钢铁企业废水回用反渗透膜污染原因分析与处理

随着环境保护标准的不断提高，反渗透技术在工业领域得到了广泛的应用，从海水淡化、咸水淡化、纯水制备到工业废水的处理和再循环等方面都得到了发展。钢铁企业是一种大规模废水排放，具有排水量大、浊度高、污染物成分复杂等特点，需要采用经济有效的回收技术进行回收利用。在目前的回收技术中，反渗透是常用的技术，本文主要研究和分析了钢铁企业废水反渗透膜污染的原因和处理方法。

首先，钢铁企业先进的处理工艺

2013年，某钢铁企业实施了污水深度处理工程。以下主要分析了反渗透膜处理系统污染的原因，并提出了相应的解决方案。

深水处理系统的问题

(1)在深度水处理系统中的反渗透膜，使用后一周保持一次，每3个月采用酸化学清洗。

(2)后四年使用该装置中，入口压力，脱盐处理系统的效率都受到了影响，从而影响处理系统的效率和质量。

(3)经分析，发现污染源为反渗透膜，通过膜清洗解决了问题。

第三，膜污染的原因分析。

膜污染通常反映在膜通量的减少和分离速率的降低中，这通常导致反渗透设备的高操作压力和较低的输出。膜污染通常是微生物吸附与生长、大颗粒粘附和无机物污染的几种共同作用的结果。具体原因可分为以下几个部分：

(a)所述膜本身的对膜污染性能的影响

膜性能是指膜组件的物理化学性能、结构特性和类型特性。聚酰胺复合膜是一种常用的膜材料，具有压力低、脱盐率高、通量大、稳定性好等优点，但与醋酸纤维素膜相比，耐氯、抗氧化性能差，其抗垢性能也不如醋酸纤维素膜。疏水膜除盐能力强，但对有机物的去除能力弱，比亲水膜更容易堵塞。不同结构的膜组件具有不同的抗污染能力。板式框架结构抗污染能力最强，筒式和中空纤维结构抗污染能力相对较弱。因此，在不同水质条件下，应根据具体需要选择膜的使用方式，以减少膜在使用过程中的污染频率。

( 二) 水质与膜污染

水质对膜污染的防治因水质的不同而有所不同。有机质小分子对膜的污染主要是由于膜与膜之间形成氢键，减少了穿透面积，降低了膜的通量。胶体难以通过渗透膜，在膜表面被拦截和吸附。当摄入sdi指数不被控制时，渗透膜表面形成半胶束的污垢往往会导致膜污染。微生物通常用细菌、生物膜、藻类和真菌污染膜。细菌可将乙酸纤维作为养分消化，因此醋酸膜易受细菌侵蚀;对于复合膜，虽然不易受细菌影响，但各种微生物被吸附在膜表面，生长在膜表面。各种粘膜会造成膜的污染，其代谢产生的聚合物也会在膜表面形成生物质膜，导致膜污染。

(三)工作条件和膜污染

的膜的主要因素的工作条件有温度，压力，pH值，剪切速率等。水分子与运动能力，增加的通量，但膜，随之缩短使用寿命的稳定性越差，它是在5〜45℃的膜的一般允许工作温度，最佳温度所需的20〜35℃。的压力的增加被施加，水会加速渗透速率，增加的通量，但会成为在膜表面上日益强烈胶体沉积倾向。当溶质，并具有用于所述膜的强亲和力，增加压力会增加膜的流动性的孔的溶质分子，的剪切力所产生的对流溶质分子穿透细胞膜，导致降低的膜分离率。大的剪切速率快的传质，浓度极化弱，高通量，和通量缓慢下降;但是更大光通量，水压增加的停留时间，污垢膜表面层可以更紧密地，膜通量下降更快。

四、解决反渗透膜污染问题的措施

(一)使用耐污染或者改性的膜的

具有抗污染性能的膜有两种类型，一类是流道宽、不易堵塞、能抵抗污染，另一类是膜不适合用于纯水的制备和选择，另一类是对膜表面进行改性，根据水质选择电膜(负电膜、正膜和中性膜)，根据电斥力的工作原理，不易在膜表面沉积和积累具有特定性能的污染物质，以保证膜的抗污染特性得以实现。

(B)强化前处理水质

原水中的物质含量高，会造成膜污染，不能满足膜的进水条件要求。需要对其进行预处理，以尽量减少或去除造成膜污染的物质，从而减少反渗透膜污染的趋势。造成膜污染和堵塞的主要原因是灭菌不彻底，膜系统入口浊度高，入口sdi值高。

对于微生物、氯化、臭氧杀菌或杀真菌剂的使用，但使用时注意游离氯会对膜造成永久性损害;对于有机物、悬浮物、胶体等，可通过澄清去除，沉淀、过滤或活性碳吸附、絮凝微过滤、超滤等，降低膜入口浊度和sdi值，为便于结垢盐，可采用鳞片阻滞剂进行处理。注意，阻滞剂被用作促进细菌繁殖的营养素。

(iii)优化膜组件的工作环境,

在膜元件的操作中，当需要严格控制膜元件制造膜元件工作环境的膜，具体的应用过程中，根据实际情况的工作参数的进一步优化的操作条件下，在为了延长该膜的寿命，降低了生产成本。

( 四) 膜污染后的清洗

膜污染只能减少，但不能完全避免。科学清洗膜可以延长膜的使用寿命。在具体的清洗过程中，要根据实际情况参照膜说明书来完成。例如，面对严重的有机污染，适当增加清洗液中三聚磷酸钠的含量，可以使清洗效果更好。

五、结语

总之，为了更好地降低膜污染对水处理的影响，必须对水质进行充分分析，制定合理的处理工艺，并在早期设计中选择合适的反渗透膜。如果使用过程中出现膜污染，也有必要明确膜污染的原因。只有采取有针对性的措施才能解决这些问题。