反渗透二氧化硅结垢表现及预防

反渗透二氧化硅结垢表现及预防常规的水源中都会含有一定量的SiO2，SiO2在饱和的状态下能聚合为难溶性的胶体硅，沉积在反渗透膜表面后会导致系统产水量急剧下降，运行压力大幅升高，脱盐率出现明显下降。SiO2结垢表现与碳酸钙、硫酸钙结垢的表现也有较大差异，从膜元件外观上很难发现析出的结垢物质，并且较难通过化学清洗恢复性能。下面通过一个案例进行说明。01系统配置排列方式：一级三段式，膜壳排布3:2:1，采用6芯膜壳设计回收率：87.5%设计运行通量：16.4LMH设计产水量：21.9m3/h膜元件型号：一段/二段TML20D-400,三段TM820V-40002运行概述系统投运不到一个月，现场两套设备运行压力升高一倍，各段压差无明显变化；两套设备产水量均下降一倍左右。产水电导上升，脱盐率下降，化学清洗后表现更明显。03案例分析原水为垃圾填埋场循环排污水，硬度1000mg/L，碱度500mg/L，二氧化硅220mg/L。通过澄清池预处理后，反渗透系统进水电导4000-5000μS/cm，硬度240mg/L，碱度110mg/L，二氧化硅120mg/L，PH回调至7。运行初期控制回收率80%左右，后产水量下降，回收率逐渐下降至60%左右。现场单个膜壳取产水检测，A设备一段产水电导200μS/cm以内，二段、三段明显异常，均为9000μS/cm；B设备一段产水电导300μS/cm以内，二段、三段均为2000μS/cm。后对A设备一二三段逐一进行探针实验，一段第六只膜壳位置产水电导有升高现象，二三段无明显跳点，与膜壳取样口所测数值接近。取三段最后一支膜送检进行膜元件分析。04膜元件分析存在轻微超重现象，进水侧及浓水侧端面观察无明显污染物。标准性能评价结果脱盐率（92.96%）和产水量（1.6m3/d），脱盐率和产水量都明显下降。探针测试显示产水电导率整体偏高，但无明显突变点。观察无明显污染物，但SEM观察膜表面覆盖一层结垢物。膜片EDX元素分析主要含有O（52.41%），Si（18.17%），主要为二氧化硅结垢。膜片染色显示背面无明显渗漏。膜片标准性能评价脱盐率（97.06%）和产水量（0.14m/d），膜片脱盐率和产水量也明显下降，与膜元件性能评价结果变化趋势一致。05总结及运行建议（1）SiO2结垢控制对反渗透系统的稳定运行至关重要，与系统运行压力、产水量及脱盐率等息息相关。项目前期应进行充分和详细的水质分析，选择合适的预处理工艺，反渗透系统回收率的选择应充分考虑浓水侧SiO2含量(具体可耐受浓度以阻垢剂厂家推荐值为准)。另外，降低反渗透系统回收率、适当提高水温、适当提高pH、预处理投加硅的分散剂等措施也能有效降低SiO2结垢风险。（2）建议在以下情况发生时及时进行反渗透系统化学清洗：系统某段的进水和浓水的压差上升到初始压差值的150%；标准化的产水量降低了10%；标准化的透盐率增加了20%。SiO2结垢发生时，一般表现为运行压力上升，产水量下降，因为污染主要发生在膜表面，压差变化往往不明显，建议在反渗透系统出现以上表现时，及时进行化学清洗的同时，加强对SiO2等污染物的水质检测频率。（3）SiO2结垢往往是从系统最后一支膜开始，系统最后几支膜的结垢情况会相对严重，产水减少或者几乎不产水。建议定期对各段单支膜壳电导率进行测试，从而快速发现产水电导异常的位置，进而及时对系统进行诊断并采取相应处理措施。（4）