反渗透膜的污染原因及处理方法

陈 华，李 飞，吕 冰

（沈阳化工股份有限公司，辽宁 沈阳 110026）

随着膜技术在水处理领域的广泛应用，反渗透膜在运行中的污染问题也越来越受重视，沈阳化工公司应用美国陶氏公司生产的BW30-400反渗透膜制备聚氯乙烯生产用脱离子水，结合配用高效阻垢剂FLOCON135。

1 水质预处理

合适的进水预处理对反渗透装置长期安全运行十分重要的。通过满足反渗透进水水质要求的预处理，可以确保脱离子水流量稳定，并使脱盐率较长时间地维持在某一值上，产品水回收率可以不变，运行费用做到最低，膜使用寿命较长等。

该公司以工业水作为膜系统的进水水源，其水质全分析如表1所示。

该公司所用的BW30-400复合膜进水水质的指标如表2所示。

为了使进水水质达到表2的要求，现预处理工艺如图1所示。

通过上述预处理后，进水水质分析结果如表3所示。基本能够满足反渗透的进水质量要求。

表1 进水水质分析结果

表2 BW30-400复合膜进水水质指标

表3 预处理后进水水质分析结果

2 反渗透膜的污染原因及处理办法

反渗透的污堵一般不是发生在反渗透膜的末端，而是发生在反渗透的第一阶段。经分析膜面的污堵物，发现除了结垢物外，还有胶体、微生物、颗粒物质等。造成第一段压差大的主要原因是胶体及微生物在膜表面的沉积。

2.1 颗粒污染

在预处理过程中，设备有泄漏，特别是5μ保安过滤器密封不好，细小的砂粒和活性炭粉末及水中的悬浮晶体颗粒漏入反渗透系统中。并且系统中溶解状态的铁离子随着pH值升高会形成不溶解状态铁的氧化物颗粒。

处理方法：（1）检查保安过滤器，将已经被颗粒污染的膜抽出来，更换到系统末端，改变其进水方向，并大流量低压冲洗；（2）对于铁的污染，定期采用清洗剂清洗。

2.2 胶体污染

在反渗透制水过程中胶体微粒随水的流动方向有一附着力，将胶体拉到膜表面而吸附其上，成为污堵物。无论采用何种水作为原水，都有胶体存在，只是状态和量不同，胶体污染是反渗透装置最普遍的污染。

处理方法：（1）使用阴离子型高效阻垢剂；（2）在运行过程中，要定期进行低压冲洗，尤其是在停机时一定要进行低压冲洗。

2.3 微生物污染

微生物污染是微生物在膜表面滋生而形成一个具有自我支持的生物黏膜层。这层粘膜会黏附水中的胶体悬浮物，这些胶体悬浮物又为微生物的滋生提供了营养源，一旦这种情况发生，即使提高膜面湍流速度，也不能有效清洗膜表面的污堵。而这层微生物形成的黏膜有多层结构，一旦发生微生物污染，彻底清洗很困难。

处理方法：定期用一定浓度的碱溶液重复清洗，逐层剥离的方式，并适当提高碱溶液的清洗浓度及温度。

2.4 化学污染

化学污染一般是无机盐垢。由于水质发生变化而没有调整阻垢分散剂的投加量或过分提高回收率，使浓水中盐分结晶析出，沉淀附着在膜表面上。由于有部分膜污堵，也造成膜层水流通道不畅，引起部分盐分浓度偏高。

处理方法为：（1）投加高性能的阻垢分散剂；（2）使用阻垢剂的，调整加药量；（3）采用膜适用的清洗剂进行清洗。

2.5 使用阻垢剂

各种污染是相互影响的，只要有一种污染出现，就会引发其他污染和故障。因此，防垢非常重要。

在反渗透中，阻垢剂对防止难溶盐析出十分有效。它通过延缓盐晶体成长来推迟沉淀的过程，促使晶体不会形成一定体积和足够浓度而沉降下来。该厂主要选择FLOCON135阻垢剂来防止膜污染的发生。

FLOCON135阻垢剂是一种含有膦基多元羧酸聚合物的水溶液，属阴离子型的高效复合型分散剂，是具有防止胶体结垢及化学结垢的全方位性能的阻垢剂，对膜有极强的保护作用。通过有效增加溶解性无机盐溶液浓度积来防止无机垢的产生。通过对溶解水中的铁的保持作用和不溶解的铁的分解作用，防止膜的铁垢的形成。

使用FLOCON135阻垢剂时应注意，FLOCON135阻垢剂在正常使用条件下不受氯或其他氧化性杀菌剂作用的影响，而且具有水稳定性，不形成不溶的钠盐或钾盐。由于它pH值较低，能有效抑制细菌滋生。如果稀释倍数大或稀释液使用时间太长，药箱中出现少量发黏的絮状物质粘附在保安过滤器5 μ滤芯表面，影响膜的阻垢效果及滤芯使用寿命。为此，要更换计量泵，采用小流量的计量泵以降低稀释倍数，并增加药箱清洗频率。