做污水處理、純水制備、車間凈水運(yùn)維的朋友,日常巡檢時(shí)大概率遇到過(guò)這類棘手問(wèn)題:
設(shè)備進(jìn)水水質(zhì)沒有波動(dòng),運(yùn)行壓力也保持常規(guī)參數(shù),反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水量慢慢變少,與此同時(shí),產(chǎn)水電導(dǎo)率持續(xù)走高,水質(zhì)達(dá)不到生產(chǎn)用水標(biāo)準(zhǔn),生產(chǎn)線被迫受到影響。
多數(shù)情況下,這類故障的源頭,都是反滲透膜出現(xiàn)了堵塞。
很多新手運(yùn)維人員會(huì)疑惑:膜只是被雜質(zhì)堵住,出水變少可以理解,為什么水里的鹽分也會(huì)變多,電導(dǎo)率隨之上漲?
今天拋開晦澀難懂的專業(yè)公式,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)維工況,直白拆解膜堵塞與產(chǎn)水電導(dǎo)率上升的內(nèi)在聯(lián)系,同時(shí)附上日常運(yùn)維規(guī)避技巧,一線工人直接能用。
一、先搞懂基礎(chǔ):正常反滲透膜是如何截留鹽分的?
反滲透膜依靠表層聚酰胺功能層實(shí)現(xiàn)鹽分截留,膜體表面自帶負(fù)電荷,能夠通過(guò)靜電作用阻攔水中各類陰陽(yáng)離子。
設(shè)備正常運(yùn)行過(guò)程中,原水沿著膜元件流道橫向流動(dòng),大部分鹽分跟隨濃水排出設(shè)備,小部分水分子穿透膜層形成合格產(chǎn)水,整體水質(zhì)保持穩(wěn)定,電導(dǎo)率數(shù)值波動(dòng)范圍很小。
整套系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提,是膜表面干凈、流道通暢,水流可以正常沖刷膜面,避免鹽分堆積。
二、膜發(fā)生堵塞后,4個(gè)核心因素導(dǎo)致產(chǎn)水電導(dǎo)率上升
1、膜面形成污染濾餅,濃差極化現(xiàn)象持續(xù)加重
水中的膠體、泥沙、鐵銹、微生物黏液以及鈣鎂水垢,會(huì)慢慢附著在反滲透膜表面,形成一層致密的覆蓋層,也就是運(yùn)維中常說(shuō)的濾餅層。
這層污垢會(huì)阻擋橫向水流對(duì)膜面的沖刷作用,原本可以被濃水帶走的鹽分,滯留在膜片表層位置,造成膜表面局部鹽濃度不斷提升。
膜內(nèi)外鹽分濃度差值變大,鹽離子會(huì)順著濃度梯度穿過(guò)膜層進(jìn)入產(chǎn)水側(cè),產(chǎn)水含鹽量逐步增加,電導(dǎo)率自然出現(xiàn)上升趨勢(shì)。這也是現(xiàn)場(chǎng)輕度膜堵塞時(shí),電導(dǎo)上漲的主要誘因。
2、流道堵塞打亂水流分布,局部膜元件壓差變大
膜元件內(nèi)部流道被雜質(zhì)封堵之后,水流無(wú)法均勻通過(guò)每一片膜頁(yè),水流會(huì)集中從剩余通暢的通道穿過(guò)。
局部區(qū)域過(guò)水負(fù)荷增加,膜元件前后運(yùn)行壓差逐步上漲。長(zhǎng)期處于偏高壓差環(huán)境下,膜表層的功能分離層會(huì)出現(xiàn)細(xì)微損傷,表層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)微小縫隙。
水分子過(guò)濾不受明顯影響,但鹽離子可以順著縫隙穿透膜體,進(jìn)入產(chǎn)水當(dāng)中,直接拉高整體產(chǎn)水電導(dǎo)率。
3、生物黏泥與水垢,改變膜表面電荷屬性
日常運(yùn)維中常見兩種堵塞類型,分別是微生物黏泥堵塞和無(wú)機(jī)水垢堵塞,二者都會(huì)干擾膜本身的脫鹽效果。
無(wú)機(jī)鈣鎂水垢可以中和膜表面自帶的負(fù)電荷,削弱膜體對(duì)鹽離子的靜電阻攔能力;微生物代謝產(chǎn)生的各類酸性物質(zhì),會(huì)緩慢侵蝕膜表層結(jié)構(gòu),慢慢弱化膜元件固有的脫鹽能力。
兩種問(wèn)題疊加之后,系統(tǒng)脫鹽效果逐步下降,即便調(diào)整運(yùn)行壓力,也很難快速讓產(chǎn)水電導(dǎo)率回歸正常區(qū)間。
4、濃水排放受阻,出現(xiàn)鹽水旁路滲漏
嚴(yán)重堵塞工況下,膜內(nèi)部濃水流道通行不暢,濃水無(wú)法及時(shí)排出,設(shè)備內(nèi)部壓力出現(xiàn)失衡,產(chǎn)水側(cè)和濃水側(cè)壓力差值出現(xiàn)異常。
部分高鹽分濃水會(huì)繞過(guò)膜的分離功能層,直接通過(guò)縫隙混入產(chǎn)水當(dāng)中,形成鹽水短路通道。這種工況下,產(chǎn)水電導(dǎo)率會(huì)出現(xiàn)明顯的突發(fā)性上漲,故障表現(xiàn)十分直觀。
三、分清兩種堵塞工況,判斷膜還能不能清洗回用
很多運(yùn)維人員發(fā)現(xiàn)電導(dǎo)升高就直接清洗膜,其實(shí)可以先通過(guò)故障表現(xiàn)區(qū)分堵塞程度,避免無(wú)效清洗:
輕度堵塞:可通過(guò)化學(xué)清洗恢復(fù)運(yùn)行參數(shù)
僅存在膜面污垢堆積,壓差小幅上升,產(chǎn)水量輕微下降。完成規(guī)范酸堿清洗之后,膜表面污垢脫落,水流恢復(fù)正常沖刷效果,產(chǎn)水電導(dǎo)率可以回落至日常運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值,膜元件無(wú)結(jié)構(gòu)性損傷。
重度長(zhǎng)期堵塞:膜性能出現(xiàn)不可逆衰減
設(shè)備長(zhǎng)期帶堵運(yùn)行,偏高壓差和微生物腐蝕已經(jīng)損傷膜表層功能結(jié)構(gòu)。這類情況即便完成標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)清洗,產(chǎn)水量可以小幅回升,但產(chǎn)水電導(dǎo)率無(wú)法回歸初始參數(shù),系統(tǒng)脫鹽能力難以修復(fù),需要按需更換膜元件。
四、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維實(shí)用小貼士,減少膜堵塞問(wèn)題頻發(fā)
做好前端預(yù)處理運(yùn)維,按時(shí)更換石英砂、活性炭濾芯以及精密保安濾芯,從前端攔截大顆粒雜質(zhì)、膠體,減少污染物進(jìn)入反滲透膜殼;
根據(jù)原水水質(zhì)情況,定時(shí)添加阻垢劑,抑制鈣鎂離子在膜面結(jié)晶結(jié)垢;
堅(jiān)持日常在線沖洗和定期離線化學(xué)清洗,不要等到壓差超標(biāo)、電導(dǎo)大幅上漲之后再維護(hù);
夏季水溫偏高,微生物繁殖速度加快,需要增加殺菌頻次,規(guī)避生物黏泥堵塞問(wèn)題。
文末總結(jié)
反滲透膜堵塞之后產(chǎn)水電導(dǎo)率升高,核心不在于出水變小,而是污垢引發(fā)鹽分局部堆積、膜面結(jié)構(gòu)受損、靜電攔截效果下降三類問(wèn)題共同作用。
日常運(yùn)維把控好前端預(yù)處理、按時(shí)做沖洗保養(yǎng),既能延長(zhǎng)反滲透膜的使用周期,也能穩(wěn)定產(chǎn)水水質(zhì),減少設(shè)備停機(jī)檢修帶來(lái)的生產(chǎn)損失。
你們現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維過(guò)程中,還遇到過(guò)哪些反滲透電導(dǎo)異常的奇葩工況?歡迎評(píng)論區(qū)留言交流。