反渗透系统的微生物污染与防治曹爱军

反渗透系统的微生物污染与防治曹爱军

曹爱军

（大唐国际发电股份有限公司张家口发电厂河北省张家口市075133）

摘要：针对反渗透水处理系统运行中出现的微生物污染情况，分析了反渗透膜微生物污染产生的原因及危害，给出了微生物污染预测和简易辨别的方法，提供了微生物污染防治的措施与方法。

关键词：反渗透膜；微生物污染；防治

1概述

在反渗透系统运行中，若系统设计不合理或运行控制不当，必然会出现反渗透膜污染的情况。在反渗透膜污染的几个类型中，微生物污染具有它的特殊性，它在反渗透水处理中所造成的运行困难是最严重的一种。目前，国内在反渗透水处理系统运行中，反渗透膜的微生物污染问题日渐突出。

2微生物污染的产生和危害

2.1产生原因

微生物污染的主要来源是反渗透给水。由于地表水和浅层地下水中都存在着微生物，预处理系统未正常有效工作，微生物就会进入反渗透组件，而反渗透内部潮湿阴暗可为微生物生长提供理想环境。如果在进入反渗透系统前不加以杀灭，这些微生物将以反渗透膜为载体借助反渗透浓水段的营养盐而繁殖生长。在温暖较热的条件下，微生物的生长更是迅速，几天之内便可在反渗透膜表面形成生物膜层，导致系统进出水段间压差迅速增大，产水量与脱盐率快速下降，同时污染透过水。

2.2危害

大量微生物在膜、组件内的大量繁殖，将造成三方面的不良后果：第一微生物的大量繁殖和代谢，产生大量的胶体物质，致使膜被堵塞，会增大进出水段间压差，造成通水量下降；第二是将造成产水中细菌总数的增加，使透过水质下降；第三是生物膜（粘泥）不溶于酸，难溶于碱，几乎不受水流剪切力的影响，即使频繁冲洗，也不能冲掉，消毒杀菌也难于使粘泥彻底清除。

3微生物污染的预测与简易辨别方法

3.1测定从原水入口、预处理各个环节反渗透给水、浓水以及反渗透透过水的细菌总数（TBC），计算细菌变化数值。若发现浓水中的TBC明显增加，说明反渗透膜上可能有粘泥形成。

3.2给水中的有机物不仅自身可形成膜的污染，还可作为细菌滋生的营养物。所以可对有机物（以总有机碳表示，简称TOC）进行监测，膜厂家提示控制TOC<2mg/L（以C表示）。2mg/LTOC大致相当于5mg/L的总有机生物量此值在正常运行时，不会引起膜间有机物污堵。

3.3定期检查反渗透前的保安过滤器的清洁程度，若发现有粘状物或臭味则为产生生物粘泥的征兆。检验是否为微生物污染的简单方法是：从表面刮取一小部分污染物放在火焰上燃烧，其气味与毛发燃烧的气味相同。

4微生物污染防治

对于反渗透水处理系统，必须在反渗透工艺系统预处理中设置完善的杀灭微生物的措施，才能从根本上控制住微生物污染。

4.1运行中反渗透给水中微生物的消毒与杀菌

4.1.1在前置预处理系统中加入氯及次氯酸盐、二氧化氯等氧化性杀菌剂杀菌，控制重点是选取合适的杀菌剂，足够长的接触时间。对于氯类杀菌剂，投加量一般以进水余氯含量>1mg/L为准，根据不同的反渗透膜控制合适的残余氯量，余氯的存在可以有效而廉价地控制系统中微生物的生长。4.1.2在预处理中采用超滤作反渗透前的预处理，去除微生物的效果更佳。超滤对水中细菌的去除率可达到99.999%。

4.1.3在反渗透前的预处理中增加紫外线杀菌器或电子除菌器，可以去除水中的细菌。

4.1.4采用不同种类的非氧化性杀菌剂定期、交替冲击性、大剂量杀菌，可杀灭系统中大部分微生物，甚至可以穿透粘附于系统中的生物粘泥膜，起到杀灭、剥离作用。

4.2反渗透系统停运时微生物的控制

当反渗透系统停止使用超过48小时，既不能使反渗透膜风干，又要防止微生物的繁殖增生，必须进行停运保护。短期（一周以内）停用，可每24小时进行常规冲洗一次。停用超过一周，应依次用反渗透透过水、碱性清洗剂、非氧化性杀菌剂，酸清洗剂依次清洗反渗透系统，排去清洗液后用保养杀菌剂（如亚硫酸氢钠）充满反渗透系统并密闭封存，保养杀菌剂每月更换一次。

5应用实例

5.1系统存在问题

张家口电厂废水回收处理工程采用电厂循环排污水与生活区污水作为水源，实施全厂废水零排放。反渗透给水采用电厂生产、生活废水作为水源。系统投产初期，反渗透装置各项指标都能达到设计值。但随着运行时间的增长和夏季来水温度的升高，反渗透一、二段压差逐渐成升高势态，以2号反渗透为例，反渗透系统运行状态：

5.1.1反渗透一段压差由运行初期的0.10Mpa升高到0.47Mpa，反渗透膜被迫1-2周进行一次化学清洗，化学清洗周期最短在4-5天，化学清洗频繁；

5.1.2拆解后发现污堵物主要集中在一段第一支，膜重量21.3Kg，较新膜增重9Kg左右，后几支膜重量基本上没有增加；反渗透一段第一支膜端面有大量淡黄色粘性附着物，有臭鸡蛋味。

5.1.3拆解后保安过滤器内有大量淡黄色粘性附着物，有臭鸡蛋味，更换周期仅在4-5天左右。

5.2处理措施

根据以上现象判断，反渗透内主要为微生物污染，经过多方论证后，对系统进行如下调整：

5.2.1加大预处理系统次氯酸钠加药量，保证超滤产水余氯在0.7-1.0ppm左右。

5.2.2在系统内增加一套非氧化性杀菌剂加药装置，药剂采用DBNPA（2，2-二溴-3-氰基乙酰胺）和异噻唑啉酮，对加入还原剂的反渗透进水管路定期进行非氧化性杀菌剂杀菌，DBNPA加药量为30-40ppm，异噻唑啉酮加药量为15-25ppm，加药周期为每5天一次，交替进行，每次1-1.5小时。

5.3效果评价

经过处理后，反渗透一段压差大大降低，基本维持在0.3Mpa以下；反渗透膜化学清洗周期大大延长，最长周期达到5个月以上；保安过滤器更换周期也延长到1个月以上。

6结语

6.1在反渗透水处理系统中反渗透膜的微生物污染在各种膜污染中是最严重的。它具有发展迅速，形成的生物膜难于彻底清除等特点，易堵塞膜，导致反渗透系统进出水间压差迅速增大，产水量与脱盐率快速下降，并污染反渗透透过水，甚至损坏膜。

6.2可以通过监测浓水细菌总数的变化和给水的总有机碳来对微生物污染进行预测，并可以通过燃烧污染物来简易判断是否是微生物污染。

6.3通过完善预处理系统，在预处理系统投加大剂量氧化性杀菌剂，并对反渗透膜系统采用非氧化性杀菌剂定期、交替冲击性杀菌，可以有效地抑制细菌的生长繁殖。

参考文献：

[1]周柏青；全膜水处理技术；中国电力出版社

[2]李进，张葆宗；反渗透水处理系统微生物污染特性分析及对策[J]；工业水处理；2000年05期

[3]胡杰华，訾洛阳，姚翔；反渗透水处理系统的微生物污染与防治研究[J]；现代商贸工业；2008年11期

作者简介：

曹爱军（1973—），男，籍贯为河北蔚县，学历：大专，助理工程师、技师，研究方向主要从事电厂水处理运行管理工作。多次主持或参与火力发电厂废水处理运行调试工程。