反渗透膜污堵原因分析及解决措施（一）

如何进行水处理？

衡美水处理为您介绍一种经久耐用、性能优越的水处理设备耗材——反渗透膜，并向您详细分析反渗透膜污堵原因及解决措施。

导读

某电厂锅炉补给水处理系统水源为水库水，水库水经净水站混凝澄清处理后送至锅炉补给水处理车间，处理工艺为“超滤+反渗透+一 级除盐+混床”。在运行过程中反渗透系统出现一 级反渗透进水压力和压差偏高、出力偏低以及清洗频繁等问题，采用常规酸、碱进行离线清洗，系统性能难以恢复。对此，笔者对反渗透系统进行了深入分析，对系统故障原因进行了诊断。

一、膜元件分析结果

1、膜元件标准性能测试

取一 级反渗透一段和二段膜元件各1支在标准试验状况下进行性能测试（编号分别为1#和2#），结果见表 1。

表1 反渗透膜元件标准性能测试结果

结果表明，使用后的膜元件产水量下降了31%，产水量衰减明显。新膜质量为14 kg，送检的2只 膜元件质量分别为15.69、15.56kg，膜质量分别增长了12.07%和11.14%。2只膜元件脱盐率均≥99.5%，脱盐率正常。由此分析，反渗透出力下降的原因为膜表面存在污染物的沉积。

2、膜元件探针测试

膜元件探针测试是通过将1根直径约为25.40 mm的塑料管插入整个膜组件的产水中 心管内，检测产水电导率在中 心产水管内的分布。探针测试试验表明，1#膜元件内部产水电导率在22.0~27.4 μS/cm，2#膜元件内部产水电导率在20.5~24.9 μS/cm。2只膜元件内部产水水质分布都比较均匀，可以排除机械损伤和化学损伤导致的盐泄漏，也说明膜元件在使用的过程中没有出现背压现象。

3、膜表面无机结垢分析

采用电感耦合等离子体发射光谱（ICP）对反渗透膜片无机元素进行分析，结果见表 2。

表2 膜元件ICP分析结果

分析结果表明，膜元件污染物成分中，各金属元素含量非常低，膜表面无机物总单位面积质量仅为33.96mg/㎡，其中，结垢性无机盐单位面积质量只有18.71mg/㎡，无机结垢类物质在膜表面的附着量很低。ICP分析结果说明膜表面无机结垢现象轻微，不是导致系统运行故障的原因。

4、膜表面有机污堵分析

采用电镜-能谱（SEM-EDX）对膜表面污染层形态和元素组成进行分析，见表 3。

表3 膜表面污染物质EDX 分析结果

电镜分析结果表明，膜表面污染层结构致密、平整，形态均匀，属于黏附性强、产水阻力较大的凝胶污染层。因此，采用常规酸、碱难以恢复膜元件产水性能。表3的分析结果表明，膜表面污染物中C、N、O的含量很高，质量分数合计达到98.42%，说明膜表面含有大量的有机污染物质。除此之外，膜表面还有少量的Na、Si、Al等元素，质量分数合计＜2%，表明膜表面无机物沉积量很少。EDX的分析结果和ICP的结果基本吻合。

采用气相色谱/质谱联用（GC-MS）对膜表面有机物做进一步分析，分析结果表明，膜表面污染物主要为有机烷烃类物质和含卤族元素的化合物，还有少量的烯烃类和胺类物质。

二、有机污堵原因分析

对反渗透系统进水中的有机物进行了分析，结果见表 4。

表4 反渗透系统进水有机物分析结果

由表4可知，进水COD变化较大，可达到30 mg/L。反渗透设计回收率为75%，浓水侧COD将达到100mg/L以上，进水有机物含量偏高是造成反渗透膜污堵的主要原因之一。

另外，对现场运行情况进行勘察，发现超滤进水余氯在0.1 mg/L以下，没有起到有效的杀菌作用。夏季微生物的活性明显高于春季和冬季，因此有效的杀菌处理是保证系统稳定运行的关键。如果杀菌剂投加不到位，微生物会在系统内滋生，微生物新陈代谢过程中将产生胞外聚合物，加上进水中的有机物，造成膜进水有机物含量过高，导致反渗透有机污堵。

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