反滲透系統是中小型全自動超純水處理設備不可或缺的一個重要環節,但是反滲透系統也存在著一個隱患,反滲透膜在處理運行的過程中,液體分子透過膜元件之后,膜表面的含鹽量會逐漸增加,從而形成較高的濃水層,此層會與水流形成很大的濃度梯度,這種現象就是膜的濃差極化。
一、反滲透膜濃差極化的危害
1、由于膜元件表面濃度高,因而相應的壓力就會隨之升高。滲透壓力升高之后,原來的運行條件發生變化,導致產水量下降,想要達到原定產水量,就需提高給水壓力。
2、膜元件界面濃度升高,易結垢的物質增加了沉淀的速度,加速了膜污染現象的發生,造成膜性能下降。
3、采取鹽擴散脫離加侖膜表面方式應對形成的濃度梯度,但是膠體物質擴散要比鹽分擴散速度慢數千倍,濃度極化是導致反滲透膜元件交替污染的重要原因之一。
4、濃差極化會促使鹽水的滲透壓加大,從而導致反滲透所需壓力持續加大。另外還有可能引起難溶鹽在膜表面的析出。
二、濃差極化消除措施
1、增高流速法
首先可以采用化工上常用的增加騷動的措施。也就是設法加大流體流過膜面的線速度。減少流體停留的時間,增加中小型全自動超純水處理設備中流體的速度來減小溶質的吸附時間,流速增大溶質不易吸附。
2、填料法
如將29~100um的小球放入被處理的液體中,令其共同流經反滲透系統以減小膜邊界層的厚度而增大透過速度。小球的材質可用玻璃或甲基丙烯酸甲酯制作,此外對管式反滲透系統來說,也可向進料液中填加微型海綿球,不過,對板框式和螺旋卷式膜組件而言,加填料的方法是不適宜的,主要是因為有將流道堵塞的危險。
3、脈沖法
在水處理設備流程中增設一脈沖發生裝置,脈沖振幅和頻率不同,一般振幅越大或頻率越高,透過的流速也越大。在所有測試裝置中廣泛應用攪拌器,經驗表明傳質系數與攪拌器的轉數成直線關系。
4、裝設湍流促進器
湍流促進器是指可強化流態的多種障礙物,例如對管式組件而言,內部安裝螺旋擋板。對板式或卷式的膜組件可內襯網柵等物以促進湍流,這種湍流促進器效果非常好。
5、加分散阻垢劑
為了防止水處理設備中反滲透膜結垢,加入硫酸或鹽酸調節PH值,但是由于酸系統腐蝕和泄露讓操作者感到麻煩,因此一般加入分散阻垢劑維持水處理系統正常運行。
6、攪拌法
是目前應用廣泛,特別是在測試裝置中必定使用的一種方法,其主要做法是在膜面附近增設攪拌器,也可以把裝置放在磁力攪拌器上回轉使用。實驗表明,傳質系數與攪拌器的轉數成直線關系。