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如何延长反渗透膜的使用寿命

时间:2018-01-17 11:47来源:净水资讯网 作者:shuihy 点击:
为了延长反渗透膜使用寿命,反渗透膜清洗很重要。作为一种全新的工业分离单元,膜分离技术已经渗透到了各个工业领域。

  反渗透净水器是净水器按其滤芯的组成分类出来的,净化效果最好。所以,家庭选购净水器的时候一般都会选反渗透净水器。大家也都知道净水器的滤膜要定期更换才能保证净水效果。那么反渗透膜的污染都有哪些类型,您是否了解呢?

  反渗透净水器中反渗透膜的污染一般有哪几种?

  1、胶体污染。胶体污染发生在所有以压力为驱动力的膜分离系统中,在天然水中,胶体形式主要为粘泥、胶体硅、金属氢氧化物及有机质。

  2、结垢。结垢为溶解性较差的盐类、金属的沉积,在反渗透系统中常见的结垢形式为:碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶。另外也可能有硅垢、氟化钙、磷酸钙等垢。结垢是由于反渗透过程的浓缩而引起的。铁、锰也会因为氯、氧的氧化而以氧化态形式沉积于膜上。

  3、微生物污染。微生物污染常会发生于反渗透过程中,因为大多数膜都须运行在无活性氯的环境中。

  细菌在膜表面粘附、繁殖,并分泌粘液,是膜潜在的污染物。细菌和粘液在膜表面的支撑层上不断积累,从而导致潜在的胶体和结垢污染。细菌也会在反渗透系统的产水侧滋长,并分泌粘液。

  4、化学污染。化学污染是指进水中某些可容物质、有机物质与膜发生结合,或是膜与预处理的错误加入的药剂发生反应。例如:阳离子型的表面活性剂与表面带有负电的聚酰胺膜结合;絮凝剂与阻垢剂选用不当,反而污染膜面。

  一、反渗透系统中的生物污染

  1.1、情况与起因。反渗透系统的特点是有很大的膜表面积,这大大增加了粘附细菌的可能性,另外,Ro膜受到垂直的动力(错流过滤),会将细菌迁移至截留表面因而增加了膜表面与微生物接触的可能系。膜污染的另一个常见原因是用以辅助去除悬浮物质的絮凝剂过量,这为微生物的成长提供了良好的场所。据报道,调节剂六偏磷酸钠(SHAP)既是微生物源,也是微生物的营养源。SHAP的水解产物正磷酸盐是细菌良好的食物源,用作中和余氯的硫代硫酸钠也是细菌的良好营养源。

  1.2、生物污染对反渗透系统的影响。通常,膜生物污染是一个缓慢的过程,但是,它也有许多明显的特征:a.膜通量下降;b.通过膜的压力和膜两侧的压差逐渐加大;c.脱盐率的下降。

  1.3、生物污染对系统造成的影响。a.反渗透系统清洗频率和维护费用的增加;b.反渗透出水水质变差;c.膜寿命下降和换膜频率的增加。

  二、膜污染的机理:膜污染的过程可粗略的分为四个阶段:

  2.1、条件作用薄膜。生物薄膜形成的第一步是不可逆的大分子的吸附,它导致在膜表面形成一条件作用薄膜,这些物质能掩盖原有的表面性能,并产生轻微的负表面电荷,在表面浸入水溶液后的几秒或几分钟之内,这一阶段是复杂的。

  2.2、微生物对膜的最初的粘附。细菌向膜面的迁移是受下面因素影响的:a.流体动力学的推动力(主体液流动、紊流、湍流、透过液);b.游动(趋化性)c.布朗运动及扩散性在非静态条件下,膜表面处建立起一个滞留边界层,它的厚度与流速、液体粘度以及表面粗糙度等有关。在正常的反渗透操作条件下,其厚度可能在10-50um,明显地大于单个细菌的厚度。这便解释了生物薄膜为何能在高流速系统中存在。滞流的剪切力达不到粘滞内层及影响单细菌层。微生物细胞在达到与膜面接触前必须穿过粘滞内层。流体动力学推动力导致将细胞迁移至边界层,然而细胞横穿过边界层的机理应是布朗运动、游动和扩散。在反渗透过程中,作为垂直于膜表面的迁移向量的通量是帮助细胞穿透过粘滞内层的强推动力。

  2.3、最初粘附机理的动力学和模型。微生物对反渗透膜材料的最初粘附发生在短时间之内,最高附着速率是在第一个小时内,经4-6个小时后该速率趋于平缓。因此,可导致生物污染的最初生物薄膜的发展在膜组件寿命的早期就开吃了。有趣的是,死细胞的粘附和活细胞的粘附一样快。这意味着对反渗透系统使用过程中光杀死细菌是不够的,还需把它们移走,否则其中许多细菌还附着在被清洗的表面,为后面的活细菌提供着生的基片与基底。已经提出一个关于初吃细菌粘附的两步模型,其第一步包含一个可逆粘附,它是由靠近表面的细菌所带的长程力的瞬时吸引所致的。这些细菌进行布朗运动,它们能很容易的由水射流的剪切作用或是以东西军的猛烈旋转 运动自表面移走。某些移动的细菌可以克服这一吸引力,常反过来附着在另一些位上,并成为被吸附在表面上的可利用的营养物。第二步为不可逆粘附,定义为与时间无关的稳固的粘附,从而细菌不再具有布朗运动,并不能清洗除去。

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