淺談反滲透水處理系統(tǒng)中微生物的污染與防治

巴芳

（遼河石油勘探局 石油化工總廠，遼寧 盤錦 124022）

為了解決日益蔓延的淡水資源危機(jī)，世界各國采用海水淡化方法來緩解水缺乏的窘境。一直到如今，海水淡化技術(shù)和相關(guān)設(shè)備經(jīng)過50多年的發(fā)展，反滲透水處理技術(shù)已經(jīng)被很多國家掌握并普及。這種技術(shù)的普及不僅可以用于工業(yè)和生活淡水中，還涉及到食品制造、醫(yī)藥設(shè)計、凈化水的出現(xiàn)等其它產(chǎn)品，對整個社會都帶來了很大的經(jīng)濟(jì)社會生態(tài)等方面的利益。

1 微生物的產(chǎn)生和帶來的危害

1.1 微生物的產(chǎn)生

微生物污染是反滲透水處理系統(tǒng)正常運(yùn)行中常見的一種污染方式，也是造成麻煩最多的一種方式，在現(xiàn)今的水處理系統(tǒng)中，微生物帶來的污染已經(jīng)日益普遍，給海水淡化帶來很大的麻煩。阻礙了以后的相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和世界淡水危及的解決。

微生物污染主要是水資源自身質(zhì)量帶來的污染。我們?nèi)粘Ｊ褂玫乃Y源主要來自地面的河流、湖泊流動帶來的水，加上某些地區(qū)地下水豐富，雨季降水充沛更是為地下水的儲藏提供了條件，但是，上述水資源的來歷并不是完全安全的，在一些地區(qū)，河流流經(jīng)巖石或者環(huán)境污染嚴(yán)重的地區(qū)，必可避免的會攜帶雜質(zhì)，給河流安全帶來威脅。在進(jìn)入水廠進(jìn)行水資源過濾時，肉眼見不到的雜質(zhì)很難被過濾到，加上某些雜質(zhì)是易溶于水的，一經(jīng)遇到水和水發(fā)生化學(xué)作用后，更加難以過濾。微生物進(jìn)入過濾系統(tǒng)后，由于內(nèi)部逐漸大多放在陰暗潮濕的地方，為微生物的進(jìn)一步滋生制造的優(yōu)渥的環(huán)境，加上溫度的適合更是使得微生物生產(chǎn)超乎預(yù)料。

生物污染顧名思義是指水資源里的密集微生物在經(jīng)過一系列的過濾措施后，還會影響人們的生活和生產(chǎn)，影響過濾系統(tǒng)的正常運(yùn)行。微生物污染是一系列過濾膜、溶解物和微生物之間綜合作用的效果。簡言之，微生物污染是一個生物膜受到影響，無法正常運(yùn)行的結(jié)果。

1.2 微生物帶來的危害

在目前的海水淡化中，使用的過濾膜主要有醋酸纖維和聚酰胺兩大類，由于前一種纖維材料價格合理，生產(chǎn)簡便，使用便捷，帶來的經(jīng)濟(jì)效益大，所以它目前應(yīng)用到很多方面。但是該纖維材料的缺點(diǎn)之一是對微生物的抵抗能力很弱，尤其是生存很強(qiáng)的微生物，滲透膜根本無法檢測到這種微生物，隱含的污染問題仍然存在。

長期進(jìn)行海水淡化的機(jī)器設(shè)備一般存在嚴(yán)重的微生物污染和繁殖。一種是微生物被過濾膜阻擋在膜上后，如果不進(jìn)行及時清洗或者更換，微生物一旦適應(yīng)了這種環(huán)境便會迅速繁殖，進(jìn)而吞噬滲透膜，影響膜的使用壽命；第二是指微生物在河水中會大量生長和繁殖，產(chǎn)生許多的測量不到的雜質(zhì)，阻礙過濾膜的漏孔，增加水的壓力，降低過濾水的質(zhì)量；第三，大多的纖維膜難溶于酸性物質(zhì)和堿性物質(zhì)，一旦沾上水中的雜志后，經(jīng)過清洗或者擦洗過后也很難恢復(fù)到原先的樣子，難以維持正常的機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)。專家經(jīng)過多年的實(shí)驗(yàn)和計算，發(fā)現(xiàn)微生物的另外一個特點(diǎn)是它對于有營養(yǎng)的水資源和適合它生長的環(huán)境適應(yīng)能力很強(qiáng)，基因也會隨之發(fā)生巨大的改變，及時調(diào)節(jié)整個機(jī)體適合整個水環(huán)境，所以，生物污染更加難以難以清除或者過濾排除。

2 微生物污染的檢測和鑒別方式

2.1 河水資源在過濾過程中要經(jīng)過很多工序，從機(jī)器的入口經(jīng)過壓力壓入后，經(jīng)過各種處理環(huán)節(jié)進(jìn)行過濾后，再計算微生物的殘留數(shù)量，一旦發(fā)現(xiàn)微生物的數(shù)量高于規(guī)定值，要在進(jìn)行上述一次過濾或者引入更加嚴(yán)格的過濾系統(tǒng)。

2.2 微生物污染防治

對于RO水處理系統(tǒng)，必須在RO工藝系統(tǒng)預(yù)處理中設(shè)置完善的殺滅微生物的措施，才能從根本上控制住微生物污染。

關(guān)于防治微生物污染。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為，RO膜元件的微生物污堵主要來自于地表水，來自地下水的污堵則較輕，同時認(rèn)為在RO裝置進(jìn)水中的微生物含量<10，000cfu/ml時，都是比較安全的，由此，應(yīng)用者在選擇設(shè)計RO工藝系統(tǒng)時，給予的重視常常不足。國內(nèi)實(shí)例表明，某些地下水系統(tǒng)中的RO膜元件已受到不同程度上的微生物污堵，這是因?yàn)樵撓到y(tǒng)中均設(shè)有原水池，其容積一般為1-2小時的貯水調(diào)節(jié)容量（如電力行業(yè)），易滋生微生物，在半年內(nèi)受到微生物污堵需要清洗的膜元件中，污堵最嚴(yán)重的單只8英寸卷式膜元件濕重達(dá)35kg，正常濕重為16.4kg，污染物呈淺黃色透明狀，燃燒氣味呈羊毛味。

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(guī)方法，控制重點(diǎn)是選取合適的殺菌劑，足夠長的接觸時間。對于氯類殺菌劑，投加量一般以進(jìn)水余氯含量>1mg/L為準(zhǔn)，根據(jù)不同的反滲透膜控制合適的殘余氯量。另外還可以采用氧化性和非氧化性殺菌劑(如 Na2S2O5、NaHSO350mg/L，異噻唑啉酮15-25mg/L)定期、交替沖擊性、大劑量殺菌，可殺滅系統(tǒng)中大部分微生物，甚至可以穿透粘附于系統(tǒng)中的生物粘泥膜，起到殺滅、剝離作用。再就是嚴(yán)格控制給水中的有機(jī)物含量(以總有機(jī)碳TOC表示不超過2mg/L)，抑制細(xì)菌的生長繁殖。最好同時注意監(jiān)測反滲透系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的水中細(xì)菌總數(shù)(TBC)以便有效的預(yù)防，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有徽生物污染的癥狀時(壓差升高10%，產(chǎn)水量降低10%)應(yīng)及時采取清洗措施(包括對預(yù)處理系統(tǒng)和RO系統(tǒng)的清洗)，以免污染加重。

結(jié)語

（1）在反滲透水處理系統(tǒng)中反滲透膜的微生物污染在各種膜污染中是最嚴(yán)重的。它具有發(fā)展迅速，形成的生物膜難于徹底清除等特點(diǎn)，易堵塞膜，導(dǎo)致反滲透系統(tǒng)進(jìn)出水間壓差迅速增大，產(chǎn)水量與脫鹽率快速下降，可能污染產(chǎn)品水，甚至損壞膜。

（2）可以通過監(jiān)測濃水細(xì)菌總數(shù)（TBC）值的變化和給水的總有機(jī)碳（TOC）值來對微生物污染進(jìn)行預(yù)測，并可以通過燃燒污染物來簡易判斷是否是微生物污染。

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