反滲透膜微生物污染控制方法
1. 微生物發酵雜菌污染的途徑 控制方法
你是指實驗室還是車間生產?
對實驗室,首先是實驗室環境。實驗室內可能做過多種微生物實驗,通常微生物種類和數量較高。如果是搖床,只能是6-8層紗布,很難防住微生物。所以除器皿嚴格消毒滅菌外,要對實驗室經常性地用甲醛、乙酸進行熏蒸,紫外線燈也不能少。如果是小型發酵罐,情況會好一些。內部消毒滅菌要嚴格按照要求進行,在保證室內微生物數量情況下,空氣過濾系統就是關鍵了。
如果是車間大生產,首先是保證種子無污染。因為通常發酵罐工作時是正壓狀態,主要仍是空氣過濾系統,特別是過濾器和空氣殺菌消毒裝置,采風口最好是高空,一定要保證過濾和殺菌效率。其次是發酵罐和管道消毒,特別是要關注閥門、彎頭和邊邊角角可能存在的死角。再次是車間環境,漂白粉、消毒液、紫外線燈,一個都不能少。還有灰塵,曾聽說,有質管員戴著白手套在車間里到處亂摸,手套臟了就算不合格。這個不能算過分。
廠區環境也是防止發酵污染的關注點。道路要干凈,沒有灰塵;裸露地面要綠化,不能起灰;牆角、陰濕的地方經常消毒滅菌;下水道經常消毒滅菌。。。
一般發酵後期多少都會有一些染菌,但對生產已經不會有大的影響了。但要注意排料時的殺菌,升溫70℃再放罐,這是保證廠區環境和下水道菌濃度低的措施之一。
反滲透:精度為復0.0001微米.水溶液的不可制溶物質(鐵銹、泥沙等懸浮物)、膠體物質、微生物、有機物和可溶解的物質都不能通過反滲透膜. 0.0001 microns reverse osmosis:precision.The aqueous solution of unsolvable substance (such as rust,sediment suspension),colloidal substance, microbe,resial chlorine,organic matter and soluble substances by reverse osmosis membrane. _德蘭梅爾提供
3. 怎麼樣盡可能的避免上海超高壓反滲透膜發生污染
盡量不要改變水源水質。不同水源的水質不同,水中雜質、微生物和礦版物質元素的含量也權不同。因此,如果水源水質經常變化,會增加反滲透膜的預處理負荷,因此對反滲透膜的污染影響也會增加。為了避免污染,我們應該盡量使用同一水源。
正確加葯。如果採用復合聚醯胺反滲透膜,在使用過程中要添加適量的化學葯劑,以保護反滲透膜,減少微生物對反滲透膜的污染。
水中含有各種雜質,而凈化設備與反滲透原理一樣對其進行凈化,因此反滲透膜的性能自然會隨著時間的增加而下降。但是,如果清洗不及時或清洗方法不正確,會加速反滲透膜的下降過程,造成膜污染。因此,應根據使用頻率及時、正確地清洗反滲透膜。
通過控制適當的進水條件,如pH值、溫度、降低系統回收率和使用合適的阻垢劑,可以防止結垢物的形成。
當反滲透膜系統有微生物污染時,應及時進行滅菌和化學清洗,防止微生物增殖。為防止微生物產生耐葯性,應定期更換殺菌劑的種類和滅菌方法。
有效控制反滲透膜污染是提高反滲透膜系統產水率的重要操作,需要配合相關規范對反滲透膜進行正確的維護,從而延長其使用壽命。
4. 避免反滲透膜受到污染有哪些好辦法
1.1 反滲透膜膜性能的損壞,而造成膜污染
聚酯材料增強無紡布,約120μm厚;
聚碸材料多孔中間支撐層,約40μm厚;
聚醯胺材料超薄分離層,約0.2μm厚。
根據其性能結構,如滲透膜膜性能損壞有可能有以下幾點原因:
新反滲透膜的保養不規范;
停運狀態下,反滲透膜保養不規范;
環境溫度在5℃以下;
系統在高壓狀態下運行;
關機時的操作不當。
水質變化頻繁而造成膜污染
原水水質同設計時的水質有變化,使預處理負荷加大,由於進水中含無機物、有機物、微生物、粒狀物和膠體等雜質增多,因此膜污染機率增大。
清洗不及時與清洗方法不正確而造成膜污染
在使用過程中,膜除了性能的正常衰減外,清洗不及時與清洗方法不正確也是導致膜污染嚴重的一個重要因素。
沒有正確投加葯劑
復合聚醯胺膜在使用中,因為聚醯胺膜耐余氯性差,在使用中沒有正確投加氯等消毒劑,加上用戶對微生物的預防重視不夠,容易導致微生物的污染。
膜表面磨損
膜元件被異物堵塞或膜表面受到磨損(如沙粒等),此種情況要用探測法探測系統內元件,找到已經損壞元件,改造預處理,更換膜元件
反滲透膜污染的現象
在反滲透操作過程中,由於膜的選擇透過性,使得某些溶質在膜面附近發生積聚,從而發生膜污堵現象。
常見的污堵徵兆有以下幾種:一種是生物污堵(症狀逐漸出現)有機沉積物主要是活的或死的微生物、碳氫化合物衍生物、天然有機聚合體以及所有含碳物質。最初表現為脫鹽率上升、壓降升高和產水降低。再有就是膠體污堵(症狀逐漸出現)膜分離過程中,金屬離子的濃縮及溶液PH值的變化,都有可能是金屬氫氧化物(主要以Fe(OH)3為代表)沉積,造成污堵。最初表現為脫鹽率的輕微降低,並逐步增大,最後壓降升高和產水降低。還有是顆粒物污堵反滲透系統在運行過程中,如果保安過濾器出現問題,會導致顆粒物進入系統,造成膜的顆粒物污堵。
最初表現為濃水流速增加,脫鹽率在初期變化不大,產水量逐漸降低,系統壓降升高很快。最後常見的還有化學結垢(症狀很快出現)當給水含有較高的Ca2+、Mg2+、HCO3-、CO32-、SO42-等離子時,會產生CaCO3、CaSO4、MgCO3等垢沉積在膜表面上。其表現為脫鹽率下降,特別在最後一段十分明顯,以及產水量下降。
膜污染是導致膜滲透流量下降的主要原因
包括膜的孔道和大分子溶質堵塞引起膜過濾阻力增加;溶質在孔內壁吸附;膜面形成凝膠層增加傳質阻力。組分在膜孔中沉積,將造成膜孔減小甚至堵塞,實際上減小了膜的有效面積。組分在膜表面沉積形成的污染層所產生的額外阻力可能遠大於膜本身的阻力,而使滲透流量與膜本身的滲透性無關[25]。這種影響是不可逆的,污染程度同膜材料、保留液中溶劑以及大分子溶質的濃度、性質、溶液的pH值、離子強度、電荷組成、溫度和操作壓力等有關,污染嚴重時能使膜通量下降80%以上。
解決辦法
完善預處理
反滲透預處理是為了做到:
(1)防止膜表面上污染,即防止懸浮雜質、微生物、膠體物質等附著在膜表面上或污堵膜元件水流通道。
(2)防止膜表面上結垢。反滲透裝置運行中,由於水的濃縮,有一些難溶鹽沉積在膜表面上,因此要防止這些難溶鹽的生成。
(3)確保膜免受機械和化學損傷,以使膜有良好的性能和足夠長的使用時間。
對膜進行清洗
盡管料液經過各種預處理措施,長期使用後膜表面還可能產生沉積和結垢,使膜孔堵塞,產水量下降,因此對污染膜進行定期的清洗是必要的。但反滲透膜系統不能等到污染很嚴重後才來清洗,這樣將會增加清洗難度,也使清洗步驟增多和清洗時間延長。要正確地把握清洗時機,及時清除污垢。
清洗條件:
a. 產品水量比正常時下降5%-10%。
b. 為保正產品水量,修正溫度後的供水壓力增加10%-15%。
c. 透過水質電導率(含鹽量增加)增加5%-10%。
d. 多段RO系統,通過不同段的壓降明顯增加。
清洗方法:先進行系統反沖;再進行負壓清洗;有必要的情況下進行機械清洗;再進行化學清洗;有條件的可以超聲清洗;在線電場清洗是一種很好的方法,便價格昂貴;由於化學清洗效果比較好,其餘方法有些不容易實現,而各供應商提供的葯劑雖名稱及使用方法不盡相同,但其原理大致相同。
清洗步驟如下:
清洗單段系統:⑴配置清洗液;⑵低流量輸入清洗液;⑶循環;⑷浸泡;⑸高流量水泵循環;⑹沖洗;⑺重啟系統。
針對特殊污染物清洗有:清洗硫酸鹽垢、清洗碳酸鹽垢、清洗鐵錳污染、清洗有機物污染等。
對膜進行適宜保養
新反滲透膜的保養新的反滲透膜元件通常浸潤1%NaHSO3和18%的甘油水溶液後貯存在密封的塑料袋中。在塑料袋不破的情況下,貯存1年左右,也不會影響其壽命和性能。當塑料袋開口後,應盡快使用,以免因NaHSO3在空氣中氧化,對元件產生不良影響。因此膜應盡量在使用前開封。在非生產期內,反滲透系統的保養就是一個比較重要的問題。可按以下方法進行。
1、系統短期內停運(1-3天):停運前,先對系統進行低壓(0.2-0.4MPa),大流量(約等於系統的產水量)沖洗,時間為14~16分鍾;保持平常的自然水流,讓水流入濃水道。
2、系統停運一周以上(環境溫度在5℃以上):停運前,先對系統進行低壓(0.2-0.4MPa),大流量(約等於系統的產水量)沖洗,時間為14~16分鍾;按照反滲透系統操作說明書中有關系統化學清洗的方法進行化學清洗;化學清洗完畢後,沖洗干凈反滲透膜;配製0.5%的福爾馬林溶液,低壓輸入系統內,循環10分鍾;關閉所有系統的閥門,進行封存;
如系統停運10天以上,則每10天須更換一次福爾馬林溶液。
3、環境溫度在5℃以下:停運前,先對系統進行低壓(0.2-0.4MPa),大流量(約等於系統的產水量)沖洗,時間為14~16分鍾;在有條件的地方,可將環境溫度升高到5℃以上,然後按照1的方法,進行系統保養;若無條件對環境溫度進行升高,則:低壓(0.1MPa),流量為系統產水量的1/3的水進行長流,以防止反滲透膜被凍壞,並且保證每天使系統運行2小時;按照1中2)、3)的方法,對反滲透膜進行清洗後,將反滲透膜取出,移至環境溫度大於5℃的地方,浸泡在配製好的0.5%的福爾馬林溶液中,每兩天翻轉一次,系統管道中的水應排放干凈,以防止因結冰而造成系統的損壞。
5. 反滲透進水前微生物的檢測方法實驗室
反滲透膜元件作為深層的過濾手段,其表面不可避免的會殘留有膠體、微生物、雜質顆粒及難溶鹽類在其表面的析出,因此,在多種領域使用的反滲透裝置,一旦投入使用,最終都需要清洗,只是清洗周期的長短不同而已。然而,在線清洗作為一種反滲透系統清洗保養、沖擊性殺菌以及定期保護的手段,在面臨反滲透膜元件重度污染時就顯得無能為力,這個時候就需要對反滲透膜元件進行離線清洗。
1. 反滲透膜元件重度污染的原因、特徵
雖然反滲透系統的設計中都會有一定程度的富裕量,以保證在緊急時刻不至於因為反滲透系統的產水量或脫鹽率下降、反滲透系統壓差升高而使得供水不足而對安全生產造成威脅,但實際上也正是由於這些富裕量的存在才使得有時候隱藏的故障不能夠及時的表現出來,這樣最終可能就演變為反滲透膜元件的重度污染。
2. 反滲透膜元件重度污染的概念
指反滲透系統進水中所含的懸浮物、膠體、有機物、微生物及其它顆粒對RO膜產生的表面附著、沉積污染或者水中的化學離子成分在膜表面因濃差極化等因素導致的離子積大於溶度積後的化學垢類生成等現象。重度污染則指污染後的單段壓差大於系統投運初期單段壓差值的2倍以上、反滲透系統產水量下降30%以上或者單支反滲透膜元件重量超過正常數值3公斤以上的情況。
3. 反滲透膜元件的離線清洗方式及步驟
3.1 首先用性能優良的備用膜元件替換反滲透系統上的待清洗膜元件, 以保證反滲透系統不停止運行,保證整個生產工藝的持續穩定。
3.2 反滲透膜元件性能測試:
對每一支膜元件單獨測試其各項性能指標,包括:脫鹽率、產水量、壓差、重量等,並作好測試前記錄脫鹽率、產水量和壓差測試條件:符合不同類型膜廠商提供的標准。
3.3 系統清洗前了解系統目前運行狀況。
3.4 採集運行反滲透系統的各參數指標,作好原始記錄。
3.5 根據用戶原水全分析報告、性能測試結果及所了解的系統信息判斷清洗流程。
3.6 污染物的鑒定。首先根據3.5的分析結果初步判定,再通過特殊的設備、器具作進一步的驗證,以確定具體污染物類型。
3.7 根據3.5、3.6的分析結果,確定所需清洗配方。當RO膜上的污染物確定後,我們可以選擇膜製造商提供的系列配方,選擇較為合適的一種或兩種配方;或者選擇特殊配方(當 RO 膜被特殊的污染物污染時,採用普通的配方效果欠佳,或者從經濟性角度比較時,特殊配方較為經濟)。目前,國內外有許多反滲透膜元件清洗的專用葯劑。
3.8 在反滲透專用清洗設備上用以上清洗劑結合物理處理清洗手段進行試驗性清洗,以選擇恰當的清洗配方和清洗程序。
3.9 確定清洗方法,對以上所有膜元件進行處理。
3.10 對清洗後的膜元件進入測試平台進行測試並作記錄,不符合要求的將重新送入清洗設備進行處理。
3.11 整理清洗數據資料,寫出清洗總結報告。
在反滲透的污染控制中,最根本的措施在於以反滲透為核心的水處理系統的設計及製造安裝過程、反滲透系統各種耗材的選擇、運行管理水平等方面的控制。這些方面的良好把握對反滲透系統的安全健康運行起著至關重要的作用。
當然,當反滲透系統發生嚴重污染時,首先採取的措施一定是要分析污染的原因、查找解決污染的方法,並通過恰當的途徑在最短的時間內對反滲透系統進行清洗,因為隨著時間的延長,意味著清洗難度的下降。
6. 陶氏耐酸卷式納濾膜的污染如何進行控制及防止
通來過對不同的膜污染情況採取相自應的措施來減小膜的污染程度,目前控制納濾過程污染的方法大體可分為以下四種:
1、清洗:清洗方法的選擇主要取決於納濾膜的構型、 膜種類和耐化學試劑能力以及污染物的種類,常用的方法有物理方法和化學方法兩類。
2、改變物料的性質:在膜過濾之前,對料液進行預處理,如熱處理、加配合劑(EDTA等)、活性炭吸附、預微濾和預超濾等,以去除一些較大的粒子;也可調節pH遠離蛋白質等電點從而減輕吸附作用造成的膜污染。
3、改變操作方式:改變操作方式實際上是改善膜面流動方式,其主要方法有:一是在膜過程中採取一定的操作策略;另外則是優化和改進膜組件及膜系統結構設計。用這兩種方法可讓流體在膜組件中的流動呈現出減輕膜污染和濃差極化的理想狀態。
4、納濾膜的改性:改變膜材料或膜的表面性質把膜表面改變成親水性的,為了強化膜的操作性能,減少膜污染,膜表面的更新是一種方法,膜面與溶質的物理化學相互作用可由合適的表面活性劑來控制。
7. 如何有效檢測和控制微生物污染
可以採用快速測菌片針對加工現場槽液,生產用水和設備的微生物污染水平進行評估。使用邁肯快速測菌片在現場直接對樣品進行檢測培養,然後和標准圖譜對比判斷其污染水平。
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❖准確檢測小於10∧2數量級菌落
當微生物污染水平超標情況下,現場維護人員需要針對細菌和真菌做出相應的處理方案,建議採用復配型的防腐防霉劑進行殺菌處理。例如針對細菌問題,添加異噻唑啉酮(卡松,BIT,MIT)和緩釋甲醛(BK,DMDMH等)類型的成分,快速降低細菌菌落數量。如果槽液中出現大量的真菌污染,建議採用BBIT,OIT,吡啶等抗真菌劑進行處理。在第一時間控制微生物污染水平,同時添加適量有機胺調整槽液pH值,穩定的pH可以有效協助金屬加工液防腐防霉的效果。
根據現場微生物污染菌落情況,在濃縮液配方中採用復配型殺菌劑,採用不同殺菌機理的殺菌劑成分,有效避免槽液中可能出現的耐葯性菌株。同時配方還需要考慮工人皮膚刺激性,客戶對殺菌劑的法規要求。目前配方中主要使用的殺菌劑分為兩大類,分別為無甲醛和緩釋甲醛類型。其中無甲醛類型殺菌劑包括BIT、MIT、MBIT、BBIT、OIT等異噻唑啉酮衍生物;緩釋甲醛類型包括BK、MBM等成分,兩者具有完全不同的殺菌作用機理,可以配合使用從而降低單位用量,除了考慮以上因素,不同配方體系中採用不同的防銹,表活成分,因而其生物穩定性會有很大差異,可以通過邁肯微生物實驗室的防腐挑戰實驗針對不同的配方體系,進行性能對比,確定量身定製有效的復配殺菌方案。
8. 控制食品微生物污染的措施
微生物超標是作為判定食品被污染程度的標志,也是判斷其保存能力的指標。食品中細菌菌落總數越多,則食品含有致病菌的可能性越大,食品質量就越差;菌落總數越小,則食品含有致病菌的可能性越小。統計發現,導致這些食品不合格的原因包括很多,微生物污染是問題食品主因,一般微生物超標原因是個別企業可能未按要求嚴格控制生產加工過程的衛生條件如:
1、生產設備消毒不到位
2、生產環境消毒不到位
3、包裝材料清洗消毒不到位
4、產品包裝密封不嚴、
5、人員消毒不到位(更衣室,工作服等)
6、儲運條件控制不當、
7、工器具等生產設備消毒不到位、
8、有滅菌工藝的產品滅菌不徹底。
在消毒劑領域,傳統的方式包括紫外線燈照射殺菌、葯物噴灑滅菌、臭氧、採用初中高效三級過濾方式濾塵等。不可否認在過去的很多年中,他們在之前的食品安全上有著突出的貢獻,但隨著現在國家監管及食品質量的不斷提升,缺點也慢慢體現出來。
紫外線燈照射殺菌:紫外線燈對人體有害,所以只能在靜態(無人)的情況下使用,實際生產時為細菌二次污染食品的提供機會。紫外線燈還有一個弊端,有效輻照距離為1.5米,開啟時空氣中大部分細菌、病毒只是暫時擊暈(隱藏在0.6M以下或輻照距離外),並未完全殺死;關閉時,待人、物流動後被擊暈的細菌、病毒會反彈,使空氣浮游菌數量更高。
葯物噴灑滅菌:如過氧乙酸、次氯酸鈉等,因強烈的氣化作用,刺激性很強,只能在靜態(無人)的情況下使用。多數出口食品企業也不在用噴灑方法滅菌,主要原因是極易造成二次污染。化學試劑易在食品中殘留,對作業人員的皮膚、神經系統、腸胃及呼吸道也有影響,長期容易患毒害性職業病。
臭氧:使用面比較廣,其殺菌效果取決於車間濕度及臭氧濃度大小。在靜態(無人)的狀態下使用,對器具、設備有氧化、腐蝕作用。由於臭氧會造成人的神經中毒、引發支氣管炎和肺氣腫等危害。
初中高效三級過濾方式濾塵:目前,潔凈室無法在食品行業普及(保健食品除外),原因如下:1、潔凈室造價高、耗電大、易損耗品更換頻繁,運行成本大;2、現有食品企業多為老式廠房,改造成本大,搬遷或重建時則報廢。因此,無塵潔凈室對諸多企業而言成了一種擺設,一種形象工程,只有上級檢查時才開啟。
通過以上常用方法比較,得出如下結論:很多企業無法穩定,有效,長期的控制微生物,究其原因就是消毒產品和消毒方案不正確的緣故。因此解決食品微生物超標的的一個重要前提是:了解客戶生產工藝,制定專門的消毒方案和選擇一款優質的消毒劑。
奧克泰士作為進入中國5年的品牌,深耕於食品行業,對眾多產品的生產流程了如指掌,配合我們獨有的消毒方案和專業的技術人員,奧克泰士己經為超過1000多家食品生產企業解決了食品微生物超標問題。
奧克泰士—德國原裝進口,專為食品廠設計,奧克泰士配合空間、環境、物表等可達到食品企業消毒滅菌的要求,近來深受食品企業的青睞。其主要成分是由食品級過氧化氫和銀離子組成的復合型溶劑,食品級無色無味無毒無殘留型。
產品經過IFS國際食品標准認證,歐盟EMAS檢測認證、ISO9001/ISO14001管道體系認證、德國萊茵TUV認證等。由於產品其獨特的作用原理,能夠快速殺滅包括芽孢、細菌孢子、真菌孢子、放射菌、分支桿菌、酵母菌、黴菌、病毒、大腸菌群、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、志賀氏菌、溶血性鏈球菌、李斯特菌、大腸埃希菌、副溶血性弧菌、肉毒桿菌、霍亂弧菌、變形桿菌、空腸彎麴菌、蠟樣芽孢桿菌、平酸菌、耶爾森氏菌、阪崎腸桿菌、蛔蟲卵等在內的所有類型的微生物。
奧克泰士食品廠專用消毒滅菌劑,是利用消毒劑的質量特性在鹼性條件下穩定,在酸性條件下殺菌效果良好的特點,利用德國技術工藝將消毒劑和酸性活化劑分別加工,經總混壓片制備的同體速溶性消毒劑.是集消毒、清洗、滅菌三者合一的產品,穩定性好、無刺激性氣味,對人體健康安全無副作用,使用非常方便,樣品在54℃上儲存14天,有效成分降解率達到3.83%,通過測試,奧克泰士的穩定性良好,殺菌效果符合同家衛生部《消毒技術規范》規定要求。
奧克泰士為食品企業微生物控制展現了嶄新的前景:
奧克泰士作為德國原裝進口食品級高效無殘留的清洗消毒劑,能夠高效殺滅各種微生物,且殘留只有水和氧氣,真正無害,無毒性,無腐蝕性,無味,且作為消毒劑使用時,無刺激性,甚至可以直接飲用。
它可以作為熏蒸使用代替甲醛,在達到殺滅微生物的同時,無任何刺激性,無需靜置,熏蒸完畢後,即刻可以生產。
它可以作為純化水的抑菌劑,通過微量的添加,達到抑制循環水微生物,藻類控制的目的。更重要的是,奧克泰士是全球為數不多的一款能夠有效去除生物膜的殺菌消毒劑,它作為C/D 區的物體表面消毒,人員手部消毒用時,使用後,無需沖洗,且具有保護皮膚的作用,沒有任何腐蝕性。不會產生耐葯性,不受溫度、PH 值、光照的影響,可以長期儲存。
要預防和控制膜污染,首先要了解各種膜過程的過濾機理。一般來說,微/超濾過程主要遵循篩分機理,反滲透過程遵循溶解-擴散機理。相應地,反滲透膜的污染一般為膜面污染,而微/超濾膜的污染一般為表面凝膠層污染和孔內吸附及孔堵塞引起的膜污染。表面污染一般為可逆膜污染,而孔內堵塞和吸附一般為不可逆膜污染。
在明確了各種膜過程的過濾機理以後,可以從以下幾個方面來預防和控制膜污染。
1 預處理工藝的選擇
預處理是指在原料液過濾前加入適當的葯劑,以改變料液或溶質的性質,或對料液進行絮凝、過濾,去除較大的懸浮粒子或膠狀物質,或調整料液的pH以去除膜污染物,從而減輕膜的負荷和污染。
在選擇預處理工藝之前,首先要明確預處理的目的。膜前進行預處理主要是為了防止或減少膜污染,將膜污染降低到最低水平。因此,可以根據不同膜過程的需求和進水要求選擇合適的預處理工藝。首先,需在實驗室確定各種膜過程中的關鍵污染物,去除或減少對膜污染起主要作用的關鍵組分。預處理的目的並不是去除所有污染物,而是去除對膜有污染或損害的關鍵污染物,因此處理要適度,過度的預處理反而會引起新的膜污染。
1.1 污水中無機結垢物質引起的膜污染的預處理工藝選擇
在雙膜系統運行過程中,結垢主要發生在反滲透膜元件上,如果超濾進水中的硬度和鹼度過高,則容易在反滲透膜段發生結垢,引起反滲透產水通量快速下降。因此,要減少反滲透膜段的結垢污染,需要對污水進行膜前預處理。防止反滲透膜結垢的預處理方式主要有以下幾種:添加阻垢劑、調酸、除硬等。
添加阻垢劑可以控制碳酸鹽垢、硫酸鹽垢以及氟化鈣垢,還可以抑制硅垢。添加的阻垢劑可分為3類:六偏磷酸鈉、有機磷酸鹽和多聚丙烯酸鹽。添加阻垢劑的優點是操作簡單,膜前無任何處理步驟,且添加劑量可精確控制;缺點是會增加濃水COD,高回收率下可能失效,阻垢劑含量高或阻垢劑種類選擇不當時仍有可能堵膜。
通過調酸,可使碳酸鈣維持溶解狀態。調酸處理的優點是操作簡單,污水pH不高時,成本低於除硬處理;缺點是調酸處理對Ca、Mg離子無去除作用,濃水側Ca、Mg離子含量仍較高,且對管路防腐要求較高。此外,僅採用加酸控制碳酸鈣結垢時,要求濃水中的 LSI 或S&DSI 指數必須為負數。
除硬處理可採用石灰-純鹼除硬或氫氧化鈉-純鹼除硬。在水中加入氫氧化鈣可去除碳酸鹽硬度,非碳酸鹽硬度可以通過加入碳酸鈉(純鹼)進一步降低。石灰除硬的優點是可同時降低硬度和鹼度,比氫氧化鈉成本低,濃水LSI降低明顯;缺點是泥渣量很大,泥渣沉降或過濾操作繁瑣。氫氧化鈉除硬的優點是泥渣量少;缺點是對鹼度去除效果不好,濃水LSI仍較高,處理成本較石灰法高。
1.2 污水中膠體引起的膜污染的預處理工藝選擇
膠體污染主要發生在超濾膜元件上,如果反滲透進水中鐵、錳、硅等含量超過一定值,則在反滲透膜元件也會形成污堵,因此,必須控制進水中的鐵、錳、硅等含量。
膠體的粒徑范圍為1 nm~1μm,在水中通常帶電。膠體粒子之間由於靜電斥力的作用,不會發生聚合,很難自然沉降。因此,必須根據膠體物質的特性,在水中加入特定化學葯劑或採用其他方法,使其沉澱下來。
超濾膜前脫除膠體的方法主要有凝聚、絮凝(包括電絮凝)、混凝或氣浮等。凝聚是在廢水中投加帶正離子的混凝葯劑,大量正離子在膠體粒子之間的存在可以消除膠體粒子之間的靜電排斥,從而使微粒聚結。常用的凝聚劑有硫酸鋁、硫酸亞鐵、明礬、氯化鐵等。絮凝是在廢水中加入高分子混凝葯劑,高分子混凝葯劑溶解後,會形成高分子聚合物,這種高聚物的結構是線型結構,線的一端拉著一個微小粒子,另一端拉著另一個微小粒子,在相距較遠兩個粒子之間起著黏結架橋的作用,使得微粒逐漸變大,最終形成大顆粒的絮凝體,加速顆粒沉降。常用的絮凝劑有聚丙烯醯胺(PAM)、聚鐵(PE)等。凝聚與絮凝結合在一起使用的過程為混凝過程。混凝對原水的懸浮物、有機物及膠體物質等雜質都有去除效果,操作簡單,處理成本低,是目前國內外應用最普遍的水處理方法。據文獻報道,一般混凝+過濾可去除60%的膠體硅,混凝+澄清過濾可去除90%的膠體硅。
1.3 污水中有機物引起的膜污染的預處理工藝選擇
在污水處理過程中,脫除和濃縮有機物是主要目標。在雙膜系統運行過程中,有機物引起的膜污染在超濾和反滲透膜段都有體現。由於煉油污水中的大分子有機物相對較多,因此超濾膜段大分子有機物引起的膜面污染可能較反滲透膜段更為嚴重。有機物容易吸附在膜面上引起膜通量急劇下降,當高分子質量的有機物為憎水性或帶正電荷時,這種吸附過程更易進行;當pH>9時,膜表面及有機物均呈負電荷,因此,高pH有利於防止有機物污染。但以乳化狀態出現的有機物會在膜表面形成有機污染薄層,引發嚴重的膜性能衰減,必須在預處理部分除去。
目前來說,膜前預處理去除有機物的方式可分為以下2大類:物理化學法和生物法。物理化學法主要包括吸附法、絮凝劑混凝沉澱法、高級氧化法;生物法主要為膜前深度生化處理,包括接觸氧化、BAF、A/O、A/O/O等。其中,吸附法常用的吸附劑為活性炭,但活性炭吸附費用較高,並且再生困難,容易產生二次污染。絮凝法可有效去除水中的懸浮性物質,防止膜發生膠體污染。高級氧化法可有效去除水中難降解有機物。生物法如接觸氧化和BAF可有效降低水中的有機物、氨氮、油,並截留大量懸浮物,BAF尤其對氨氮去除效果好。不同的預處理方法各有優勢,必須結合實際廢水水質篩選出相應的有機物去除手段。
1.4 污水中微生物引起的膜污染的預處理工藝選擇
微生物污染是指微生物在膜水界面上積累、凝結形成一層生物膜,影響膜系統性能的現象。細菌的大小一般為1~3 μm.微生物可以看成是膠體物質,可以按照膠體污染的預處理方法或在超濾膜系統得到去除。然而,微生物的繁殖能力很強,在適宜的生存條件下會迅速生長。
膜元件容易受到微生物污染的原因有3種:一是膜系統具有較大的膜表面積,增加了黏附細菌的可能性;二是膜的過濾會將細菌遷移至膜表面;三是預處理也是生物污染源,預處理投加的絮凝劑、殺菌劑或阻垢劑過量,會成為微生物的營養源,並且膜組件內部的潮濕陰暗為微生物生長提供了理想環境。若在污水進入膜系統前不對微生物加以殺滅,這些微生物將以膜為載體藉助濃水段的營養鹽而繁殖生長,嚴重威脅膜系統的長期穩定運行。因此,污水在進入膜系統前必須進行合理的殺菌處理,有效的除菌手段是保證膜系統穩定運行的關鍵因素。
殺菌按性質可分為化學殺菌和物理殺菌。化學殺菌主要採用殺菌劑,殺菌劑的作用方式可分為殺菌作用和抑菌作用。污水處理中常用的殺菌劑可分為無機殺菌劑和有機殺菌劑,也可按化學性質分為氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌劑。無機殺菌劑以氧化型為主,如二氧化氯、液氯、臭氧等,有機殺菌劑主要是陽離子的季銨鹽類物質。
氧化性殺菌劑是強氧化劑,能夠氧化微生物體內起新陳代謝作用的酶而殺滅微生物。氧化性殺菌劑的特點是殺菌速度快、成本較低,但葯劑使用過程存在一定的安全隱患;非氧化性殺菌劑是以致毒劑作用使微生物的酶系統失去活性,破壞細胞的新陳代謝,破壞細胞壁、細胞膜或其他特殊部位,它的作用不受水中還原性物質的影響,對pH變化不敏感。非氧化性殺菌劑可以彌補氧化性殺菌劑的不足。
物理殺菌方式主要有超聲波與磁場組合殺菌、變頻電脈沖殺菌和紫外線殺菌等。超聲波與磁場組合殺菌能夠自動周期性地、有規律地產生各種頻率的強大直流脈沖電磁波,直接擊穿細菌的細胞壁而導致細菌死亡,同時污水在這種直流脈沖電場作用下,迅速發生微弱的氧化還原反應,在陽極區附近產生一定量的氧化性物質與細菌作用,破壞了細菌正常的生理功能,使細胞膜過氧化而死亡,從而達到殺菌目的。紫外線殺菌是通過紫外線照射來達到殺菌目的,紫外線對微生物的核酸可以產生光化學危害,紫外光被微生物的核酸吸收,一方面可使核酸突變,阻礙其復制、轉錄,封鎖蛋白質的合成;另一方面產生自由基,可引起光電離,從而導致細胞死亡,達到殺菌目的。紫外線殺菌的優點是不需要向水中投加化學品,設備維護要求低,僅需定期清洗或更換水銀蒸汽燈管;缺點是該法僅適用於較干凈水源。變頻電脈沖殺菌是讓細菌觸電,外加交變電場會形成跨膜電位而穿透細胞膜,導致微生物死亡。
化學殺菌劑的殺菌率大小依次主要受殺菌劑種類、殺菌劑濃度、殺菌劑作用時間的影響。聚醯胺反滲透膜表面通常顯負電性,為了保持膜通量和脫鹽率,盡量選擇和膜表面荷電性相同的殺菌劑。
2 膜材料及膜孔徑的選擇
2.1 膜材料的選擇
膜材料是膜技術的核心。污染物在膜上的吸附是由於膜、溶劑、污染物之間相互作用的結果,當然還與膜表面性質和膜孔徑等因素有關。針對污染物的性質,選擇合適的耐污染膜材料,可以有效地減少膜對污染物的吸附。
10. 反滲透水出來有微生物污染,怎麼解決
一般反滲透產水是不會出現這種情況的,除非膜被腐蝕了
如果是在水箱內孳生的微生物,可以採用臭氧發生器 預防和殺滅