反渗透系统通常存在三大问题:悬浮物、胶体污堵,生物污堵和化学结垢。为了保证系统长期稳定、有效运行,提高水的利用效率,需要向反渗透系统中投加化学药剂,对原水进行适当的处理,以减少反渗透膜的污堵和结垢。
1 悬浮物、胶体污堵
自然界的水中含有各类杂质,包括悬浮物质、溶解物质和胶体物质。悬浮物和胶体物质包括淤泥、微细砂粒、铁的腐蚀产物、无机和有机胶体等,当用反渗透膜对水和溶质进行分离时,如果原水中的悬浮物和胶体物质在膜表面堆积使膜受到污染,则系统压差增加,产水量降低,脱盐率下降。
通过向原水中加入絮凝剂(和助凝剂),利用絮凝剂的吸附作用、中和作用和网捕作用,去除原水中的悬浮物质和胶体物质,使预处理后的水质符合反渗透膜的进水要求,避免杂质在膜表面堆积使膜污染。反渗透装置进水对悬浮物和胶体物质的含量用两个指标来控制:一个是浊度,一个是SDI(污泥密度指数)。一般卷式膜组件要求进水浊度小于1NTU,最好达到0.2NTU;要求进水SDI小于5。
2 生物污堵
天然水,尤其是地表水(河水、湖水)中含有大量的微生物,当天然水作为原水进入反渗透系统后,把大量的微生物带入到系统中。再者,反渗透系统水温通常为20~40℃,特别有利于微生物的生长。生物污堵特点是开始时易在反渗透系统前端形成污染物,随后扩展到整个反渗透系统。系统存在死角区,或停用时间过长都会造成细菌微生物生长繁殖,粘附在膜表面形成生物粘膜,使系统运行压差升高,产水量下降,脱盐率先是略有上升,然后降低。
控制微生物生长的有效方法之一是添加杀菌剂。因此,在反渗透系统正常运行和停运期间,都要投加杀菌剂对其进行灭菌处理,以保护膜组件和系统的稳定运行。
3 化学结垢
反渗透原水中含有大量的盐分,既有溶解于水的钾离子、钠离子、氯离子等,也有难溶于水的盐类如重碳酸盐、碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐等。原水经过反渗透系统后,浓水则经过了4倍的浓缩(以系统75%的回收率计算),水中离子浓度增加,致使离子过饱和而生成水垢。 化水结垢往往发生在二段,浓水中过量的溶解盐沉淀而结垢。表现为原段压降升高,脱盐率下降,出力降低。
为了减少难溶盐的析出,减缓无机盐垢的形成,常常向反渗透系统中加入阻垢剂,利用阻垢剂的增容、螯合、分散等作用,提高CaCO3等盐类物质的溶解度,降低其结垢倾向,从而达到阻垢的目的。对于某些较差水质,还考虑加酸,配合阻垢剂使用。