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在反渗透膜分离技术的实际应用中,膜污染是不可避免的

在反渗透膜分离技术的实际应用中,膜污染是不可避免的

作者:不详   发布时间: 2019/7/26 10:07:34

  在反渗透膜分离技术的实际应用中,膜污染现象不可避免,膜污染问题是影响该技术稳定性的决定性因素。因此,研究了膜污染形成机理。通过反渗透系统清洁膜污染。失败的重要保证。

  1、膜污染定义

  膜污染是指与膜接触的颗粒、胶体颗粒或溶质大分子之间的物理相互作用。溶质大分子与膜之间的物理相互作用为、,或膜表面上某些溶质的浓度超过其溶解度和机械作用。在膜表面或膜孔中产生的、吸附导致膜孔径变小或堵塞,导致膜在渗透物流速和分离特性方面发生不可逆的变化。

  由膜上的蛋白质等大分子和膜孔吸附引起的通量降低和分离能力下降是膜通量衰减的主要原因。然而,由膜污染引起的通量衰减通常与由浓度极化现象引起的可逆通量下降混合,使得膜分离效果进一步降低。

  2、膜污染的原因

  在反渗透系统运行期间,废(土)水中的金属离子、微生物、不易溶解沉淀物、有机污染物、生物粘泥、胶体、油脂等与膜长期接触,将造成膜污染,使膜Flux和分离性能显着降低、压降。原因主要包括以下几个方面:

  1)浓度极化

  在反渗透脱盐系统中,膜是选择性渗透的,使得水分子从高压侧连续渗透膜,并且溶质分子保留在原始溶液中,导致膜表面上的进料液体之间的浓度和入口液体。差,在严重的情况下,会产生高浓度梯度,这种现象称为浓差极化。浓度极化增加了进料液的渗透压,有效驱动力降低,导致透水率和脱盐率降低。

  2)离子缩放

  由于浓度超过溶解度产物,具有小溶解度产物如CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2和SiO2的盐可能在反渗透过程中沉淀,并且沉积物可能保留在膜的表面上并在进水通道中形成水垢。例如, CaCO3的溶解度积为80×447×10-9(25℃),即,当[Ca2 +]·[CO32-]大于80×44d7×10-9时,CaCO3将沉淀。 J.H.Bruus等。发现当从污泥中提取Ca2 +时,小颗粒的数量和过滤阻力增加。3)金属氧化物沉积

  一些井水源通常含有低成本铁离子和锰离子微咸水。这类井结垢的主要原因是膜污染的主要原因是铁表面上有铁、铝、锰和其他胶体颗粒。铁氧化所需的较低pH值导致反渗透系统中铁结垢现象更加频繁。导致膜表面上可溶性亚铁和三价铁沉积的相关污染物可以是:氧气进入含有二价铁的进水;高碱度水源形成FeCO3;铁与硅反应形成难溶的硅酸。铁;受铁还原菌氧化影响,会增加生物膜的生长和铁垢的沉积;含铁絮凝剂转化引起的胶体铁;铁、铝、锰等金属污染特征的特点是产水量较低,压差上升。

  4)生物污泥形成

  当膜表面覆盖具有强大生命力的微生物污泥时,被膜去除的盐将被困在粘合剂层中,该粘合剂层不易被水冲走,为微生物繁殖提供丰富的营养,并且在预处理之前添加。反渗透到水中。阻垢剂(如聚马来酸,氨基三甲基磷酸等)、软水剂可促进微生物生长。有机和无机可溶物质和颗粒物质可以通过有效的预处理去除,但是即使在预处理后剩余0.01%之后,可生育的微生物颗粒也可以通过水中的可生物降解物质自我繁殖。生物污泥是任何系统污染的主要原因之一。

  5)胶体污染

  地下水和地表水都含有铁、铝、硅、有机物和其他物质,并且它们被添加到凝结剂中,在预处理过程中添加了凝结剂、阻垢剂,形成沉积在膜表面上的胶体,引起胶体污染。硅酸胶体将在水中

  水解产生Si(OH)4,并且在某些条件下发生聚合。 mSi(OH)4-(SiO 2)m + 2mH 2 O形成SiO 2核,并被分类和电离,释放H +以形成带负电的胶体。其结构式为:

  [米(二氧化硅).nSiO3-2.2(N-X)H +] - 2x2xH +

  胶体污染由于同种电荷难以处理,相对稳定,不易沉降,易污染膜,导致水通量减少。通常使用污染指数(SDI)评估该趋势。通常,当使用SDI3时,会发生结垢。

  6)“水锤”现象

  对于反渗透系统,由于设计不当并且在调试阶段开始时,填充膜的膜壳中存在大量空气。当待处理的液体瞬间进入膜壳时,空气是可压缩的,并且不能立即完全耗尽。当空气在膜壳中达到一定压力时,它会突然爆裂并释放,导致反渗透在膜壳中相互碰撞并挤出、,导致“水锤”现象。在反渗透系统中,水锤的危害是对不可恢复的反渗透膜元件的损害。7)悬浮颗粒物的污染

  当安全过滤器出现“短路”或缺陷导致过滤介质、和异物(如小芯线)泄漏,或反渗透未完全冲洗时,膜元件可能被污染,水入口通道可能被堵塞。在膜表面上形成无定形沉淀物。遇到这种情况的情况较少。

  8)其他因素造成的污染

  碳氢化合物和硅基油和油脂可以覆盖膜表面,导致膜被污染;膜的水解、有机溶剂和氧化攻击也可引起膜材料的本质变化。


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