反滲透膜堵了咋辦?除了化學清洗還有什么妙招嘛?
21世紀以來,反滲透膜的應用已經越來越廣泛了。小到家家戶戶里面的直飲機,大到日處理量上萬噸的海水淡化廠,都離不開反滲透膜。
目前最為常見的反滲透膜是芳香族聚酰胺類反滲透復合膜,具有類似“三明治”的結構,一般由無紡布基底,中間聚砜支撐層以及聚酰胺致密活性分離層組成。
實現離子篩分的關鍵層為頂層的致密聚酰胺層,約20納米厚,孔徑尺度可達零點幾個納米。
反滲透膜的堵塞和污染
這么神奇的反滲透膜也很敏感,特別是表面的聚酰胺層,雖然這種活性層可以承受pH1~pH13的酸堿清洗,以及可在45℃的水溫下使用,但如果進水里面含有較多的懸浮顆粒物、有機物、微生物或者長期不正確地操作運行,會容易導致膜的堵塞和污染.
從而導致以下三種結果:
1.水通量降低,意味著產水量減少;
2.分離效果受到影響,比如脫鹽率可能變低;
3.需要頻繁的化學清洗,增加運行成本。
如何減緩以及控制膜污染是目前膜分離技術的最大的挑戰,也是目前仍無法避免的技術瓶頸。
反滲透膜污染及化學清洗
目前膜污染類型主要包括:
(1)有機污染
(2)無機污染(懸浮顆粒物污染、無機鹽結垢)
(3)微生物污染
一般根據按進水水質情況,設計合理的預處理工藝,反滲透膜可以穩定運行較長一段時間。
但污染始終污染避免,當膜通量逐漸下降10%~15%(恒壓情況),說明反滲透膜已經被堵住了,這種情況下一般會采用化學清洗,比如配置適宜濃度的酸清洗劑用來去除膜表面的無機鹽結垢、配置適宜濃度的堿清洗劑用來去除膜表面的有機污染物、配置適宜濃度的非氧化性殺菌劑來控制微生物污染。
雖然化學清洗可以有效恢復膜通量,化學清洗有明顯的弊端。
1.成本稍高;
2.操作復雜;
3.化學清洗后的廢液難以處置(環境影響);
4.清洗后膜的壽命有所縮短;
5.洗膜過程稍長影響生產效率等等。
那究竟有沒有一種綠色無害、高效簡單的反滲透膜清洗方法呢?
答案就是:“滲透反洗技術”
滲透反洗技術簡介
滲透反洗(Osmotic backwash)技術原理很簡單,基于自然界的滲透現象,在半透膜的兩邊,由于滲透壓差,水便會從滲透壓低的那一端自然流向滲透壓高的一端。
在膜的進水端往往都是高滲透壓(離子濃度較高),而膜的產水端是低滲透壓(離子濃度低),所以當進水壓力下降到低于兩邊的滲透壓差,甚至為零,這個時候,產水端的純凈水會自動流向進水端,這便是滲透反洗的過程。
經研究,滲透反洗過程其實很迅速,在三到五分鐘以內,第一分鐘內最高的反洗通量遠大于膜的一般產水通量(20 L/m2h),這樣一個瞬時的高反洗水通量可以有效地使膜表面的無機結垢和有機結垢,甚至是微生物膜脫落,從而有效地控制膜污染。
博能·反滲透膜設備
長隆科技公司博能膜技術研發中心自主設計的反滲透膜設備不僅配套了高效的專用膜阻垢劑、清洗劑、殺菌劑,而且也配套滲透反洗及CIP(clean-in-place)在線清洗系統,可以有效地控制膜污染,降低化學清洗的頻率,從而節省運行成本和延長膜的使用壽命。
當產水通量下降4%~5%左右,系統就自動開啟滲透反洗模式(持續5分鐘左右)去除可逆污染物,恢復膜通量。這樣并不意味滲透反洗可以完全取代化學清洗,
因為滲透反洗畢竟是物理清洗法,總有些污染物滲透反洗并不能百分之百清除,等滲透反洗后膜通量沒有恢復,這個時候就需要博能專用高效清洗藥劑來進行在線清洗了。
通過結合滲透反洗和化學清洗,可以將膜維護成本降低15%左右,膜的使用壽命延長10%左右,真正為客戶降成本。