、堵塞膜孔:化學(xué)污染是指膜孔吸附的有害化學(xué)成分;有機(jī)污染物是由細(xì)菌粘泥、真菌、霉菌、有機(jī)物等在膜表面及膜孔內(nèi)粘附形成的污染。能夠引起反滲透膜污染的物質(zhì)中污染物尤其是有機(jī)物在膜表面和膜孔內(nèi)的吸附所引起的通量衰減及分離能力的降低,足造成膜通量衰減的主要原因。但膜污染引起的通量衰減又往往和濃差極化現(xiàn)象引起的可逆通量下降混合在一起,使得膜分離效果進(jìn)一步降低。
反滲透設(shè)備的污染物分類:
一、懸浮固體
懸浮固體污染物普遍存在于地表水和廢水的水源中,其顆粒直徑往往大于1微米。這類雜質(zhì)在水流處于未攪動狀態(tài)時,完全可以沉積下來,它很容易被反滲透設(shè)備設(shè)置的細(xì)砂過濾器和多介質(zhì)過濾器濾出,當(dāng)反滲透設(shè)備預(yù)處理系統(tǒng)中設(shè)置絮凝劑或凝聚劑的投加工藝時,該類雜質(zhì)也可以被絮凝劑所結(jié)成的礬花吸附,之后被多介質(zhì)過濾器細(xì)或砂過濾器濾出。
二、膠體污染物
膠體污染物也普遍存在于地表水和廢水的水源之中,其顆粒直徑往往小于1微米,這類雜質(zhì)即使在未處于水流攪動時也不會自由沉降,會始終保持在懸浮狀態(tài)。此類雜質(zhì)可能是有機(jī)或無機(jī)成分組成的單體化合物,也可能是多類化合物組成的復(fù)合化合物。如硅酸化合物,鐵鋁氧化物,硫化物,單寧酸,腐殖質(zhì)等等。
三、生物污染物
生物污染物也同樣多存在于地表水或廢水中。在處理這類水源時,污染產(chǎn)生時開始往往反映在反滲透設(shè)備前端的膜元件上,在此類現(xiàn)象發(fā)生時,反滲透設(shè)備前段壓力升高較快,最初時反滲透設(shè)備的脫鹽率還會因此而有所提高,但隨著膜系統(tǒng)的持續(xù)運行,生物污染將逐漸向整個反滲透設(shè)備擴(kuò)散,從而形成大面積的膜污染。膜系統(tǒng)出現(xiàn)生物污堵時,最終導(dǎo)致系統(tǒng)運行壓力大幅度上升和產(chǎn)水量下降。該類污染物同常為細(xì)菌、生物膜、藻類和真菌。一般在進(jìn)行反滲透工藝系統(tǒng)設(shè)計時,一定要注意控制原水的活性,當(dāng)原水細(xì)菌含量1000cfu/100mg以上時,在設(shè)計時就必須考慮去除措施。
四、有機(jī)污染物
原水中的有機(jī)物的成份最為復(fù)雜,其對反滲透膜元件的污染及影響情況也非常難以預(yù)料。該項指標(biāo)是設(shè)計反滲透設(shè)備時需要認(rèn)真考慮防護(hù)的主要污染物。有機(jī)污染物的來源一般分成兩種:一類是由于動植物的腐爛物形成的天然腐殖有機(jī)物,另一類是工業(yè)廢棄物污染所形成的有機(jī)物。有機(jī)物污染反滲透膜時,往往是有機(jī)物被較為牢固的吸附在膜表面上,清洗時較為困難。一般說來,有機(jī)物對膜系統(tǒng)的污染后果最難預(yù)測:水中的有一些有機(jī)物對反滲透膜幾乎沒有任何破壞作用,但卻有個別的微量有機(jī)物一旦被吸附在膜面后不僅能污染反滲透膜,甚至還能引起膜的降解和退化。所以我們必須對原水中存在的有機(jī)物予以高度重視。所以從原則講上,在我們設(shè)計一個反滲透設(shè)備時,當(dāng)原水TOC含量達(dá)到3mg/l,就必須在系統(tǒng)內(nèi)考慮相應(yīng)的去除措施。一般說來,在處理地表水和廢水的反滲透預(yù)處理系統(tǒng)中,應(yīng)盡量在絮凝、澄清和氧化等預(yù)處理工藝過程中,將大部分有機(jī)污染物去除或分解轉(zhuǎn)化。假如經(jīng)過以上處理后仍無法滿足反滲透設(shè)備進(jìn)水要求,則可以考慮通過活性炭吸附過濾器、有機(jī)物清掃器或超濾設(shè)備的設(shè)置將其進(jìn)一步去除,以最終滿足反滲透設(shè)備的進(jìn)水要求。
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