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反滲透膜化學(xué)清洗后產(chǎn)水電導(dǎo)率升高原因分析,這是運(yùn)維中常見的困擾,其根源往往是反滲透膜清洗過程本身或后續(xù)操作引入的擾動(dòng),而非清洗無效。以下分析基于RO反滲透膜系統(tǒng)運(yùn)行和化學(xué)清洗的物理化學(xué)原理:
1. 清洗藥劑殘留:清洗過程中使用的酸(如檸檬酸、鹽酸)、堿(如氫氧化鈉)或表面活性劑未能被徹底沖洗干凈。殘留的離子(如 Na?, Cl?, 檸檬酸根)會(huì)溶解在產(chǎn)水中,直接導(dǎo)致電導(dǎo)率升高。堿性清洗劑中的硅酸鹽或磷酸鹽添加劑也可能殘留并緩慢釋放。
這是最常見的原因之一,尤其發(fā)生在沖洗時(shí)間不足、沖洗流量/壓力不夠、或者系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)致死角殘留的情況下。
2. 清洗對(duì)反滲透膜表面特性的暫時(shí)性改變:化學(xué)清洗,特別是強(qiáng)堿清洗,會(huì)暫時(shí)性地改變聚酰胺復(fù)合膜(最常用RO膜)表面的電荷狀態(tài)和親水性。
這種暫時(shí)性的改變可能導(dǎo)致膜表面對(duì)特定離子的排斥力(Donnan效應(yīng))在清洗后初期略有減弱,或者膜孔道有輕微溶脹,使得少量鹽分更容易透過。隨著系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行(幾小時(shí)到一兩天),膜表面特性通常會(huì)逐漸恢復(fù)穩(wěn)定,電導(dǎo)率隨之下降。
這不是膜損壞,而是一種可逆的物理化學(xué)狀態(tài)變化。
3. 清洗過程擾動(dòng)導(dǎo)致密封失效或O型圈移位/損壞:化學(xué)清洗時(shí),系統(tǒng)壓力、流量、溫度的變化以及化學(xué)藥劑的侵蝕性,可能對(duì)壓力容器端板、適配器、膜元件之間的O型圈或膜袋粘接線造成影響。
O型圈可能移位、變形、老化脆裂或被化學(xué)藥劑溶脹損壞,導(dǎo)致濃水側(cè)的高鹽水分泄漏到產(chǎn)水側(cè)(“Telescoping”效應(yīng)或端面泄漏)。
強(qiáng)化學(xué)藥劑或不當(dāng)操作(如壓力沖擊)可能導(dǎo)致膜元件邊緣的粘接線出現(xiàn)微小破損,形成濃水向產(chǎn)水的旁路。
這是導(dǎo)致電導(dǎo)率顯著且持續(xù)升高的嚴(yán)重原因。泄漏點(diǎn)可能非常微小,但足以讓高濃度鹽分混入產(chǎn)水。清洗操作本身(如升壓/降壓過快)是常見誘因。
4. 清洗后沖洗不徹底,污染物重新沉積或擴(kuò)散:這些被剝離的污染物可能沒有完全排出系統(tǒng)。在系統(tǒng)重新啟動(dòng)初期,部分污染物可能重新沉積在相對(duì)干凈的膜表面,形成新的、可能更疏松的污染層。殘留在濃水通道和產(chǎn)水通道交界區(qū)域的污染物會(huì)向產(chǎn)水側(cè)擴(kuò)散。
清洗液將污染物(如結(jié)垢、膠體、生物膜)從膜表面剝離并溶解/懸浮在系統(tǒng)中。如果后續(xù)沖洗不充分(時(shí)間短、流量低、未分段沖洗),這些重新沉積或擴(kuò)散的污染物本身可能含有離子,或者形成一個(gè)粗糙層,削弱膜的脫鹽屏障作用。
沖洗的徹底性至關(guān)重要,要確保排出的沖洗水電導(dǎo)率接近進(jìn)水且穩(wěn)定,并盡可能采用與正常運(yùn)行時(shí)相近的流量和壓力進(jìn)行沖洗。
5. 清洗過程中溫度升高帶來的影響:化學(xué)清洗通常在較高溫度(如 30-40°C)下進(jìn)行以提高效率。水溫升高會(huì)降低水的粘度并增加分子擴(kuò)散速率。溫度升高會(huì)輕微降低膜對(duì)鹽分的截留率(鹽透過率增加),這是膜的固有特性。清洗后如果系統(tǒng)未完全冷卻到正常運(yùn)行溫度就測量,產(chǎn)水電導(dǎo)率會(huì)偏高。高溫增強(qiáng)了鹽離子通過膜的擴(kuò)散作用。
6. 預(yù)處理系統(tǒng)未及時(shí)恢復(fù)或失效:
化學(xué)清洗期間,預(yù)處理系統(tǒng)(如多介質(zhì)過濾器、活性炭過濾器、保安過濾器)可能處于旁路或未同步進(jìn)行維護(hù)/反洗。
清洗后啟動(dòng)RO時(shí),如果預(yù)處理效果不佳(如過濾器穿透導(dǎo)致濁度/SDI升高,活性炭失效導(dǎo)致余氯/有機(jī)物進(jìn)入),污染物會(huì)迅速再次污堵膜表面。新形成的污染層會(huì)降低脫鹽率,導(dǎo)致電導(dǎo)率升高。這可能被誤判為清洗本身的問題。確保在RO啟動(dòng)前,預(yù)處理系統(tǒng)已完全恢復(fù)并處于良好工作狀態(tài)。