如何延長純凈水設(shè)備反滲透膜的使用壽命
1.設(shè)計(jì)的合理性
設(shè)計(jì)的合理性又分為預(yù)處理的效果和反滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理與否！預(yù)處理工藝的合理與否，直接關(guān)系到RO膜的使用壽命，不合格的預(yù)處理出水可能使RO膜一個(gè)星期就崩盤。預(yù)處理的合理性就是指針對(duì)不同水源類型，預(yù)處理工藝產(chǎn)水均應(yīng)達(dá)到的RO膜的進(jìn)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。反滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理與否，直接與RO膜的使用壽命息息相關(guān)。從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，過低的膜通量將使膜系統(tǒng)的設(shè)備利用率降低，使膜系統(tǒng)的設(shè)備規(guī)模增大，使系統(tǒng)的投資成本增高。從技術(shù)觀點(diǎn)出發(fā)，過高的膜通量將加重膜污染，加速膜性能的衰減，增加膜清洗與更換,縮短RO膜的使用壽命，即增加了運(yùn)行成本。理想的膜通量應(yīng)使投資與運(yùn)行成本合成的系統(tǒng)總即建議的膜系統(tǒng)平均通量、膜元件的通量、系統(tǒng)的濃差極化度，并給出在上述建議設(shè)計(jì)參數(shù)條件下的預(yù)期膜通量年衰率及透鹽率年增率。
2.防止膜性能的損壞
新的反滲透膜元件通常浸潤1%NaHSO3和18%的甘油水溶液后貯存在密封的塑料袋中。在塑料袋不破的情況下,貯存1年左右,也不會(huì)影響其壽命和性能。當(dāng)塑料袋開口后,應(yīng)盡快使用,以免因NaHSO3在空氣中氧化,對(duì)元件產(chǎn)生不良影響。因此膜應(yīng)盡量在使用前開封。設(shè)備試機(jī)完后,我們采用過兩種方法保護(hù)膜。設(shè)備試機(jī)運(yùn)行兩天(15～24h)后,然后采用2%的*保養(yǎng);或運(yùn)行2～6h后,用1%的NaHSO3的水溶液進(jìn)行保養(yǎng)(應(yīng)排盡設(shè)備管路中的空氣,保證設(shè)備不漏,關(guān)閉所有的進(jìn)出口閥)。兩種方法均可得到滿意的效果。種方法成本高些,在閑置時(shí)間長時(shí)使用,第二種方法在閑置時(shí)間較短時(shí)使用。
3設(shè)備的操作不當(dāng)引起膜性能的損壞
3.1設(shè)備中有殘余氣體在高壓下運(yùn)行,形成氣錘會(huì)損壞膜
常有兩種情況發(fā)生:A、設(shè)備排空后,重新運(yùn)行時(shí),氣體沒有排盡就快速升壓運(yùn)行。應(yīng)在2～4bar的壓力下將余下的空氣排盡后,再逐步升壓運(yùn)行。B、在預(yù)處理設(shè)備與高壓泵之間的接頭密封不好或漏水時(shí)(尤其是微濾器及其后的管路漏水)當(dāng)預(yù)處理供水不很足時(shí),如微濾發(fā)生堵塞,在密封不好的地方由于真空會(huì)吸進(jìn)部分空氣。應(yīng)清洗或更換微濾器,保證管路不漏?？傊?應(yīng)在流量計(jì)中沒有氣泡的情況下逐步升壓運(yùn)行,運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)氣泡應(yīng)逐漸降壓檢查原因。
3.2關(guān)機(jī)時(shí)的方法不正確
A、關(guān)機(jī)時(shí)快速降壓沒有進(jìn)行*沖洗。由于膜濃水側(cè)的無機(jī)鹽的濃度高于原水,易結(jié)垢而污染膜。  
    B、用投加化學(xué)試劑的預(yù)處理水沖洗。因含化學(xué)試劑的水在設(shè)備停運(yùn)期間可能引起膜污染。在準(zhǔn)備關(guān)機(jī)時(shí),應(yīng)停止投加化學(xué)試劑,逐步降壓至3bar左右用預(yù)處理好的水沖洗10min,直至濃縮水的TDS與原水的TDS很接近為止。
3.3消毒和保養(yǎng)不力導(dǎo)致微生物的污染
    這是復(fù)合聚酰胺膜使用中普遍存在的問題,因?yàn)榫埘０纺つ陀嗦刃圆?在使用中沒有正確投加氯等消毒劑,加上用戶對(duì)微生物的預(yù)防重視不夠,容易導(dǎo)致微生物的污染。目前許多廠家生產(chǎn)的純水微生物超標(biāo),就是消毒、保養(yǎng)不力造成的。主要表現(xiàn)為:出廠時(shí),RO設(shè)備沒有采用消毒液保養(yǎng);設(shè)備安裝好后沒有對(duì)整個(gè)管路和預(yù)處理設(shè)備消毒;間斷運(yùn)行不采取消毒和保養(yǎng)措施;沒有定期對(duì)預(yù)處理設(shè)備和工業(yè)反滲透設(shè)備消毒;保養(yǎng)液失效或濃度不夠。
3.4余氯監(jiān)測(cè)不力
    比如投加NaHSO3的泵失靈或藥液失效,或活性炭飽和時(shí)因余氯損壞膜。
4.清洗不及時(shí)與清洗方法不正確導(dǎo)致的膜性能的損壞
設(shè)備在使用過程中,除了性能的正常衰減外,由于污染而引起設(shè)備性能的衰減更為嚴(yán)重。通常的污染主要有化學(xué)垢,有機(jī)物及膠體污染,微生物污染等。不同的污染表現(xiàn)出的癥狀是不同的。不同的膜公司所提出的膜污染的癥狀也是有一定的差異。在工程中我們發(fā)現(xiàn),污染時(shí)間的長短不一樣,其癥狀也不一樣。如:膜發(fā)生碳酸鈣垢污染,污染時(shí)間為一個(gè)星期時(shí),主要表現(xiàn)為脫鹽率的迅速下降,壓差緩慢增大,而產(chǎn)水量變化不明顯,用檸檬酸清洗能*恢復(fù)性能。再者污染往往不是單一的,其表現(xiàn)的癥狀也有一定的差別,使得污染的鑒別更困難。
鑒別污染類型要綜合原水水質(zhì),設(shè)計(jì)參數(shù),污染指數(shù),運(yùn)行記錄,設(shè)備性能變化及微生物指標(biāo)等加以判斷:
(1)膠體污染:發(fā)生膠體污染時(shí),通常伴隨著以下兩個(gè)特性:A、前處理中微濾器堵塞得很快,尤其是壓差增大很快,B、SDI值通常在2.5以上。
(2)微生物污染:發(fā)生微生物污染時(shí),RO設(shè)備的透過水和濃縮水中的細(xì)菌總數(shù)都比較高,平時(shí)一定沒有按要求進(jìn)行保養(yǎng)和消毒。
(3)鈣垢:可依據(jù)原水水質(zhì)及設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行判斷。對(duì)碳酸鹽型水而言,如果回收率為75%時(shí),設(shè)計(jì)時(shí)投加了阻垢劑,濃縮液的LSI應(yīng)小于1;不投加阻垢劑時(shí)濃縮液的LSI應(yīng)小于零,一般不會(huì)產(chǎn)生鈣垢。
RO膜預(yù)處理必選——MBFB膜生物流化床工藝
RO膜的隱形殺手是高COD的進(jìn)水，國內(nèi)RO膜進(jìn)水COD一般能達(dá)到50mg/l就相當(dāng)不錯(cuò)了，但這嚴(yán)重影響RO膜的壽命，一般來說國內(nèi)RO膜平均使用壽命是半年左右，而RO膜的設(shè)計(jì)壽命是在5年以上，RO膜正常進(jìn)水要求是在10mg/l以下，國內(nèi)進(jìn)水遠(yuǎn)未達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)。
MBFB膜生物流化床工藝用于污水深度處理，能在原有污水達(dá)標(biāo)排放的基礎(chǔ)上，經(jīng)過生物流化床和陶瓷膜分離系統(tǒng)，進(jìn)一步降低COD、NH-N、濁度等指標(biāo)，可作為RO脫鹽處理的預(yù)處理工藝，替代原有砂濾、保安過濾、超濾等冗長過濾流程，同時(shí)有機(jī)物含量的降低大大提高RO膜使用壽命，降低回用水處理成本，無機(jī)陶瓷膜分離套污水處理的無機(jī)膜分離系統(tǒng)，和其它的有機(jī)膜、無機(jī)膜相比，具有膜通量大、可反沖、全自動(dòng)操作等優(yōu)勢(shì)。
工藝概念
膜生物流化床工藝以生物流化床為基礎(chǔ)，以粉末活性炭(Pow-dered activated carbon，簡稱PAC)為載體，結(jié)合膜生物反應(yīng)器工藝(Membrane bioreactor,簡稱MBR)的固液分離技術(shù)，使反應(yīng)器集活性炭的物理吸附、微生物降解和膜的高效分離作用為一體，使水體中難以降解的小分子有機(jī)物與在曝氣條件下處于流化狀態(tài)的活性炭粉末進(jìn)行充分地傳質(zhì)、混合，被吸附、富集在活性炭表面，使活性炭表面形成局部污染物濃縮區(qū)域；粉末活性炭同時(shí)也為微生物繁殖提供了特殊的表面，其多孔的表面吸附了大量微生物菌群，特別是以目標(biāo)污染物為代謝底物的微生物菌群；同時(shí)，粉末活性碳對(duì)水體中溶解氧有很強(qiáng)的吸附能力，在高溶解氧條件下，微生物對(duì)富集在活性炭表面小分子有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，然后利用陶瓷膜分離系統(tǒng)將水和吸附了有機(jī)物的粉末活性炭等懸浮顆粒分開，通過錯(cuò)流過濾，進(jìn)一步凈化污水，使其達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)。研究表明，MBFB能有效除去微污染水體中氨氮、COD和其它難降解小分子有毒有機(jī)物等。
MBFB機(jī)理
在MBFB反應(yīng)系統(tǒng)中，粉末活性碳(PAC)由于吸附大量微生物，成為生物活性碳（BAC）,使PAC不僅存在著對(duì)小分子有機(jī)污染物的吸附和富集作用，還存在著PAC對(duì)微生物的吸附和保護(hù)作用、PAC對(duì)溶解氧的吸附作用、在局部高污染物濃度和高溶解氧條件下微生物對(duì)小分子有機(jī)物的分解作用以及PAC的生物再生作用。PAC、微生物、溶解氧、污染物等要素在高強(qiáng)度流化、混合、傳質(zhì)、剪切作用下，實(shí)現(xiàn)對(duì)微污染小分子有機(jī)物的高效分解。
1、PAC對(duì)小分子有機(jī)物的吸附和富集作用PAC能富集污染物形成局部高濃度區(qū)，有利于微生物生長和對(duì)微污染小分子有機(jī)物的分解作用；
2、PAC對(duì)微生物的吸附和保護(hù)作用；
3、PAC對(duì)溶解氧吸附作用，隨著活性炭顆粒直徑變小，比表面積增加，PAC對(duì)溶解氧的吸附作用越來越強(qiáng)； 　
4、微生物對(duì)小分子有機(jī)物的分解作用，MBFB工藝通過PAC對(duì)微生物、污染物和溶解氧的吸附和富集作用；通過PAC對(duì)微生物的保護(hù)作用，使微生物能有效利用微量的有機(jī)污染物為底物，以溶解氧為電子受體，分解微污染水體中有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)深度凈化；
5、PAC的生物再生作用，活性炭表面生物膜對(duì)吸附的有機(jī)物具有氧化分解作用，可通過生物降解恢復(fù)活性炭吸附能力，實(shí)現(xiàn)PAC的生物再生，在MBFB系統(tǒng)中，高強(qiáng)度的三相傳質(zhì)、混合、紊流、剪切和活性炭顆粒之間的摩擦作用，使活性炭表面老化生物膜不斷脫落，使MBFB保持高效的吸附和生物降解功能。