浅谈反渗透除盐水系统问题与技术改进

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【摘 要】 工业中，对水的纯度的要求很高，所以往往需要进行脱盐过程。当前，在除盐水系统中常常采用具有诸多优势的反渗透技术。但是在反渗透除盐水系统中也存在一些问题，尤其是膜污染的问题十分严重。本文即对膜污染问题进行了深入的分析，并且提出了相应的技术改进，希望对相关工作者能有所帮助。

【关键词】 反渗透 除盐水系统 膜污染

1 概述

1.1 反渗透技术的原理

首先介绍一下渗透的概念：当用一张半渗透膜将浓度不同的两种盐溶液分开时，会发现水分会自动的从含盐量少的一方向着含盐量多的一方转移直至两边浓度相等，这一过程叫做渗透过程。这是一种物理过程，并且所需时间很长。而反渗透技术就是说和渗透过程相反，水分从含盐量多的一方向着含盐量少的一方转移，这就要求在含盐量多的溶液上方施加一个额外的压力，以达到此目的。因此，反渗透技术的原理就是：在有盐分的水中（即原水），施加比自然渗透压力更大的压力，使渗透向着与自然渗透相反的方向进行，从而达到除盐的目的。

1.2 反渗透膜种类

反渗透膜的种类很多，并且具有多种分类方法。若是按照化学组成的不同，则反渗透膜可以分为醋酸纤维膜、芳香聚酰胺膜和复合膜等。复合膜指的是由两种以上膜材料复合而成的膜，它可以兼具多种膜材料的优点，因此，实用性更强，是当前多采用的一种膜类型。

1.3 反渗透装置

反渗透装置一般包括预处理系统、反渗透系统、后处理系统、清洗系统和电气控制系统五部分。

预处理系统的主要作用是降低原水的污染指数和余氯等其他杂质，达到反渗透的进水要求，它一般是由原水泵、加料装置、石英砂过滤器、活性炭过滤器和精密过滤器组成；反渗透系统的主要作用是去除水中杂质，净化水，它主要由多级高压泵、反渗透膜、支架等组成；后处理系统的主要作用是更好的提高水质，它主要由阳床、阴床、混床、杀菌、过滤等其中的一种或几种设备组成；清洗系统的主要作用是对反渗透系统进行清洗，因为有时候反渗透系统受到污染出水指标不能满足要求，这时候就需要清洗系统对其进行清洗以恢复功效，它主要由清洗水箱、水泵和精密过滤器组成；电气控制系统的主要作用是控制整个反渗透装置正常运行，它主要由仪表盘、控制盘及各种电器保护装置组成。

1.4 反渗透的优势

反渗透系统是当今最先进、最有效、最节能的膜分离技术。与传统的离子分离技术相比，具有不可比拟的优势，例如：（1）无需加热，能耗低；（2）装置体积小，操作简单；（3）适用范围广；（4）工艺先进，分离效果好；（5）无污染；（6）维护方便。

2 反渗透除盐水系统存在的问题

虽然反渗透系统具有很多的优势，但是，在其实际的应用中，也存在一些问题，其中，膜污染的问题十分显著，因为膜污染不仅会对反渗透膜本身造成影响，而且还会对产水量下和产水指标造成影响，进而影响反渗透系统的正常使用。所以，我们应该对膜污染的原因及相应解决措施进行深入的分析。

2.1 膜污染

根据待处理水质的不同，所发生的膜污染的类型也不同。对于地下水处理系统，较易发生结垢污染，这种现象是由地下水中较高含量的矿物质所引起的。对于地表水处理系统，较易在膜表面形成胶体、悬浮物、有机物等的污染物，这是因为地表水中的悬浮物和有机物的含量较大。

对某地下水除盐水站的反渗透膜进行观察实验，发现：膜的表面有细微的白色颗粒状结晶物，并且，将垢质放入稀盐酸溶液中，可以发现垢质逐渐溶解，并且伴有气泡的产生。这表明：地下水处理系统中的反渗透膜表面的垢质是无机碳酸钙盐。

2.2 膜污染的原因分析

经过分析，我们得知：除盐水系统之所以会出现膜污染的现象，可能是由于预处理不完善、加药系统设计不周全、维护不佳等原因造成的，下面就这些原因进行具体的分析：

（1）预处理不完善：预处理就是在水进入反渗透系统之前对水进行预先处理，除去水中的悬浮物、微生物、难溶盐等。因此，它既可以防止难溶盐的沉淀结垢，也可以有效的阻止悬浮物、微生物和胶体等对膜和管道内部污染和堵塞。但是，若处理不完善，则会使水中的杂质跟随待处理水进入系统，在管道内部或者是膜表面造成污染现象。

（2）加药系统设计不周全：在系统中添加阻垢剂能够有效的避免无机物的结垢现象，这是因为阻垢剂能够增加水中无机盐的溶解度。但是，若是加药系统不完善的话，则阻垢剂不能与待处理水进行充分而均匀的接触，从而不能发挥最好的作用，所以，加药系统设计不周全是导致膜污染的一个原因。

（3）短时间停运时维护不佳：由于外界供水需求量的变化，导致反渗透除盐水系统有时需进行短时间的停运。在停运期间，应该立即低压冲洗反渗透除盐水系统，这样才能防止浓水在表面的残留。但是，在实践中，往往存在冲洗不及时、冲洗力度不足、冲洗时间不够等问题，从而导致浓水残留现象。若长时间停留，就会形成垢质而污染膜。所以，对停运期间的系统的维护不佳也是造成膜污染的原因之一。

2.3 针对膜污染的技术改进

2.3.1 完善预处理系统

（1）悬浮物和胶体的去除。悬浮物和胶体等属于机械杂质，可以通过采用多介质过滤器来去除。并且为了适应高浊水期间的过滤效果，可以在过滤之前通过加絮凝剂的方法来最大限度地降低水中悬浮物的含量。

（2）有机物的去除。有机物对反渗透膜的污染主要包括：1）在膜表面吸附，造成膜通量损失，长期以来，会影响膜的使用寿命；2）促进了微生物的滋生，微生物对膜也有一定的污染作用，两者混杂，使污染性更强。可以通过活性炭过滤器来去除有机物，同时，对于可溶性的有机物可以联合加入药剂的方法来降低含量。

（3）应用超滤装置。仅仅应用多介质过滤装置，不能满足反渗透装置的进水要求，因此，应该在多介质过滤装置后面加设精度更高的超滤装置。超滤装置的精度能达到0.01um，产水SDI值小于3。并且在使用超滤装置的时候要注意以下几点：1）控制好超滤所需的压力、温度、时间等因素；2）要定时对超滤装置进行清洗，以保证良好的运行状态和使用寿命；3）超滤膜的使用寿命为36-48个月。

（4）设置保安过滤器。保安过滤器对反渗透装置有一定的保护作用，特别是当前期的预处理系统发生异常的时候，所以，最好在反渗透装置前设置保安过滤器。

2.3.2 改进加药系统

对于无机盐的去除，可以通过加入阻垢剂的方法来实现。同时也要完善加药系统，保证加药的充分和均匀。可以通过增加加药箱，采取分列进药的方式，并且设定相应的进药控制与检测系统，实现单列的反渗透进药。

2.3.3 做好停运维护

制定严格的停运维护规定。保证在短时间的停运期间，必须要对反渗透系统进行低压冲洗时间，并且每天至少冲洗一次，每次冲洗时间不得少于15min。

3 结语

有效的控制好膜污染的问题，对产水量和产水质量都有很大的好处。管理人员和操作人员在实际工作中，应该多总结此方面的经验，努力做好膜防污染方面的技术维护工作。

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