反滲透凈化水設(shè)備白色晶狀物形成機制探討

杜增鵬++杜曉暉++郭宗山++夏芳蕾++趙思遠++賈小力

黃河三角洲地區(qū)瀕臨渤海灣，土壤資源以鹽堿地為主，引蓄黃河水進入當(dāng)?shù)厮畮焓窃摰貐^(qū)飲用及生產(chǎn)生活用水主要來源，同時，由于夏季氣候因素的影響，水庫蓄用黃河水中無機鹽類溶解度有所增高，水庫中藻類、浮游生物類、菌類生物繁殖迅速，也提高了地表水有機質(zhì)、污染物含量，造成水庫蓄水電導(dǎo)率急劇增高，原水電導(dǎo)率甚至超過1000μS/cm以上，對反滲透凈化水設(shè)備生產(chǎn)效率產(chǎn)生了較大的不利影響。

近段時間以來，甚至出現(xiàn)了反滲透凈化水設(shè)備凈水得率大幅降低、反滲透膜嚴重堵塞、膜過濾棒報廢嚴重等問題，主要表現(xiàn)在反滲透膜凈化水設(shè)備滲透膜元件兩端出現(xiàn)半粘稠狀白色晶狀物，現(xiàn)場刨切報廢膜棒發(fā)現(xiàn)，膜棒內(nèi)部各層（包括濾網(wǎng)支撐層、反滲透膜表層）都積聚了大量的白色晶狀沉積物，該沉積物濕潤狀態(tài)下呈半粘稠狀粥樣膏體，干燥狀態(tài)下成粉末狀，捻壓過程中有細微沙粒感，針對出現(xiàn)的此類現(xiàn)象，結(jié)合對晶狀物物理化學(xué)特性分析，文章對粥狀白色晶狀物的物質(zhì)組成和形成機制進行了剖析，并提出了預(yù)防和解決措施，提高了設(shè)備利用率和滲透膜使用壽命，確保了食品飲料行業(yè)生產(chǎn)用水質(zhì)量。

反滲透膜凈化水設(shè)備白色晶狀物形成機制探討

原水污染因素對白色晶狀物形成機制的影響。黃河三角洲地區(qū)瀕臨渤海灣，土壤資源以鹽堿地為主，引蓄黃河水進入當(dāng)?shù)厮畮焓窃摰貐^(qū)飲用及生產(chǎn)生活用水主要來源，同時，由于夏季氣候因素的影響，水庫蓄用黃河水中無機鹽類溶解度有所增高，水庫中藻類、浮游生物類、菌類生物繁殖迅速，也提高了地表水有機質(zhì)、污染物含量，造成水庫蓄水電導(dǎo)率急劇增高，雖然經(jīng)過自來水公司初步消毒過濾處理，但是，沒用完全消除水質(zhì)影響，造成原水電導(dǎo)率急劇升高，原水電導(dǎo)率達到1000μS/cm以上，另外，由于夏季氣溫較高，造成原水中無機鹽類溶解度升高，提高了原水無機鹽含量，也推高了原水電導(dǎo)率，降低了食品工業(yè)用水質(zhì)量，而原水無機鹽類、有機質(zhì)膠體物質(zhì)的升高，勢必影響反滲透膜過濾設(shè)備工作效率，甚至破壞膜過濾介質(zhì)。

反滲透設(shè)備操作程序因素對白色晶狀物形成機制的影響。反滲透膜過濾設(shè)備的使用操作手冊明確要求，開機使用時應(yīng)當(dāng)首先對膜過濾設(shè)備進行反洗，反洗完畢后進行正向操作，待凈水電導(dǎo)率穩(wěn)定、并符合工藝要求后，再進行凈化水收集儲存；膜過濾設(shè)備關(guān)機前，也必須進行反洗處理，反洗完畢進入關(guān)機程序，其目的就是為了預(yù)防污水中積聚的雜質(zhì)對膜過濾設(shè)備的破壞，以及膜過濾設(shè)備凈水收集效率的影響，避免損壞膜過濾設(shè)備，提高過過濾介質(zhì)使用年限，然而，某些企業(yè)對反滲透膜過濾設(shè)備疏于管理，甚至不配備規(guī)范的設(shè)備操作工，設(shè)備操作程序不規(guī)范，勢必造成膜過濾原件周邊及表面無機鹽、有機物、菌類、膠體等各類物質(zhì)的積聚，形成半粘稠狀白色粥狀結(jié)晶物質(zhì)，造成膜過濾元件的損壞。

此外，反滲透膜過濾設(shè)備的原水預(yù)處理工序分別是砂濾、碳濾和中空纖維超濾設(shè)備三級預(yù)處理，分別濾除大顆粒、大分子物質(zhì)；有機膠狀物、色素類、異雜味物質(zhì)；水體菌類、小分子難溶鹽類物質(zhì)，由于夏季氣溫較高，以上物質(zhì)較為富集，如果對原水預(yù)處理設(shè)施疏于管理，或者不按照工藝要求對砂濾、碳濾進行定期反洗，不按規(guī)定工藝適時更換中空超濾纖維介質(zhì)，勢必會增加反滲透膜過濾元件負擔(dān)，降低使用壽命。

阻垢劑選擇及泵入量因素對白色晶狀物形成機制的影響。反滲透膜過濾裝置的濃水極易受到顆粒、膠體和難溶鹽的污染，包括細菌、淤泥、膠體硅、鐵腐蝕產(chǎn)物等，除鹽水系統(tǒng)預(yù)處理部分所用的藥品如聚合鋁和三氧化鐵或陽離子聚電解質(zhì)，如在膜表面生成CaC03、Ca3（P04）2、CaS04、BaS04、SrS04、金屬氧化物、硅酸化合物等沉積物，導(dǎo)致系統(tǒng)供水壓力和清洗頻率增加，出水量或脫鹽率下降，無機鹽類大量積聚，甚至使膜元件提前報廢，因此，選擇阻垢效果好、工藝配方合理的阻垢劑是防止無機鹽大量集聚的主要因素，其次，在凈化水生產(chǎn)過程中，選擇恰當(dāng)?shù)淖韫竸┍萌肓恳蚕喈?dāng)重要，特別是夏季來臨、原水電導(dǎo)率升高階段，更應(yīng)適當(dāng)增加阻垢劑泵入量，確保無機鹽類隨污水管路排出，保證膜組件使用壽命。

污水管道排放量因素對白色晶狀物形成機制的影響。由于夏季來臨、原水電導(dǎo)率升高，伴隨而來的阻垢劑泵入量的增加，勢必造成污水濃度的增加，一般情況下，新設(shè)備的凈化水得率與濃水排放比例為：凈化水∶濃水=3∶1，運行周期長的設(shè)備甚至要求濃水排放量大于凈化水得率的35%以上，然而，有部分企業(yè)為了提高原水利用率、增加凈化水得率，對污水收集排放管道人為限流，排污管路閥門經(jīng)常處于半開合狀態(tài)或小流量排放狀態(tài)，隨著時間推移，必將造成污水中大量積聚的無機鹽類、膠體積聚物等物質(zhì)不能有效排放，勢必造成污水中大量積聚的無機鹽類、膠體積聚物依次緩慢沉積在膜過濾組件表面，時間稍長就會出現(xiàn)半粘稠狀白色粥狀結(jié)晶物質(zhì)徹底阻塞膜過濾元器件，造成膜過濾元件的快速報廢。

預(yù)防反滲透膜凈化水設(shè)備白色晶狀物形成積聚的解決措施

根據(jù)以上反滲透凈化水設(shè)備白色晶狀物形成機制的分析探討，對預(yù)防反滲透膜凈化水設(shè)備白色晶狀物形成積聚的解決措施，以及反滲透凈化水設(shè)備的規(guī)范使用，提出如下幾點要求：

嚴格執(zhí)行原水預(yù)處理設(shè)施工藝要求，提高設(shè)備工作效率、增加原水PH值調(diào)節(jié)罐。嚴格執(zhí)行原水預(yù)處理設(shè)施工藝要求，對砂濾、碳濾進行定期反洗，適時更換中空超濾纖維介質(zhì)，提高與納稅預(yù)處理設(shè)施運行效率，降低原水中大顆粒、大分子物質(zhì)、有機膠狀物、色素類、異雜味物質(zhì)、水體菌類、難溶鹽類物質(zhì)；同時增加原水PH值調(diào)節(jié)儲罐，破壞原水膠體有機物質(zhì)等電點，促進膠體凝聚，便于膠體物質(zhì)濾除，提高膜過濾原件工作效率和使用壽命。

嚴格設(shè)備操作程序、設(shè)立專項設(shè)備責(zé)任人。為預(yù)防人為因素和設(shè)備運行程序?qū)υO(shè)備造成的損失，必須嚴格執(zhí)行反滲透膜過濾設(shè)備使用操作手冊工藝要求，指定專項設(shè)備責(zé)任人運行反滲透凈化水設(shè)備，確保反洗、藥洗等操作工藝步驟落實到位。

慎重選擇足夠及種類、適時調(diào)節(jié)阻垢劑泵入量。阻垢劑的選擇直接影響設(shè)備使用效率和使用壽命，不慎選擇阻垢效果不合理的阻垢劑，將造成膜過濾原件嚴重損失，因此對阻垢劑試用品種必須進行精選，選擇合適的阻垢劑品種，同時，夏季必須適當(dāng)增加阻垢劑泵入量和泵入頻次，對阻垢劑添加量實時監(jiān)測，保證阻垢劑用量保持在4ml/L原水以上，確保無機鹽積聚物、膠體凝聚物能夠隨污水管路有效排放。

保持排污管路閥門處于完全開合狀態(tài)。嚴厲杜絕對污水收集排放管道人為限流、排污管路閥門處于半開合狀態(tài)或小流量排放狀態(tài)，有效保證污水管路排放量，對污水管路閥門實施全開和狀態(tài)，確保大量積聚的無機鹽積聚物、膠體凝聚物能夠隨污水管路有效排放。

文章對反滲透膜凈化水設(shè)備白色晶狀物形成機制進行了探討，對預(yù)防白色晶狀物積聚提出了解決措施，取得了良好的結(jié)果，主要結(jié)論如下：

（1）本文對反滲透膜凈化水設(shè)備出現(xiàn)的半粘稠狀白色粥狀結(jié)晶物質(zhì)進行了物理及化學(xué)分析，對白色晶狀物形成機制得出了有效結(jié)論。

（2）本文對預(yù)防反滲透膜凈化水設(shè)備白色晶狀物形成積聚提出了解決措施，取得了良好的結(jié)果，對提高反滲透膜過濾設(shè)備運營效率、提高膜過濾元件使用壽命、降低生產(chǎn)成本，起到了有力的保障作用。