反滲透膜污染種類及處理方法

反滲透膜在長期運行過程中，由于原水中的各種雜質沉積或吸附在膜表面及內部，會導致膜污染，影響其過濾性能和使用壽命。今天魯東小編帶大家從污染特征和處理方法兩方面詳細介紹反滲透膜污染種類及處理方法，一起來學習吧！

一、反滲透膜主要污染類型及特征

不同污染類型的形成原因、外觀及對膜性能的影響存在差異，具體如下：

1、膠體污染

污染物來源：原水中的鐵、鋁、硅等膠體顆粒，以及微生物代謝產物、腐殖質等。

污染特征：膜表面形成一層疏松或黏稠的沉積物，顏色多為黃褐色、灰色。

初期表現為膜壓差（ΔP）緩慢上升，產水量逐漸下降，脫鹽率基本不變；后期脫鹽率可能因膠體層截留作用下降。

污染具有普遍性，尤其在原水濁度較高或預處理不足時易發生。

2、顆粒污染

污染物來源：原水中未被預處理去除的砂粒、鐵銹、懸浮顆粒物等。

污染特征：膜表面可見明顯的顆粒狀沉積物，多分布在水流入口端或膜元件邊緣。

膜壓差快速上升，產水量驟降，脫鹽率變化較小（若顆粒未堵塞膜孔，僅物理阻隔水流）。

污染速度較快，嚴重時可能導致膜元件物理損傷。

3、微生物污染

污染物來源：原水中的細菌、真菌、藻類等微生物，在膜表面適宜的溫度、濕度下繁殖形成生物膜。

污染特征：膜表面出現黏滑的生物膜，可能伴隨異味（如腥臭味）。

膜壓差逐漸上升，產水量下降，脫鹽率可能因生物膜的吸附作用略有下降。

污染具有傳染性，若不及時處理，會快速擴散至整個膜系統。

4、有機物污染

污染物來源：原水中的天然有機物、人工合成有機物等。

污染特征：膜表面形成一層薄薄的有機物吸附層，顏色多為棕褐色或黑色。

初期脫鹽率可能上升（有機物吸附導致膜孔徑縮小），后期因膜孔堵塞，產水量下降，脫鹽率降低。

有機物可能與金屬離子結合，形成更難去除的復合污染物。

5、結垢

污染物來源：原水中的鈣、鎂、鐵、鋇、鍶等金屬離子，在膜表面因濃差極化導致濃度超過溶解度，形成沉淀（如碳酸鈣、硫酸鈣、氫氧化鐵等）。

污染特征：膜表面出現白色或灰白色的硬質結垢層，質地較脆，難以用物理方法去除。

產水量顯著下降，脫鹽率明顯降低，膜壓差急劇上升。

結垢具有局部性，多發生在濃水側或膜元件末端（濃差極化嚴重的區域）。

二、反滲透膜污染的處理方法

根據污染類型的不同，處理方法可分為預防性措施和污染后處理兩類：

（一）預防性措施

通過預處理和運行控制減少污染風險，是比較經濟有效的方法：

1、預處理優化：

1.1針對膠體和顆粒污染：采用混凝、沉淀、過濾（如多介質過濾、超濾）等方法降低原水濁度和懸浮物含量。

1.2針對生物污染：投加氧化性殺菌劑或非氧化性殺菌劑，控制原水微生物含量。

1.3針對有機物污染：采用活性炭吸附、臭氧氧化等方法去除部分有機物，降低COD（化學需氧量）。

1.4針對結垢：通過軟化處理（如離子交換）降低鈣、鎂離子含量，或投加阻垢劑抑制結晶析出。

2、運行參數控制：

2.1控制進水溫度、pH 值在膜元件允許范圍內，減少污染物吸附。

2.2避免過度濃縮（控制回收率），降低濃差極化程度，減少結垢風險。

2.3定期進行低壓沖洗（每天1-2次），用產水或過濾水沖洗膜表面，去除松散污染物。

（二）污染后處理方法

當膜已發生污染時，需采用物理清洗或化學清洗去除污染物：

1、物理清洗：適用于輕度污染或疏松污染物（如顆粒、部分膠體）：

低壓沖洗：用低壓（0.1-0.2MPa）、高流量的進水或產水沖洗膜表面，利用水流剪切力去除污染物。

反沖洗：在允許反洗的膜系統中，反向通入水流，沖洗膜孔內的堵塞物。

空氣擦洗：結合水流沖洗，通入壓縮空氣產生氣泡，增強對膜表面的擾動，適用于中空纖維膜等類型。

2、化學清洗：適用于重度污染或頑固污染物（如生物膜、結垢、有機物），需根據污染類型選擇清洗劑：

針對生物污染：使用氧化性殺菌劑或非氧化性殺菌劑，殺滅微生物并分解生物膜。注意：氧化性清洗劑可能對某些膜（如醋酸纖維素膜）造成損傷，需提前確認膜的耐受性。

針對有機物污染：使用堿性清洗劑或表面活性劑，通過皂化、乳化作用溶解有機物。

針對結垢：碳酸鹽垢：用酸性清洗劑溶解，反應方程式如：CaCO₃+2HCl→ CaCl₂+ CO₂↑+H₂O。

硫酸鹽垢：用螯合劑或專用除硫酸鹽垢清洗劑，通過絡合作用去除。

鐵、錳垢：用酸性清洗劑或還原劑，將高價金屬離子還原為可溶的低價離子。

復合污染：采用 “先堿洗后酸洗” 或 “先酸洗后堿洗” 的組合清洗方案。

離線清洗：當在線化學清洗效果不佳時，需將膜元件從系統中取出，進行離線清洗。通過高壓水沖洗、浸泡、超聲清洗等手段，去除深層污染物，適用于較為嚴重污染的膜元件。

三、總結

反滲透膜污染的核心是 “預防為主，防治結合”：通過優化預處理和運行控制減少污染風險，一旦發生污染，根據污染特征判斷污染類型，針對性選擇物理或化學清洗方法。定期監測膜系統的產水量、脫鹽率、膜壓差等參數，可及時發現污染跡象，避免污染惡化導致膜元件不可逆損傷。希望以上分享對您有所幫助。