反滲透膜的應(yīng)用和清洗
應(yīng)用反滲透（Reverses Osmosis，RO）膜分離技術(shù)實(shí)施高濃度有機(jī)廢水的深度凈化處理，可極大的改善處理后水質(zhì)，使處理后水中的污染物含量降到最低水平；目前，在應(yīng)用于高濃度有機(jī)廢水的處理項(xiàng)目中，多數(shù)企業(yè)對反滲透系統(tǒng)并不陌生，但由于沒有系統(tǒng)的掌握反滲透的應(yīng)用技巧，不能保證系統(tǒng)的良好穩(wěn)定運(yùn)行。所以，在擬定應(yīng)用反滲透進(jìn)行廢水深度處理之前，必須認(rèn)真考察使用環(huán)境和使用條件，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)到設(shè)備制造以及運(yùn)行方式，每一步都必須經(jīng)過嚴(yán)格考證，針對不同的源水水質(zhì)條件，根據(jù)膜自身的性能，合理選配相應(yīng)的膜產(chǎn)品。在工藝制定之初，還須考慮到系統(tǒng)的完整性、后續(xù)增容改造的可能性；此外，在合理地工藝配置條件基礎(chǔ)上，還應(yīng)提高控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，完善控制系統(tǒng)的功能性，從而保證系統(tǒng)在安全狀態(tài)下，長期、穩(wěn)定地運(yùn)行。
1、深度凈化處理
深度凈化處理是指在原有凈化結(jié)果的基礎(chǔ)上，采用更高分離精度的凈化系統(tǒng)進(jìn)行再次處理，較為徹底的分離去除原水中絕大部分的痕量雜質(zhì)，使終端水質(zhì)更為潔凈；
1.1 不同種類的反滲透膜
膜產(chǎn)品的改良一直是迎合著實(shí)際應(yīng)用需要來進(jìn)行的，金無足赤，單一品種的膜產(chǎn)品往往只對應(yīng)較窄的應(yīng)用范圍，“反滲透”是指人為逆向施壓克服自然滲透的一種操作方式，而非膜產(chǎn)品的名稱，人們通常說的“納濾”其實(shí)也是反滲透，正確地理解應(yīng)該是“可在納米尺度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)選擇性分離的過濾”，應(yīng)針對實(shí)際情況，根據(jù)不同膜產(chǎn)品的具體適用范圍加以選擇，對于較高溶質(zhì)濃度的液體分離，還應(yīng)該輔以其它處理工藝，分段分梯度進(jìn)行處理，以減輕膜系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，延長系統(tǒng)使用壽命；
針對不同的膜材料和制備工藝，膜本身的荷電性和微孔結(jié)構(gòu)也有所區(qū)別，其組件形式和斷面結(jié)構(gòu)也不同，大致可分為以下幾種：
1.1.1 芳香族聚酰胺材質(zhì)的卷式膜
卷式膜組件多為復(fù)合膜，即在微米級過濾基材上涂覆致密濾層，此種類型的膜同樣為單表皮層的不對稱膜，并且同樣為外壓膜；特點(diǎn)是截留精度高，操作壓力大，機(jī)械強(qiáng)度較高，由于其滲透壓較大，不可以通過反向沖洗清除進(jìn)入膜微孔的溶質(zhì)粒子，只能進(jìn)行正向等壓沖洗，對反沖洗液的純凈度同樣要求極高，不潔凈的沖洗液會直接污染膜表面，影響清洗后的通量恢復(fù)；同時(shí)，在對系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗時(shí)，還應(yīng)針對不同的污染性狀配置相應(yīng)的清洗液，錯(cuò)誤使用清洗液的化學(xué)性質(zhì)會直接影響膜表面，致使膜的分離性能遭受不可逆的損傷；
（反滲透設(shè)備） （反滲透膜組件）
1.1.2 醋酸纖維素材質(zhì)的中空纖維反滲透膜
醋酸纖維素材料本身的化學(xué)穩(wěn)定性級機(jī)械強(qiáng)度均高于芳香族聚酰胺，其抗氧化性是芳香族聚酰胺的10～100倍，抗拉伸及撕裂強(qiáng)度是芳香族聚酰胺的3～5倍；用改性醋酸纖維素制成中空纖維狀的反滲透膜，單位體積的表面積大于卷式膜，其組件形態(tài)的特殊性使得中空纖維膜組件的抗污染性幾倍于卷式膜組件，更為適用于高濃度溶質(zhì)的液體分離；應(yīng)用中空纖維膜組件可在同等條件下得到較高的膜表面流速，使膜表面不易污堵結(jié)垢，壽命可延長2～3倍；
1.2 反滲透膜的脫鹽率
對于反滲透膜的分離性能，脫鹽率僅是其中之一，膜的脫鹽率多根據(jù)分離處理后透過液中鹽類濃度計(jì)算得知；脫鹽率為原料液與透過液鹽濃度差與原料液鹽濃度的百分比，用來定義反滲透過程對透過液一側(cè)無機(jī)鹽濃度的降低程度，用百分率表示，計(jì)算方法為：脫鹽率V＝（原液濃度A－透過液濃度B）÷原液濃度A×％
不同的反滲透膜品種和微孔結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了不同的脫鹽效果，在確定選擇有效分離效果的反滲透膜時(shí)，如何延長膜組件的使用壽命成為關(guān)鍵，相對于水中離子污染物較多的脫鹽過程，并非一定要選擇高脫鹽率的反滲透膜組件，由于過小體積的離子污染物對膜微孔容易造成堵塞（多為電中性物質(zhì)），對膜組件構(gòu)成致命傷，故應(yīng)具體分析水中的污染成分，在保證系統(tǒng)凈化效果的基礎(chǔ)上，適度的允許部分此類物質(zhì)透過，避開對膜表面微孔的污堵形成，才能保證膜系統(tǒng)長期穩(wěn)定的運(yùn)行；對于反滲透膜而言，其分離過程不單純是一個(gè)表面過濾，分離效果與膜本體材質(zhì)的荷電性及操作方式有關(guān)，主要體現(xiàn)為反滲透膜對不同離子荷電性具有相應(yīng)的選擇，膜表面會形成道南電勢，因此更全面的解釋不單是膜的孔徑大小，膜的表面化學(xué)特性也很關(guān)鍵，孔結(jié)構(gòu)是重要因素，但不是唯一因素，另一重要因素是膜表面的化學(xué)性質(zhì)；此外，反滲透膜分離過程還受諸如液體溫度、使用環(huán)境等因素影響，同樣地膜系統(tǒng)配置在不同的使用條件下所表現(xiàn)出的脫鹽率也是不同的。
1.3 反滲透膜的清洗
1.3.1 反滲透膜的清洗方式：
反滲透膜組件的清洗方式不同于超濾，其反向清洗僅針對于進(jìn)料端被嚴(yán)重污堵的組件，并且不能在膜的透過液一側(cè)反向施壓，以免使膜本身出現(xiàn)機(jī)械性損傷，此處的反向清洗是指在膜組件的濃排端泵入清洗液，在膜外側(cè)進(jìn)行組件內(nèi)循環(huán)，使清洗液流經(jīng)膜表面，適當(dāng)?shù)牧魉僭谀け砻嫘纬梢欢ǖ臎_刷力，將系統(tǒng)內(nèi)和膜表面的污染物清除排出；
1.3.2 由清洗液確定的清洗方式
根據(jù)清洗液的不同，分為原料液沖刷、清洗液（水）清洗，化學(xué)清洗等方式，原料液沖刷指在系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，定期的提高系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流速，以提高原料液對膜表面形成的沖刷力，將系統(tǒng)內(nèi)被濃縮的污染物排出；清洗液清洗一般用潔凈的水，通過正向或反向操作對膜表面和膜本體內(nèi)部的污染物進(jìn)行清除；化學(xué)清洗針對系統(tǒng)內(nèi)污染性狀的不同，配制相應(yīng)的化學(xué)清洗劑，將化學(xué)藥劑與污染物產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)作用于膜，使膜在特定的化學(xué)條件下恢復(fù)原有的性能；
1.3.3 清洗液的潔凈度要求
清洗液的潔凈度直接影響清洗效果，清洗液中較多的雜質(zhì)及顆粒物在對膜系統(tǒng)造成二次污染的同時(shí)還會對膜表面造成一定的機(jī)械性損傷；用于反向清洗的清洗液中小分子雜質(zhì)應(yīng)盡可能的少，較為理想的清洗溶劑為反滲透系統(tǒng)的透過液；
1.3.4 清洗溫度對清洗效果的影響
清洗液的溫度條件對清洗效果的影響極大，在合理的溫度范圍中，盡可能的提高清洗液溫可更有效地恢復(fù)超濾膜的原有性能；首先，較高的清洗溫度可以使清洗液的溶解度和洗潔力有所提高，再者，高于正常工作溫度的清洗液有助于膜微孔的擴(kuò)張，促進(jìn)微孔內(nèi)容污物的排出；
1.3.5 清洗操作壓力及背壓對清洗效果的影響
傳統(tǒng)的清洗多采用開放式操作，即一端施壓，另一端開放，清洗效果往往不盡人意；合理的操作壓力應(yīng)區(qū)別正、反向清洗，在原有基礎(chǔ)上確定是否系統(tǒng)背壓，從而改變清洗過程中的動(dòng)態(tài)環(huán)境；
1.3.6 較為合理的科學(xué)清洗方式
系統(tǒng)清洗可有效地清除堆積滯留在膜表面或微孔表面的污染物，但對于透過膜表面微孔滯留在支撐層內(nèi)的溶質(zhì)（多位膠體粒子），則難以透過膜本體或通過沖洗清除，造成不可逆的堵塞：根據(jù)膜分離的特性，在靜態(tài)恒壓條件下，溶液中的溶質(zhì)作用于膜表面時(shí)，首先表現(xiàn)出基本吸附，對于膜表面微孔則體現(xiàn)為大于微孔尺度的溶質(zhì)被截留（篩分）；小于微孔尺度的溶質(zhì)粒子進(jìn)入微孔，一部分（如膠體粒子）滯留于表皮層內(nèi)，另一部分隨溶劑透過膜；然而，處于臨界截留范圍內(nèi)的溶質(zhì)粒子接觸微孔后，會直接污堵微孔，且逐漸在壓力作用下深入沉積；溶液中的溶劑作用于膜表面時(shí)，首先是溶解，繼而滲透的過程，提高微孔對溶液的切割線速可有效地降低溶質(zhì)對膜的污染，同樣使膜清洗變得相對容易；值得注意的是：不論內(nèi)壓膜還是外壓膜，過高的膜兩側(cè)壓差會對膜造成一定損傷，同時(shí)，在進(jìn)行反向清洗時(shí)，不潔的清洗液都還會對膜本體造成二次污染！
1.3.7 清洗液的系統(tǒng)內(nèi)滯留問題
膜分離系統(tǒng)的化學(xué)清洗主要為酸法和堿法兩種，具體采用何種方式取決于系統(tǒng)污染性狀，大多數(shù)情況下采用兩者交替進(jìn)行的方法，但一定要注意酸、堿法不能連接進(jìn)行，以避免酸堿中和產(chǎn)生鹽類析出，合理的酸堿清洗順序應(yīng)該為：酸洗 水洗（直至PH呈中性） 堿洗 水洗（直至PH呈中性）堿洗 水洗（直至PH呈中性） 酸洗 水洗（直至PH呈中性）
在進(jìn)行化學(xué)清洗之后，系統(tǒng)內(nèi)的化學(xué)清洗液不得滯留或殘留于系統(tǒng)內(nèi)，必須盡快沖洗排凈，避免對系統(tǒng)造成新的污染；膜表面沉積的鹽類污垢經(jīng)化學(xué)清洗脫落后如不能徹底排出，會堵塞系統(tǒng)流道或形成更大面積的聚積，導(dǎo)致膜組件損壞；系統(tǒng)清洗結(jié)束后，不得直接停機(jī)擱置，最好讓系統(tǒng)正常運(yùn)行1小時(shí)以上，并于停機(jī)前進(jìn)行濃水外排沖洗，之后才可以進(jìn)行停機(jī)封存；
1.4 反滲透膜分離技術(shù)用于中水深度凈化的特點(diǎn)
當(dāng)原水水質(zhì)條件較差時(shí)，完全應(yīng)用超濾膜實(shí)施污物分離不能取得較好的處理后水質(zhì)，可以在此基礎(chǔ)上，增加配置反滲透系統(tǒng)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)固液分離……
衡量反滲透膜分離的效果一直是用脫鹽率來表示的，理論上講，脫鹽率為99％以上反滲透膜的透過液極為純凈，幾乎不含任何雜質(zhì)，但反滲透膜的脫鹽率亦非絕對值，而是相對脫除指標(biāo)，反滲透膜不僅是一個(gè)表面過濾器，其凈化效果還與自身材質(zhì)（荷電性）有關(guān)，再者，操作壓力、表面流速以及系統(tǒng)回收率等條件因素都對脫鹽率有直接的影響，對于系統(tǒng)回收率較高的操作條件下，鹽的透過率增加一般是高壓狀態(tài)下的強(qiáng)迫行為；此外，根據(jù)道南平衡理論，當(dāng)提高系統(tǒng)回收率時(shí)，系統(tǒng)壓力亦隨之升高，但系統(tǒng)流速隨之降低，此時(shí)會減弱膜表面的道南效應(yīng)，使得靠近膜表面的凈水層難以形成，致使細(xì)微的鹽類物質(zhì)在壓力條件下散落沉積在膜表面，一部分強(qiáng)行透過膜，一部分滯留在膜表面形成結(jié)垢，其余隨濃縮液排出；在中水回用項(xiàng)目中，為延長反滲透系統(tǒng)的使用壽命，穩(wěn)定處理后水質(zhì)，須合理地配置反滲透前置預(yù)處理系統(tǒng)，
各種膜的使用范圍，應(yīng)根據(jù)被分離溶質(zhì)的性質(zhì)加以選擇。單從過濾角度來講，一套完善的膜分離處理工藝須構(gòu)成對被分離物質(zhì)的梯度處理。如微濾+超濾，又或者超濾+反滲透。
為了降低水中污物對后續(xù)系統(tǒng)的污染，前處理中采用中空纖維外壓超濾系統(tǒng)，配置最新專利清洗技術(shù)；繼而進(jìn)行分子級過濾，濾除水中的膠體等污物，出水SDI指數(shù)小于3；完全可滿足反滲透系統(tǒng)入口水質(zhì)要求，從而延長了反滲透系統(tǒng)的使用壽命，保證了系統(tǒng)終端水質(zhì)的穩(wěn)定。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
