在反滲透水處理系統運行過程中,若系統設計不合理或運行控制不當,必然會出現膜污染的情況。在膜污染的幾種類型中(沉淀污染、微生物污染、膠體污染等),微生物污染在反滲透水處理中所造成的運行問題是嚴重的一種。微生物的一個重要特征是它們具有對營養水動力或其他條件變化作出迅速生化和基因調節的能力。因此,生物污染比非活性的膠體污染或礦物質結垢危害性更大。目前,國內在反滲透水處理系統運行中,膜的微生物污染問題日漸突出。
由于地表水、淺層地下水及中水中都存在著微生物,預處理系統未進行正常有效殺菌工作,微生物就會進入RO組件,而RO組件內部潮濕陰暗可為微生物生長提供理想環境,這些微生物將以反滲透膜為載體,借助反滲透濃水段的營養鹽而繁殖生長,在溫較熱的條件下,微生物的生長更是迅速,幾天之內便可在反滲透膜表面形成生物膜層,導致反滲透系統進出水間壓差迅速增大,產水量與脫鹽率快速下降,同時污染產品水。
預處理藥劑也是微生物污染源,如輔助除去懸浮物體的絮凝劑(PAM)過量,會給微生物提供適宜的生長環境。
在RO 系統中,主要存在的是好氧性細菌,一般未見真菌和霉菌,原水罐、水箱等是滋生細菌的主要場所;其次RO處理器內部也有細菌的生長(由于膜的有機材料給細菌的生長提供了一定的條件);另外加藥罐(阻垢劑等)長期未清理也容易滋生微生物。
大量微生物在膜、組件內的大量繁殖和代謝,產生大量的膠體物質,致使膜被堵塞,會增大給水壓降,造成產水量下降。微生物新陳代謝形成的生物黏膜有較強的黏性,幾乎不受水流剪切力影響,一旦形成,很難通過反洗、正洗等常規手段集中去除,長期積累形成生物黏泥。保安過濾器過濾精度較高,對微生物滋長造成的通量變化敏感,宏觀表現就是濾芯壓差短期內快速上升,到0.1MPA需更換濾芯,春、夏季隨著水溫的持續上升,微生物繁殖速度加快,濾芯堵塞現象表現得更加明顯。反滲透膜的膜孔徑非常小(僅為10A左右),因此,能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等(去除率高達97-98%),但大量微生物繁殖破壞膜的性能,導致產水微生物超標。
醋酸纖維素膜裝置是目前超純水制造系統中常用且經濟的反滲透裝置。但其的缺點之一就是抗微生物的侵蝕能力較差。大量微生物繁殖要吞食反滲透膜、脫鹽層被侵蝕而使脫鹽率下降,并造成膜壽命縮短,使膜結構的完整性遭到破壞,甚至造成重大系統故障。
防止微生物污染的方法通常是采取有效的殺菌處理措施,有氯氣及NaClO、ClO2、KMnO4、H2O2、O3、紫外線照射等常規方法,控制重點是選取合適的殺菌劑,足夠長的接觸時間,預處理階段采用氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌劑控制微生物,處于抑菌狀態。預處理階段為控制絮凝效果,多采用PAC/PAM;PAFC/PAM進行絮凝沉淀處理,要嚴格控制PAM用量,以防過量造成微生物滋生。
系統運行過程中,需要定期對加藥罐及水箱進行殺菌處理,減少細菌滋生。