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一级反渗透装置运行中常见的膜污染类型有哪些?

2025-07-25   来自:李子龙

一级反渗透(RO)设备运行中,膜污染是导致性能下降(如产水量减少、脱盐率降低、压力差增大)的主要原因。

一、胶体污染

1、污染物:原水中的胶体颗粒(如黏土、淤泥、铁 / 铝氢氧化物胶体、微生物絮凝体等),粒径通常在 0.001-1μm 之间,无法通过常规过滤完全去除。

2、成因:

预处理不足(如多介质过滤器失效、精密过滤器滤芯破损),导致胶体颗粒进入 RO 系统;

原水胶体含量高(如地表水汛期、工业废水含悬浮胶体),未针对性添加絮凝剂(如 PAC)预处理。

3、特征:

膜组件进出口压力差(ΔP)显著升高(可能超过 0.15MPa);

产水量下降明显,但产水电导率变化较小(胶体本身不影响脱盐);

膜表面可见棕黄色、灰色疏松沉积物。

二、结垢污染

污染物为水中溶解盐类在膜表面结晶析出的固体,常见类型:

1、碳酸盐垢(如碳酸钙)

成因:原水硬度高(钙、镁离子),运行中浓水侧 LSI(朗格利尔指数)>0.5,或阻垢剂投加不足 / 失效。

特征:膜表面有白色 / 灰白色坚硬结晶,产水量下降,压力差升高,产水电导率略升。

2、硫酸盐垢(如硫酸钙、硫酸钡)

成因:原水含高浓度硫酸根,回收率过高导致浓水侧硫酸钙浓度超过溶解度(如 CaSO₄浓度>2100mg/L)。

特征:膜表面形成白色坚硬鳞片,清洗难度大(酸液难以溶解)。

3、硅垢(二氧化硅)

成因:原水硅含量高(如>50mg/L),浓水侧硅浓度超过 150mg/L(25℃时溶解度),或水温波动(低温时硅溶解度下降)。

特征:膜表面有透明 / 灰白色玻璃状硬垢,产水量大幅下降,压力差急剧升高,且酸 / 碱清洗效果差。

三、有机物污染

1、污染物:天然有机物(如腐殖酸、单宁)、合成有机物(如油脂、表面活性剂、农药)等。

2、成因:

原水为地表水(如湖泊、河流)或市政污水,有机物含量高(COD>5mg/L);

活性炭过滤器吸附饱和未及时更换,或未采用超滤预处理截留大分子有机物。

3、特征:

膜表面有黏性、褐色 / 黑色附着物(可能伴随微生物滋生);

产水量下降,压力差升高,产水电导率略升;

污染初期可能出现 “膜吸附” 现象(有机物堵塞膜孔),后期可能因生物降解产生异味。

四、微生物污染

1、污染物:细菌、真菌、藻类、生物膜(微生物分泌物与杂质结合形成的黏状物)。

2、成因:

原水微生物含量高(如地表水、市政废水),预处理未投加杀菌剂或剂量不足;

系统停机后未及时保养(如未用抑菌液浸泡),导致微生物滋生;

膜组件死角积水(如产水 / 浓水管路设计不合理),形成微生物繁殖温床。

3、特征:

膜表面有黏滑的褐色 / 黑色生物膜,可能伴随恶臭(如硫化氢味);

产水量下降,压力差升高,产水电导率上升(生物膜破坏膜表面电荷屏障);

停机后重启时,产水可能带菌(需检测菌落总数)。

五、金属氧化物污染

1、污染物:铁、锰、铜、镍等金属的氧化物或氢氧化物(如 Fe₂O₃、MnO₂)。

2、成因:

原水含铁 / 锰量高(如地下水 Fe²⁺>0.3mg/L),未预处理(如曝气氧化 + 过滤);

系统管路、泵体材质为碳钢,腐蚀后铁离子溶出进入 RO 系统;

预处理使用含铁絮凝剂(如氯化铁)过量,未完全沉淀去除。

3、特征:

膜表面有棕红色(铁)、棕黑色(锰)沉积物,质地较硬;

压力差升高,产水量下降,产水电导率可能因金属离子穿透而上升;

酸性清洗时,清洗液可能呈红棕色(铁离子溶解)。