膜系统常见污染问题及控制
作者：未知 时间：2007-04-30
反渗透系统在日常运行中常受无机物结垢、胶体颗粒沉积、微生物滋生、化学污染等因素影响，影响系统稳定运行，本文主要阐述这些问题及控制方法，特别是无机物结垢，通过分析水质结垢指标如朗格利尔指数和斯蒂夫和大卫饱和指数，提出控制方案，包括降低Ca2+含量、增溶Ca2+、调节pH值、离子交换除碱、添加阻垢剂等方法，以抑制碳酸钙、硫酸钙、氟化钙、硫酸锶、硫酸钡和硅酸盐结垢，保障系统安全稳定运行。
反渗透系统在日常的运行中，难免会出现系统的无机物结垢、胶体颗粒物的沉积、微生物的滋生、化学污染以及其它问题，这些因素影响着系统安全稳定的运行。下面主要阐述膜系统在日常中出现的问题及控制方法。
一、无机物的结垢
在水中存在Ca2＋、Mg2＋、Ba2＋、Sr2＋、CO32－、SO42－、PO43－、SiO2等离子。在一般的情况下是不会造成无机物结垢，但是在反渗透系统中，由于源水一般浓缩4倍，并且pH也有较大的提高，因此比较难溶解的物质就会沉积，在膜表面形成硬垢，导致系统压力升高、产水量下降，严重的还会造成膜表面的损伤，使系统脱盐率降低。
衡量水质是否结垢有两种计算方法：
控制苦咸水结垢指标
对于浓水含盐量TDS≤10,000mg/L的苦咸水，朗格利尔指数（LSIC）作为表示CaCO3结垢可能性的指标：
LSIC=pHC-pHS
式中：LSIC：反渗透浓水的朗格利尔指数
pHC：反渗透浓水pH值
pHS：CaCO3溶液饱和时的pH值
当LSIC≥0，就会出现CaCO3结垢。
控制海水及亚海水结垢指标及处理方法：
当浓水含盐量TDS>10,000mg/L的高盐度苦咸水或海水水源，斯蒂夫和大卫饱和指数（S&DSIC）作为表示CaCO3结垢可能性的指标。
S&DSIC=pHC-pHS
式中：S&DSIC：反渗透浓水的斯蒂夫和大卫饱和指数
pHC：反渗透浓水pH值
pHS：CaCO3溶液饱和时的pH值
当S&DSIC≥0，就会出现CaCO3结垢。
其它无机盐结垢预处理的控制方案
碳酸钙结垢预处理的控制方案
在反渗透系统的结垢中，以碳酸盐垢为主，大多数地表水和地下水中的CaCO3几乎呈饱和状态，由下式表示CaCO3化学平衡：
Ca2+ + HCO3– <——> H+ + CaCO3
从化学平衡式可以看出，要抑制CaCO3的结垢，有几种途径：
降低Ca2+的含量
降低了Ca2+含量，可以使化学平衡向左侧移动，不利于形成CaCO3垢。
达到这种目的的方法有：离子交换软化法、石灰软化法、电渗析、纳滤等方法，他们都能有效地降低的Ca2+含量，从而达到抑制钙垢的生成。
Ca2+的增溶
主要是以增加Ca2+的溶解度，从而降低结垢的风险。
方法：添加螯合剂、阻垢剂，增加Ca2+的溶解度，使平衡向左移动。
调节pH值
主要是通过添加无机酸，从而提高H+的浓度，使平衡向左移动。化学原理如下：
CO2 + H2O <——> H2CO3 ――――⑴
H2CO3 <——> H+ + HCO3- ――――⑵
HCO3- <——> H+ + CO32- ――――⑶
离子交换除碱法
主要是通过降低CO32-的浓度来降低碳酸钙结垢的风险。
硫酸钙结垢预处理的控制方案
离子交换除钙
石灰软化除钙
添加反渗透专用阻垢剂
氟化钙结垢预处理的控制方案
离子交换除钙
石灰软化除钙
阴树脂交换
添加反渗透专用阻垢剂
硫酸锶结垢预处理的控制方案
离子交换除锶
阴树脂交换
添加反渗透专用阻垢剂
硫酸钡结垢预处理的控制方案
离子交换除钡
阴树脂交换
添加反渗透专用阻垢剂
硅酸盐结垢预处理的控制方案
预处理中的过滤
石灰软化
提高进水的温度
提高进水的pH值
添加硅分散剂