鋼鐵企業(yè)廢水回用反滲透膜污染原因分析與處理

隨著環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，反滲透技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，從海水淡化、咸水淡化、純水制備到工業(yè)廢水的處理和再循環(huán)等方面都得到了發(fā)展。鋼鐵企業(yè)是一種大規(guī)模廢水排放，具有排水量大、濁度高、污染物成分復(fù)雜等特點，需要采用經(jīng)濟有效的回收技術(shù)進行回收利用。在目前的回收技術(shù)中，反滲透是常用的技術(shù)，本文主要研究和分析了鋼鐵企業(yè)廢水反滲透膜污染的原因和處理方法。

首先，鋼鐵企業(yè)先進的處理工藝

2013年，某鋼鐵企業(yè)實施了污水深度處理工程。以下主要分析了反滲透膜處理系統(tǒng)污染的原因，并提出了相應(yīng)的解決方案。

深水處理系統(tǒng)的問題

(1)在深度水處理系統(tǒng)中的反滲透膜，使用后一周保持一次，每3個月采用酸化學(xué)清洗。

(2)后四年使用該裝置中，入口壓力，脫鹽處理系統(tǒng)的效率都受到了影響，從而影響處理系統(tǒng)的效率和質(zhì)量。

(3)經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)污染源為反滲透膜，通過膜清洗解決了問題。

第三，膜污染的原因分析。

膜污染通常反映在膜通量的減少和分離速率的降低中，這通常導(dǎo)致反滲透設(shè)備的高操作壓力和較低的輸出。膜污染通常是微生物吸附與生長、大顆粒粘附和無機物污染的幾種共同作用的結(jié)果。具體原因可分為以下幾個部分：

(a)所述膜本身的對膜污染性能的影響

膜性能是指膜組件的物理化學(xué)性能、結(jié)構(gòu)特性和類型特性。聚酰胺復(fù)合膜是一種常用的膜材料，具有壓力低、脫鹽率高、通量大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，但與醋酸纖維素膜相比，耐氯、抗氧化性能差，其抗垢性能也不如醋酸纖維素膜。疏水膜除鹽能力強，但對有機物的去除能力弱，比親水膜更容易堵塞。不同結(jié)構(gòu)的膜組件具有不同的抗污染能力。板式框架結(jié)構(gòu)抗污染能力最強，筒式和中空纖維結(jié)構(gòu)抗污染能力相對較弱。因此，在不同水質(zhì)條件下，應(yīng)根據(jù)具體需要選擇膜的使用方式，以減少膜在使用過程中的污染頻率。

( 二) 水質(zhì)與膜污染

水質(zhì)對膜污染的防治因水質(zhì)的不同而有所不同。有機質(zhì)小分子對膜的污染主要是由于膜與膜之間形成氫鍵，減少了穿透面積，降低了膜的通量。膠體難以通過滲透膜，在膜表面被攔截和吸附。當(dāng)攝入sdi指數(shù)不被控制時，滲透膜表面形成半膠束的污垢往往會導(dǎo)致膜污染。微生物通常用細菌、生物膜、藻類和真菌污染膜。細菌可將乙酸纖維作為養(yǎng)分消化，因此醋酸膜易受細菌侵蝕;對于復(fù)合膜，雖然不易受細菌影響，但各種微生物被吸附在膜表面，生長在膜表面。各種粘膜會造成膜的污染，其代謝產(chǎn)生的聚合物也會在膜表面形成生物質(zhì)膜，導(dǎo)致膜污染。

(三)工作條件和膜污染

的膜的主要因素的工作條件有溫度，壓力，pH值，剪切速率等。水分子與運動能力，增加的通量，但膜，隨之縮短使用壽命的穩(wěn)定性越差，它是在5〜45℃的膜的一般允許工作溫度，最佳溫度所需的20〜35℃。的壓力的增加被施加，水會加速滲透速率，增加的通量，但會成為在膜表面上日益強烈膠體沉積傾向。當(dāng)溶質(zhì)，并具有用于所述膜的強親和力，增加壓力會增加膜的流動性的孔的溶質(zhì)分子，的剪切力所產(chǎn)生的對流溶質(zhì)分子穿透細胞膜，導(dǎo)致降低的膜分離率。大的剪切速率快的傳質(zhì)，濃度極化弱，高通量，和通量緩慢下降;但是更大光通量，水壓增加的停留時間，污垢膜表面層可以更緊密地，膜通量下降更快。

四、解決反滲透膜污染問題的措施

(一)使用耐污染或者改性的膜的

具有抗污染性能的膜有兩種類型，一類是流道寬、不易堵塞、能抵抗污染，另一類是膜不適合用于純水的制備和選擇，另一類是對膜表面進行改性，根據(jù)水質(zhì)選擇電膜(負電膜、正膜和中性膜)，根據(jù)電斥力的工作原理，不易在膜表面沉積和積累具有特定性能的污染物質(zhì)，以保證膜的抗污染特性得以實現(xiàn)。

(B)強化前處理水質(zhì)

原水中的物質(zhì)含量高，會造成膜污染，不能滿足膜的進水條件要求。需要對其進行預(yù)處理，以盡量減少或去除造成膜污染的物質(zhì)，從而減少反滲透膜污染的趨勢。造成膜污染和堵塞的主要原因是滅菌不徹底，膜系統(tǒng)入口濁度高，入口sdi值高。

對于微生物、氯化、臭氧殺菌或殺真菌劑的使用，但使用時注意游離氯會對膜造成永久性損害;對于有機物、懸浮物、膠體等，可通過澄清去除，沉淀、過濾或活性碳吸附、絮凝微過濾、超濾等，降低膜入口濁度和sdi值，為便于結(jié)垢鹽，可采用鱗片阻滯劑進行處理。注意，阻滯劑被用作促進細菌繁殖的營養(yǎng)素。

(iii)優(yōu)化膜組件的工作環(huán)境,

在膜元件的操作中，當(dāng)需要嚴(yán)格控制膜元件制造膜元件工作環(huán)境的膜，具體的應(yīng)用過程中，根據(jù)實際情況的工作參數(shù)的進一步優(yōu)化的操作條件下，在為了延長該膜的壽命，降低了生產(chǎn)成本。

( 四) 膜污染后的清洗

膜污染只能減少，但不能完全避免。科學(xué)清洗膜可以延長膜的使用壽命。在具體的清洗過程中，要根據(jù)實際情況參照膜說明書來完成。例如，面對嚴(yán)重的有機污染，適當(dāng)增加清洗液中三聚磷酸鈉的含量，可以使清洗效果更好。

五、結(jié)語

總之，為了更好地降低膜污染對水處理的影響，必須對水質(zhì)進行充分分析，制定合理的處理工藝，并在早期設(shè)計中選擇合適的反滲透膜。如果使用過程中出現(xiàn)膜污染，也有必要明確膜污染的原因。只有采取有針對性的措施才能解決這些問題。