在水处理领域,反渗透设备起着至关重要的作用,而其中的膜元件更是核心部件。然而,不少用户发现,随着时间的推移,反渗透设备膜的性能会逐渐下降,这不仅影响了水处理的效果,还可能增加运行成本。那么,反渗透设备膜性能下降的原因究竟是什么呢?
一、膜污染
悬浮物污染:原水中的泥沙、胶体等悬浮物,在水流通过反渗透膜时,会逐渐沉积在膜表面,形成一层滤饼状的物质。这些悬浮物会阻碍水的透过,降低膜的通量,就像给膜穿上了一层厚厚的 “外套”,让水难以顺利通过。例如,在一些地表水作为水源的水处理系统中,如果预处理不充分,大量的悬浮物就会进入反渗透系统,导致膜污染。
有机物污染:天然水中的腐殖酸、富里酸等有机物,以及工业废水中的各种有机污染物,容易吸附在膜表面。这些有机物会与膜材料发生相互作用,改变膜的表面性质,降低膜的亲水性,使得水的渗透阻力增大。比如,在处理含有大量表面活性剂的工业废水时,膜的有机物污染问题就会比较严重。
微生物污染:当原水中存在细菌、藻类等微生物时,它们会在膜表面生长繁殖,形成生物膜。生物膜中的微生物会分泌一些粘性物质,进一步吸附水中的杂质,同时微生物的代谢产物也可能对膜造成损害。在温暖潮湿的环境中,微生物污染的速度会更快,像一些南方地区的反渗透系统,微生物污染问题就相对突出。
二、化学损伤
氧化损伤:水中的余氯、臭氧等强氧化剂,会与反渗透膜的高分子材料发生化学反应,破坏膜的结构。膜材料被氧化后,会出现脱盐率下降、膜通量增加但水质变差等问题。例如,在使用含氯消毒剂的水处理系统中,如果没有控制好余氯含量,就容易对膜造成氧化损伤。
pH 值不适宜:反渗透膜对进水的 pH 值有一定的耐受范围,一般在 2 - 11 之间。当进水 pH 值超出这个范围时,膜材料可能会发生水解、溶胀等现象,导致膜性能下降。比如,在处理酸性或碱性较强的工业废水时,如果不进行 pH 值调节,就会对膜造成不可逆的损害。
三、操作不当
压力过高:在反渗透设备运行过程中,如果操作压力超过了膜的设计压力,会使膜受到过度的挤压,导致膜的压实,从而降低膜的通量。长期在高压下运行,还可能使膜发生破裂,造成永久性损坏。
流量过大:过大的进水流量会使膜表面的流速过快,产生较大的剪切力,可能会破坏膜表面的致密层,影响膜的性能。同时,流量过大也会导致膜元件之间的水力分布不均匀,部分膜元件承受的压力和流量过大,加速膜的损坏。
回收率过高:反渗透系统的回收率是指产水量与进水量的比值。如果回收率过高,会使浓水中的盐分浓度过高,容易在膜表面形成结垢,降低膜的性能。一般来说,反渗透系统的回收率应控制在 75% - 85% 之间。
四、膜的老化
任何材料都有一定的使用寿命,反渗透膜也不例外。随着使用时间的增加,膜材料会逐渐老化,性能自然下降。膜的老化主要表现为膜的脱盐率降低、膜通量减小等。一般情况下,反渗透膜的使用寿命在 3 - 5 年左右,但如果运行条件恶劣,老化速度会加快。
反渗透设备膜性能下降是由多种因素共同作用的结果。了解这些原因,有助于我们在日常运行和维护中采取针对性的措施,延长膜的使用寿命,保证反渗透设备的稳定运行。比如,加强预处理,去除水中的悬浮物、有机物和微生物;控制好进水的水质指标,如 pH 值、余氯等;合理操作设备,避免压力、流量和回收率等参数的异常;定期对膜进行清洗和维护等。只有这样,才能让反渗透设备更好地为我们服务,实现高效、节能的水处理目标。