當(dāng)污染物聚集在濾膜表面并限制水通過濾膜孔的流動(dòng)時(shí)，就會(huì)發(fā)生結(jié)垢。由于具有任何膜過濾技術(shù)中最小的孔徑，RO / NF特別容易過早地結(jié)垢。如果沒有適當(dāng)?shù)念A(yù)處理和過程監(jiān)控步驟，RO / NF膜結(jié)垢可能會(huì)縮短裝置使用壽命，危及滲透物質(zhì)量并增加運(yùn)營成本。

常見的結(jié)垢類型包括：

1.顆粒和膠體結(jié)垢

當(dāng)固體材料積聚在過濾膜表面上時(shí)，會(huì)形成顆粒結(jié)垢，形成阻止水流過膜孔的濾餅層。在許多情況下，增加的壓差測量值可提供RO / NF膜中顆粒結(jié)垢的早期指示。常見的微粒污染物包括細(xì)菌，病毒，沉積物，大分子，氧化鐵，鹽和膠體二氧化硅。在許多情況下，可以通過應(yīng)用適當(dāng)?shù)纳嫌芜^濾來防止RO / NF單元的顆粒結(jié)垢，這取決于存在的顆粒的大小和幾何形狀，包括介質(zhì)過濾，微濾（MF）和/或超濾（UF）。

對于帶有膠體顆粒的物流，有時(shí)需要施加無機(jī)凝結(jié)劑以分離出懸浮的固體。常用的凝結(jié)劑包括硫酸鋁，氯化鋁，鋁酸鈉和氯化鐵，每種方法的使用將根據(jù)進(jìn)料流中存在的污染物而變化。必須嚴(yán)格監(jiān)控凝結(jié)劑化學(xué)藥品的使用，但是，如果讓凝結(jié)劑向下游擴(kuò)散，它們也可能與防垢劑或其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)并積聚在膜上，還會(huì)導(dǎo)致RO / NF膜結(jié)垢。

2.生物污染

生物污染是微生物，植物，藻類或其他生物污染物在RO / NF膜元件上生長并形成一層稱為生物膜的過程。隨著生物膜積聚在膜表面上，需要更大的壓力來迫使水通過，從而導(dǎo)致更高的能源成本，并最終損壞RO / NF膜元件。生物污染的主要癥狀包括從進(jìn)料到濃縮的壓差增加和膜通量降低。

RO / NF膜元件傾向于提供適合生物生長的溫暖，低流量的環(huán)境，使其特別容易受到生物污染。控制和預(yù)防生物污垢的一些常見解決方案包括：

· 生物過濾以去除進(jìn)料流中的營養(yǎng)物質(zhì)；

· 氯化以化學(xué)方式破壞生物污染物；

· 防污膜可防止微生物粘附在RO / NF元件上。

3.結(jié)垢或沉淀物結(jié)垢

當(dāng)膜孔被從溶液中沉淀出來的結(jié)晶鹽，氧化物或氫氧化物堵塞時(shí)，就會(huì)發(fā)生結(jié)垢或沉淀物結(jié)垢。結(jié)垢是RO / NF元素中最常見的結(jié)垢形式之一，尤其是二價(jià)鈣（Ca 2+）和鎂（Mg 2+）離子的結(jié)垢。像其他形式的結(jié)垢一樣，水垢和沉淀物結(jié)垢可能會(huì)損害RO / NF裝置的效率，并且隨著時(shí)間的流逝，會(huì)不可逆轉(zhuǎn)地?fù)p壞膜元件。

結(jié)垢和沉淀物結(jié)垢的控制和預(yù)防策略著重于抑制晶體生長，從而導(dǎo)致微粒小到可以在廢料流中帶走。控制方法包括：

· 注入酸以控制碳酸鈣水垢；

· 水軟化，或在進(jìn)料水中添加石灰，以降低硬度，堿度和二氧化硅，以防止結(jié)垢晶體形成；和

· 阻垢或?qū)⑻厥饣瘜W(xué)物質(zhì)注入進(jìn)料流以抑制鹽晶體的生長。

膜污染的預(yù)防步驟和/或補(bǔ)救策略取決于工藝或廢物流中存在的污染物的類型:

1.膜材料相容性

RO / NF膜由多種材料制成，包括醋酸纖維素，聚酰胺和聚砜等。為了防止過早失效，在選擇膜材料時(shí)應(yīng)考慮許多重要的工藝因素，包括工業(yè)應(yīng)用，pH，存在的物質(zhì)，溫度，進(jìn)料壓力和生物負(fù)荷。一個(gè)例子是使用聚酰胺膜。雖然聚酰胺膜廣泛用于RO / NF裝置，但聚酰胺膜很容易被氯破壞，因此在需要使用氯進(jìn)行消毒的應(yīng)用中，聚酰胺膜的選擇不佳。為了防止化學(xué)腐蝕和氧化，選擇膜材料時(shí)必須仔細(xì)考慮所有工藝特性。

2.拒絕排水

雖然RO / NF是極為有效的凈水技術(shù)，但它們會(huì)產(chǎn)生大量廢水-通常高達(dá)所處理的給水量的20-50％。處置由RO產(chǎn)生的濃縮廢水的過程可能具有挑戰(zhàn)性，尤其是在您的工廠遵守零液體排放（ZLD）法規(guī)的情況下，或者面對下水道或地表水排放的高成本時(shí)。減輕處置成本的一種流行解決方案是通過蒸發(fā)減少RO廢物流的量。

適當(dāng)設(shè)計(jì)對預(yù)防常見問題的總體影響

通過考慮工藝條件的精心設(shè)計(jì)，可以避免許多影響RO / NF的常見問題。盡管我們已經(jīng)討論了預(yù)處理對于最大程度地減少操作和維護(hù)問題至關(guān)重要，但還必須注意其他系統(tǒng)設(shè)計(jì)元素，包括：

· 通量：通量是在給定時(shí)間內(nèi)通過膜的水量，通常表示為每天每平方英尺膜的加侖水量（GSFD）。助焊劑用于確定應(yīng)用所需的膜元件數(shù)量，并受進(jìn)水水質(zhì)，溫度和鹽濃度的影響。

· 流速：通常以加侖/分鐘（GPM）為單位進(jìn)行測量，進(jìn)料和透過液流速是有效進(jìn)行RO / NF操作的關(guān)鍵指標(biāo)。良好的RO / NF系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮水源，例如，當(dāng)處理膠體含量高的地表水時(shí)，最佳流速可能是10 – 14 GPM / ft 2膜。

· 陣列：陣列是RO / NF系統(tǒng)中壓力容器的物理布置。陣列可能需要多個(gè)階段，每個(gè)階段都需要多個(gè)壓力容器。一般而言，設(shè)施要求的回收率越高，其陣列中的級數(shù)就越多。