戴建康
摘要:在現(xiàn)代化污水處理技術(shù)中,反滲透技術(shù)作為最為高效的去污技術(shù),以其環(huán)保性強(qiáng)、清洗率高的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于淡化海水和廢水回收等領(lǐng)域中。我國(guó)現(xiàn)階段的反滲透膜清洗技術(shù)的發(fā)展已趨近完善,但仍有許多關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)化較為不合理,因此,本文將根據(jù)反滲透膜清洗技術(shù)的清理方式進(jìn)行對(duì)比分析,以提出幾點(diǎn)合理化建議,以為我國(guó)的反滲透膜清洗技術(shù)做出一定貢獻(xiàn)。
關(guān)鍵詞:反滲透;膜清洗技術(shù);研究進(jìn)展
反滲透技術(shù)以其良好的處理污水效果在我國(guó)醫(yī)藥、環(huán)保等各個(gè)領(lǐng)域均受到很高的重視,反滲透技術(shù)以其除污能力強(qiáng)的特點(diǎn)在海水淡化和污水處理過程中起到了關(guān)鍵性作用,但由于其長(zhǎng)期工作后滲透膜會(huì)受到較為嚴(yán)重程度的污染,所以定時(shí)對(duì)膜的清洗是十分必要的。因此,本文將圍繞反滲透膜的清洗技術(shù)展開討論,并提出幾項(xiàng)關(guān)于反滲透膜清洗的合理化意見。
1 污染物類型及原因
污染物主要以化學(xué)污垢、顆粒和膠體污堵、微生物污染為主,其中懸浮顆粒物、金屬氧化物、生物淤泥較為常見,是造成膜污染和堵塞的主要物質(zhì)。
2反滲透膜清洗技術(shù)
在凈化水資源的處理過程中,定期的對(duì)反滲透系統(tǒng)的膜進(jìn)行清洗可以保證凈化過程水的純凈度。一旦在反滲透系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)膜的表面發(fā)生污染現(xiàn)象,應(yīng)立刻停止運(yùn)行并及時(shí)清理RO系統(tǒng)[1]。根據(jù)反滲透系統(tǒng)內(nèi)膜的污染程度的不同,對(duì)于RO系統(tǒng)膜的清洗周期也較為不同,正常的反滲透膜清洗周期為2-4個(gè)月,如果污染程度較為嚴(yán)重,則需要提高膜的清洗頻率,并及時(shí)調(diào)整RO系統(tǒng)的設(shè)置以及運(yùn)行方式,并隨時(shí)監(jiān)測(cè)經(jīng)反滲透系統(tǒng)過濾后的水質(zhì)情況,從而判斷膜是否需要及時(shí)清洗。圖1為RO膜工作原理。
2.1清洗方式
在線清洗和離線清洗是反滲透膜清洗技術(shù)中較為常見的兩種方法,在反滲透膜的污染程度不是十分嚴(yán)重的情況下,通常采用在線清洗模式。在線清洗模式以其成本較為低廉且操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用,只需自行加入清洗劑即可完成清洗。而離線清洗則是將系統(tǒng)內(nèi)的各組分零部件完全的拆卸出來,通過專門的清洗設(shè)備對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)化清洗。離線清洗模式主要是針對(duì)污染較為嚴(yán)重的系統(tǒng)設(shè)備,同時(shí)根據(jù)實(shí)際污染嚴(yán)重度選擇適當(dāng)且適量的清洗劑,從而達(dá)到將污染物質(zhì)徹底清除的目的[2]。
2.2清洗方法
2.2.1物理清洗。低壓高速清洗和反壓清洗是目前最常用的物理清洗方法,可用于清洗當(dāng)下任何一種反滲透系統(tǒng)設(shè)備。前者的原理是在相對(duì)較低的壓力下盡可能提高液體流動(dòng)速度,不僅能保證膜內(nèi)溶質(zhì)的不過分停留,還能減少二者之間的濃度差。而后者主要是在膜的另一側(cè)施加適當(dāng)壓力,使透過液反向過濾的一種方式。一方面能夠沖刷掉膜孔內(nèi)殘留的各類雜質(zhì),另一方面則可以對(duì)膜表面的附著物進(jìn)行較為徹底的清洗[3]。
2.2.2化學(xué)清洗。在污染嚴(yán)重的情況下,單一的物理清洗無法將污染物徹底清除,此時(shí)就需要化學(xué)清洗配合物理清洗共同進(jìn)行?;瘜W(xué)清洗是一種利用化學(xué)試劑和污染物有機(jī)結(jié)合從而實(shí)現(xiàn)徹底消除各種污染物的方法。近年來,化學(xué)清洗在領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。清洗前,應(yīng)充分調(diào)查當(dāng)?shù)厮|(zhì),如果根據(jù)水質(zhì)選擇洗滌劑,最終的清洗效果將會(huì)更為有效。另外,提前進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),分析污染物的性質(zhì),根據(jù)膜的材料特性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,選擇了最佳的清洗方法和清洗劑對(duì)膜進(jìn)行清洗,最大限度地提高了膜的性能[4]。
2.2.3生物清洗。生物清洗主要是通過加入特定的生物活性制劑從而達(dá)到清洗的效果。生物清洗是將酶制劑等生物制劑均勻的涂抹在膜的表面,從而提高它的抗污性,這種方面可以準(zhǔn)確的切斷蛋白質(zhì)中的肽鏈,從而達(dá)到最佳清洗效果。這種清洗辦法相對(duì)前兩種更為簡(jiǎn)單、環(huán)保,但在清潔度方面較前兩種有較大劣勢(shì),因此適用于膜輕度污染的清洗。
3反滲透膜清洗技術(shù)的研究發(fā)展。隨著反滲透膜清洗技術(shù)的不斷發(fā)展,近年來國(guó)際上相繼發(fā)明了幾種新式清洗技術(shù)、清洗設(shè)備和專用清洗制劑。通過不斷的實(shí)踐中表明,新式技術(shù)對(duì)于反滲透膜的清洗技術(shù)效果非常良好??蒲腥藛T姚克明及其所在團(tuán)隊(duì)在不斷的研發(fā)和總結(jié)中,發(fā)明了一種新式反滲透膜清洗技術(shù),該技術(shù)主要分為四個(gè)步驟:(1)通過加入酸性制劑將膜上的堿性污染物中和;(2)加入堿性制劑將膜上的酸性物質(zhì)及酸性制劑中和去除;(3)導(dǎo)入殺菌制劑將膜全面消毒,從而達(dá)到對(duì)膜清洗的全過程。這種清洗方式以其方法簡(jiǎn)便、除污率高的特性逐漸被人們所接受。而韓培及其所屬團(tuán)隊(duì)則研發(fā)出一種相對(duì)較為高效的清洗裝置,該技術(shù)主要由溶液箱、水箱、反滲透系統(tǒng)及膜處理裝置共同構(gòu)成。在使用過程中,過濾器的兩端分別與膜處理裝置和溶液箱連接,所用制劑能有效避免膜的二次污染,大大減少了該裝置的操作布置,以其低成本、高效率的特點(diǎn)也被各大研究機(jī)構(gòu)不斷完善更新。圖2為新型反滲透膜清洗技術(shù)示意圖。
4結(jié)語
反滲透膜清洗技術(shù)的優(yōu)劣直接決定了反滲透技術(shù)的發(fā)展,盡管我國(guó)在反滲透技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展已初見成效,但膜污染問題時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。本文對(duì)新型反滲透膜清洗技術(shù)進(jìn)行了研究,總結(jié)了近年來的研究進(jìn)展。為了保證半透膜的安全穩(wěn)定運(yùn)行,有必要對(duì)其進(jìn)行定期清洗。而且,最終的清洗效果將對(duì)其性能和使用壽命產(chǎn)生重要影響。因此,必須不斷改進(jìn)清洗方法,科學(xué)優(yōu)化和提高清洗效果,嚴(yán)格控制進(jìn)水水質(zhì),并進(jìn)行預(yù)處理強(qiáng)化裝置,不斷提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
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(作者單位:維爾利環(huán)??萍技瘓F(tuán)股份有限公司)