反滲透凈化水設備白色晶狀物形成機制探討

杜增鵬++杜曉暉++郭宗山++夏芳蕾++趙思遠++賈小力

黃河三角洲地區瀕臨渤海灣，土壤資源以鹽堿地為主，引蓄黃河水進入當地水庫是該地區飲用及生產生活用水主要來源，同時，由于夏季氣候因素的影響，水庫蓄用黃河水中無機鹽類溶解度有所增高，水庫中藻類、浮游生物類、菌類生物繁殖迅速，也提高了地表水有機質、污染物含量，造成水庫蓄水電導率急劇增高，原水電導率甚至超過1000μS/cm以上，對反滲透凈化水設備生產效率產生了較大的不利影響。

近段時間以來，甚至出現了反滲透凈化水設備凈水得率大幅降低、反滲透膜嚴重堵塞、膜過濾棒報廢嚴重等問題，主要表現在反滲透膜凈化水設備滲透膜元件兩端出現半粘稠狀白色晶狀物，現場刨切報廢膜棒發現，膜棒內部各層（包括濾網支撐層、反滲透膜表層）都積聚了大量的白色晶狀沉積物，該沉積物濕潤狀態下呈半粘稠狀粥樣膏體，干燥狀態下成粉末狀，捻壓過程中有細微沙粒感，針對出現的此類現象，結合對晶狀物物理化學特性分析，文章對粥狀白色晶狀物的物質組成和形成機制進行了剖析，并提出了預防和解決措施，提高了設備利用率和滲透膜使用壽命，確保了食品飲料行業生產用水質量。

反滲透膜凈化水設備白色晶狀物形成機制探討

原水污染因素對白色晶狀物形成機制的影響。黃河三角洲地區瀕臨渤海灣，土壤資源以鹽堿地為主，引蓄黃河水進入當地水庫是該地區飲用及生產生活用水主要來源，同時，由于夏季氣候因素的影響，水庫蓄用黃河水中無機鹽類溶解度有所增高，水庫中藻類、浮游生物類、菌類生物繁殖迅速，也提高了地表水有機質、污染物含量，造成水庫蓄水電導率急劇增高，雖然經過自來水公司初步消毒過濾處理，但是，沒用完全消除水質影響，造成原水電導率急劇升高，原水電導率達到1000μS/cm以上，另外，由于夏季氣溫較高，造成原水中無機鹽類溶解度升高，提高了原水無機鹽含量，也推高了原水電導率，降低了食品工業用水質量，而原水無機鹽類、有機質膠體物質的升高，勢必影響反滲透膜過濾設備工作效率，甚至破壞膜過濾介質。

反滲透設備操作程序因素對白色晶狀物形成機制的影響。反滲透膜過濾設備的使用操作手冊明確要求，開機使用時應當首先對膜過濾設備進行反洗，反洗完畢后進行正向操作，待凈水電導率穩定、并符合工藝要求后，再進行凈化水收集儲存；膜過濾設備關機前，也必須進行反洗處理，反洗完畢進入關機程序，其目的就是為了預防污水中積聚的雜質對膜過濾設備的破壞，以及膜過濾設備凈水收集效率的影響，避免損壞膜過濾設備，提高過過濾介質使用年限，然而，某些企業對反滲透膜過濾設備疏于管理，甚至不配備規范的設備操作工，設備操作程序不規范，勢必造成膜過濾原件周邊及表面無機鹽、有機物、菌類、膠體等各類物質的積聚，形成半粘稠狀白色粥狀結晶物質，造成膜過濾元件的損壞。

此外，反滲透膜過濾設備的原水預處理工序分別是砂濾、碳濾和中空纖維超濾設備三級預處理，分別濾除大顆粒、大分子物質；有機膠狀物、色素類、異雜味物質；水體菌類、小分子難溶鹽類物質，由于夏季氣溫較高，以上物質較為富集，如果對原水預處理設施疏于管理，或者不按照工藝要求對砂濾、碳濾進行定期反洗，不按規定工藝適時更換中空超濾纖維介質，勢必會增加反滲透膜過濾元件負擔，降低使用壽命。

阻垢劑選擇及泵入量因素對白色晶狀物形成機制的影響。反滲透膜過濾裝置的濃水極易受到顆粒、膠體和難溶鹽的污染，包括細菌、淤泥、膠體硅、鐵腐蝕產物等，除鹽水系統預處理部分所用的藥品如聚合鋁和三氧化鐵或陽離子聚電解質，如在膜表面生成CaC03、Ca3（P04）2、CaS04、BaS04、SrS04、金屬氧化物、硅酸化合物等沉積物，導致系統供水壓力和清洗頻率增加，出水量或脫鹽率下降，無機鹽類大量積聚，甚至使膜元件提前報廢，因此，選擇阻垢效果好、工藝配方合理的阻垢劑是防止無機鹽大量集聚的主要因素，其次，在凈化水生產過程中，選擇恰當的阻垢劑泵入量也相當重要，特別是夏季來臨、原水電導率升高階段，更應適當增加阻垢劑泵入量，確保無機鹽類隨污水管路排出，保證膜組件使用壽命。

污水管道排放量因素對白色晶狀物形成機制的影響。由于夏季來臨、原水電導率升高，伴隨而來的阻垢劑泵入量的增加，勢必造成污水濃度的增加，一般情況下，新設備的凈化水得率與濃水排放比例為：凈化水∶濃水=3∶1，運行周期長的設備甚至要求濃水排放量大于凈化水得率的35%以上，然而，有部分企業為了提高原水利用率、增加凈化水得率，對污水收集排放管道人為限流，排污管路閥門經常處于半開合狀態或小流量排放狀態，隨著時間推移，必將造成污水中大量積聚的無機鹽類、膠體積聚物等物質不能有效排放，勢必造成污水中大量積聚的無機鹽類、膠體積聚物依次緩慢沉積在膜過濾組件表面，時間稍長就會出現半粘稠狀白色粥狀結晶物質徹底阻塞膜過濾元器件，造成膜過濾元件的快速報廢。

預防反滲透膜凈化水設備白色晶狀物形成積聚的解決措施

根據以上反滲透凈化水設備白色晶狀物形成機制的分析探討，對預防反滲透膜凈化水設備白色晶狀物形成積聚的解決措施，以及反滲透凈化水設備的規范使用，提出如下幾點要求：

嚴格執行原水預處理設施工藝要求，提高設備工作效率、增加原水PH值調節罐。嚴格執行原水預處理設施工藝要求，對砂濾、碳濾進行定期反洗，適時更換中空超濾纖維介質，提高與納稅預處理設施運行效率，降低原水中大顆粒、大分子物質、有機膠狀物、色素類、異雜味物質、水體菌類、難溶鹽類物質；同時增加原水PH值調節儲罐，破壞原水膠體有機物質等電點，促進膠體凝聚，便于膠體物質濾除，提高膜過濾原件工作效率和使用壽命。

嚴格設備操作程序、設立專項設備責任人。為預防人為因素和設備運行程序對設備造成的損失，必須嚴格執行反滲透膜過濾設備使用操作手冊工藝要求，指定專項設備責任人運行反滲透凈化水設備，確保反洗、藥洗等操作工藝步驟落實到位。

慎重選擇足夠及種類、適時調節阻垢劑泵入量。阻垢劑的選擇直接影響設備使用效率和使用壽命，不慎選擇阻垢效果不合理的阻垢劑，將造成膜過濾原件嚴重損失，因此對阻垢劑試用品種必須進行精選，選擇合適的阻垢劑品種，同時，夏季必須適當增加阻垢劑泵入量和泵入頻次，對阻垢劑添加量實時監測，保證阻垢劑用量保持在4ml/L原水以上，確保無機鹽積聚物、膠體凝聚物能夠隨污水管路有效排放。

保持排污管路閥門處于完全開合狀態。嚴厲杜絕對污水收集排放管道人為限流、排污管路閥門處于半開合狀態或小流量排放狀態，有效保證污水管路排放量，對污水管路閥門實施全開和狀態，確保大量積聚的無機鹽積聚物、膠體凝聚物能夠隨污水管路有效排放。

文章對反滲透膜凈化水設備白色晶狀物形成機制進行了探討，對預防白色晶狀物積聚提出了解決措施，取得了良好的結果，主要結論如下：

（1）本文對反滲透膜凈化水設備出現的半粘稠狀白色粥狀結晶物質進行了物理及化學分析，對白色晶狀物形成機制得出了有效結論。

（2）本文對預防反滲透膜凈化水設備白色晶狀物形成積聚提出了解決措施，取得了良好的結果，對提高反滲透膜過濾設備運營效率、提高膜過濾元件使用壽命、降低生產成本，起到了有力的保障作用。