反渗透净化水设备白色晶状物形成机制探讨

杜增鹏++杜晓晖++郭宗山++夏芳蕾++赵思远++贾小力

黄河三角洲地区濒临渤海湾，土壤资源以盐碱地为主，引蓄黄河水进入当地水库是该地区饮用及生产生活用水主要来源，同时，由于夏季气候因素的影响，水库蓄用黄河水中无机盐类溶解度有所增高，水库中藻类、浮游生物类、菌类生物繁殖迅速，也提高了地表水有机质、污染物含量，造成水库蓄水电导率急剧增高，原水电导率甚至超过1000μS/cm以上，对反渗透净化水设备生产效率产生了较大的不利影响。

近段时间以来，甚至出现了反渗透净化水设备净水得率大幅降低、反渗透膜严重堵塞、膜过滤棒报废严重等问题，主要表现在反渗透膜净化水设备渗透膜元件两端出现半粘稠状白色晶状物，现场刨切报废膜棒发现，膜棒内部各层（包括滤网支撑层、反渗透膜表层）都积聚了大量的白色晶状沉积物，该沉积物湿润状态下呈半粘稠状粥样膏体，干燥状态下成粉末状，捻压过程中有细微沙粒感，针对出现的此类现象，结合对晶状物物理化学特性分析，文章对粥状白色晶状物的物质组成和形成机制进行了剖析，并提出了预防和解决措施，提高了设备利用率和渗透膜使用寿命，确保了食品饮料行业生产用水质量。

反渗透膜净化水设备白色晶状物形成机制探讨

原水污染因素对白色晶状物形成机制的影响。黄河三角洲地区濒临渤海湾，土壤资源以盐碱地为主，引蓄黄河水进入当地水库是该地区饮用及生产生活用水主要来源，同时，由于夏季气候因素的影响，水库蓄用黄河水中无机盐类溶解度有所增高，水库中藻类、浮游生物类、菌类生物繁殖迅速，也提高了地表水有机质、污染物含量，造成水库蓄水电导率急剧增高，虽然经过自来水公司初步消毒过滤处理，但是，没用完全消除水质影响，造成原水电导率急剧升高，原水电导率达到1000μS/cm以上，另外，由于夏季气温较高，造成原水中无机盐类溶解度升高，提高了原水无机盐含量，也推高了原水电导率，降低了食品工业用水质量，而原水无机盐类、有机质胶体物质的升高，势必影响反渗透膜过滤设备工作效率，甚至破坏膜过滤介质。

反滲透设备操作程序因素对白色晶状物形成机制的影响。反渗透膜过滤设备的使用操作手册明确要求，开机使用时应当首先对膜过滤设备进行反洗，反洗完毕后进行正向操作，待净水电导率稳定、并符合工艺要求后，再进行净化水收集储存；膜过滤设备关机前，也必须进行反洗处理，反洗完毕进入关机程序，其目的就是为了预防污水中积聚的杂质对膜过滤设备的破坏，以及膜过滤设备净水收集效率的影响，避免损坏膜过滤设备，提高过过滤介质使用年限，然而，某些企业对反渗透膜过滤设备疏于管理，甚至不配备规范的设备操作工，设备操作程序不规范，势必造成膜过滤原件周边及表面无机盐、有机物、菌类、胶体等各类物质的积聚，形成半粘稠状白色粥状结晶物质，造成膜过滤元件的损坏。

此外，反渗透膜过滤设备的原水预处理工序分别是砂滤、碳滤和中空纤维超滤设备三级预处理，分别滤除大颗粒、大分子物质；有机胶状物、色素类、异杂味物质；水体菌类、小分子难溶盐类物质，由于夏季气温较高，以上物质较为富集，如果对原水预处理设施疏于管理，或者不按照工艺要求对砂滤、碳滤进行定期反洗，不按规定工艺适时更换中空超滤纤维介质，势必会增加反渗透膜过滤元件负担，降低使用寿命。

阻垢剂选择及泵入量因素对白色晶状物形成机制的影响。反渗透膜过滤装置的浓水极易受到颗粒、胶体和难溶盐的污染，包括细菌、淤泥、胶体硅、铁腐蚀产物等，除盐水系统预处理部分所用的药品如聚合铝和三氧化铁或阳离子聚电解质，如在膜表面生成CaC03、Ca3（P04）2、CaS04、BaS04、SrS04、金属氧化物、硅酸化合物等沉积物，导致系统供水压力和清洗频率增加，出水量或脱盐率下降，无机盐类大量积聚，甚至使膜元件提前报废，因此，选择阻垢效果好、工艺配方合理的阻垢剂是防止无机盐大量集聚的主要因素，其次，在净化水生产过程中，选择恰当的阻垢剂泵入量也相当重要，特别是夏季来临、原水电导率升高阶段，更应适当增加阻垢剂泵入量，确保无机盐类随污水管路排出，保证膜组件使用寿命。

污水管道排放量因素对白色晶状物形成机制的影响。由于夏季来临、原水电导率升高，伴随而来的阻垢剂泵入量的增加，势必造成污水浓度的增加，一般情况下，新设备的净化水得率与浓水排放比例为：净化水∶浓水=3∶1，运行周期长的设备甚至要求浓水排放量大于净化水得率的35%以上，然而，有部分企业为了提高原水利用率、增加净化水得率，对污水收集排放管道人为限流，排污管路阀门经常处于半开合状态或小流量排放状态，随着时间推移，必将造成污水中大量积聚的无机盐类、胶体积聚物等物质不能有效排放，势必造成污水中大量积聚的无机盐类、胶体积聚物依次缓慢沉积在膜过滤组件表面，时间稍长就会出现半粘稠状白色粥状结晶物质彻底阻塞膜过滤元器件，造成膜过滤元件的快速报废。

预防反渗透膜净化水设备白色晶状物形成积聚的解决措施

根据以上反渗透净化水设备白色晶状物形成机制的分析探讨，对预防反渗透膜净化水设备白色晶状物形成积聚的解决措施，以及反渗透净化水设备的规范使用，提出如下几点要求：

严格执行原水预处理设施工艺要求，提高设备工作效率、增加原水PH值调节罐。严格执行原水预处理设施工艺要求，对砂滤、碳滤进行定期反洗，适时更换中空超滤纤维介质，提高与纳税预处理设施运行效率，降低原水中大颗粒、大分子物质、有机胶状物、色素类、异杂味物质、水体菌类、难溶盐类物质；同时增加原水PH值调节储罐，破坏原水胶体有机物质等电点，促进胶体凝聚，便于胶体物质滤除，提高膜过滤原件工作效率和使用寿命。

严格设备操作程序、设立专项设备责任人。为预防人为因素和设备运行程序对设备造成的损失，必须严格执行反渗透膜过滤设备使用操作手册工艺要求，指定专项设备责任人运行反渗透净化水设备，确保反洗、药洗等操作工艺步骤落实到位。

慎重选择足够及种类、适时调节阻垢剂泵入量。阻垢剂的选择直接影响设备使用效率和使用寿命，不慎选择阻垢效果不合理的阻垢剂，将造成膜过滤原件严重损失，因此对阻垢剂试用品种必须进行精选，选择合适的阻垢剂品种，同时，夏季必须适当增加阻垢剂泵入量和泵入频次，对阻垢剂添加量实时监测，保证阻垢剂用量保持在4ml/L原水以上，确保无机盐积聚物、胶体凝聚物能够随污水管路有效排放。

保持排污管路阀门处于完全开合状态。严厉杜绝对污水收集排放管道人为限流、排污管路阀门处于半开合状态或小流量排放状态，有效保证污水管路排放量，对污水管路阀门实施全开和状态，确保大量积聚的无机盐积聚物、胶体凝聚物能够随污水管路有效排放。

文章对反渗透膜净化水设备白色晶状物形成机制进行了探讨，对预防白色晶状物积聚提出了解决措施，取得了良好的结果，主要结论如下：

（1）本文对反渗透膜净化水设备出现的半粘稠状白色粥状结晶物质进行了物理及化学分析，对白色晶状物形成机制得出了有效结论。

（2）本文对预防反渗透膜净化水设备白色晶状物形成积聚提出了解决措施，取得了良好的结果，对提高反渗透膜过滤设备运营效率、提高膜过滤元件使用寿命、降低生产成本，起到了有力的保障作用。