膜系统常见污染问题及控制摘要：反渗透系统在日常的运行中，难免会出现系统的无机物结垢、胶体颗粒 物的沉积、微生物的滋生、化学污染以及其它问题，这些因素影响着系统安全稳 定的运行反渗透系统在日常的运行中，难免会出现系统的无机物结垢、胶体颗粒物的 沉积、微生物的滋生、化学污染以及其它问题，这些因素影响着系统安全稳定的 运行下面主要阐述膜系统在日常中出现的问题及控制方法一、无机物的结垢 在水中存在 Ca2＋、Mg2＋、Ba2＋、Sr2＋、CO 2－、SO 2－、PO 3－、SiO 等离子在3 4 4 2 一般的情况下是不会造成无机物结垢，但是在反渗透系统中，由于源水一般浓缩 4 倍，并且 pH 也有较大的提高，因此比较难溶解的物质就会沉积，在膜表面形 成硬垢，导致系统压力升高、产水量下降，严重的还会造成膜表面的损伤，使系 统脱盐率降低衡量水质是否结垢有两种计算方法： 控制苦咸水结垢指标对于浓水含盐量TDSW10,000mg/L的苦咸水，朗格利尔指数(LSI/作为表示 CaCO 结垢可能性的指标：3 LSI =pH -pH CCS 式中：LSI :反渗透浓水的朗格利尔指数CpH :反渗透浓水pH值CpH ： CaCO 溶液饱和时的 pH 值 S3当LSI $0,就会出现CaCO结垢。
C3 控制海水及亚海水结垢指标及处理方法： 当浓水含盐量 TDS>10,000mg/L 的高盐度苦咸水或海水水源，斯蒂夫和大卫 饱和指数(S&DSI )作为表示CaCO结垢可能性的指标C3S&DSI=pH-pHCCS式中： S&DSI ：反渗透浓水的斯蒂夫和大卫饱和指数CpH :反渗透浓水pH值CpH : CaCO 溶液饱和时的 pH 值S3当S&DS|$0,就会出现CaCO结垢 其它无机盐结垢预处理的控制方案 碳酸钙结垢预处理的控制方案 在反渗透系统的结垢中，以碳酸盐垢为主，大多数地表水和地下水中的 CaCO3 几乎呈饱和状态，由下式表示 CaCO 化学平衡:3Ca2+ + HCO - <―-> H+ + CaCO 33 从化学平衡式可以看出，要抑制CaCO的结垢，有几种途径：3 降低Ca2+的含量降低了 Ca2+含量，可以使化学平衡向左侧移动，不利于形成CaCO垢3 达到这种目的的方法有:离子交换软化法、石灰软化法、电渗析、纳滤等方 法，他们都能有效地降低的Ca2+含量，从而达到抑制钙垢的生成Ca2+的增溶 主要是以增加Ca2+的溶解度，从而降低结垢的风险方法：添加螯合剂、阻垢剂，增加Ca2+的溶解度，使平衡向左移动。
调节 pH 值主要是通过添加无机酸，从而提高H+的浓度，使平衡向左移动化学原理如 下：CO + HO <---> HCO ――――⑴2 2 2 3HCO <---> H+ + HCO - ――――⑵2 3 3HCO - <---> H+ + CO 2- ――――⑶33离子交换除碱法主要是通过降低CO 2-的浓度来降低碳酸钙结垢的风险3硫酸钙结垢预处理的控制方案离子交换除钙石灰软化除钙添加反渗透专用阻垢剂氟化钙结垢预处理的控制方案离子交换除钙石灰软化除钙阴树脂交换添加反渗透专用阻垢剂硫酸锶结垢预处理的控制方案离子交换除锶阴树脂交换添加反渗透专用阻垢剂硫酸钡结垢预处理的控制方案离子交换除钡阴树脂交换添加反渗透专用阻垢剂硅酸盐结垢预处理的控制方案预处理中的过滤石灰软化提高进水的温度提高进水的pH值添加硅分散剂二：胶体、颗粒物沉积胶体、颗粒物污染是比较常见的反渗透系统污染水中大量存在粘泥、胶 体硅、金属的氧化物及有机质等颗粒物，在反渗透系统预处理中可以将源水中的 这些污染源控制在一定程度，不致使对系统短期运行造成一定的影响但由于系 统长时间的运行预处理处理效果不理想、预处理反冲洗不彻底、操作人员的日常 操作不到位等原因，都会造成系统胶体、颗粒物的污染。
针对胶体污染，通过淤泥密度指数(Silt Density Index，SDI)来衡量SDI 数值反应了在规定时间内，孔径为 0.45um 测试膜片被测试给水中的淤泥、 胶体、黏土、硅胶体、铁的氧化物、腐植质等污染物堵塞的比率和污染程度测试如下：首先应充分排除过滤池中的空气压力，使给水以 30psi 的 恒定压力通过直径为①47mm、孔径为0.45um的测试滤膜后开始测定：首先测 定开始通过滤膜的500毫升水所需要的时间T ；在使水连续通过滤膜15分钟（T）0后，再次测得通过滤膜的500毫升水所需要的时间T ；在取得以上3个时间数据1 之后，由此可以计算出该水源的 SDI 值：即 SDI=（1-T /T ）X100/T在实际中，当Ti为T的四倍时，SDI为5；在SDI为6.7时，水会完全堵塞 测试膜，而无法取得时间数据T，在这种情况下需要对反渗透预处理系统进行调 1整，使其SDI值降至5.0以下SDI值不能反应完全反渗透系统的污堵情况，因 为 SDI 仪测试是死端过滤，而反渗透系统是错流过滤为了防止反渗透系统胶体污染，我们要求进水SDI值小于5（最好是小于3）， 这样有利于系统长期安全运行。
降低反渗透进水胶体、颗粒物污染最有效的方法：合适的预处理（锰砂过滤、多介质过滤、活性炭过滤、超滤、微滤等等）；添加胶体分散剂；系统预防性的清洗；三、 微生物的污染 自来水一般通过控制余氯来抑制微生物的滋生，但是余氯有较强的氧化性，它能使反渗透膜表面氧化，影响膜的寿命和产水水质，因此反渗透系统运行对余 氯要求非常严格（＜0.1），这给微生物的生存繁殖提供了有利的环境微生物生 长及排泄出的酸性粘泥会堵塞膜的微孔，致使压差上升，给系统的安全运行埋下 了严重的安全隐患微生物的污染也是最常见的污染，经过大量的元件解剖及污染物分析实验， 大多数污染是由微生物的繁殖引起的微生物污染过程主要有以下阶段：第一阶段腐殖质、聚糖至于其他微生物代 谢产物等大分子在膜面上的吸附，形成具备微生物生存条件的生物膜；第二阶段 进水微生物中黏附速度快的细胞形成初期黏附过程（生物膜生长缓慢）；第三阶 段后续大量菌种的黏附，特别是EPS （细胞聚合物，Extracelluar Polymers 它黏附在膜面上的细胞体包裹起来，形成黏度很大的税和凝胶层，进一步增强了 污垢和膜的结合力）的形成，加剧了微生物的繁殖和群聚；第四阶段生物污染的 最终形成阶段，生物膜的生长和脱除达到平衡。
造成膜的不可逆的堵塞氏过滤阻 力上升，膜通量下降抑制反渗透系统微生物繁殖的方法：反渗透进水微生物的控制通过源水的菌藻控制（一般通过控制余氯），尽 量减少预处理的死角，防止微生物繁殖；反渗透系统微生物控制通过连续式或间歇式加入非氧化性且对膜没有影响 的杀菌剂，可以有效地控制和杀死反渗透系统滋生的微生物，再通过浓水将其带 出系统四、 化学污染化学污染是指进水中某些物质与膜面发生化学反应，从而引起沉积、沉淀以 及膜表面的非常规老化，使膜表面发生污染或使膜的性能变差常见的情况有：预处理时絮凝剂选用不当；运行时阻垢剂的选用不当；清洗 时清洗药剂选用不当；预处理控制不严格，致使进水中带入对膜有危害的物质 （如：余氯的超标导致膜面活性层的氧化）化学污染处理主要从系统预处理的完善及操作人员技术水平的提高来进行 预防，污染一旦产生很难清洗或者很难使膜的性能恢复除了上述几种常见的问题，我们也会碰到沙砾、活性进入膜系统造成膜的划 伤，这些主要是预处理的缺陷或者操作的失误造成，这些也应该引起足够的重视。