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當污染物聚集在濾膜表面并限制水通過濾膜孔的流動時，就會發生結垢。由于具有任何膜過濾技術中最小的孔徑，RO / NF特別容易過早地結垢。如果沒有適當的預處理和過程監控步驟，RO / NF膜結垢可能會縮短裝置使用壽命，危及滲透物質量并增加運營成本。
常見的結垢類型包括：
1.顆粒和膠體結垢
當固體材料積聚在過濾膜表面上時，會形成顆粒結垢，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膜中顆粒結垢的早期指示。常見的微粒污染物包括細菌，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，可以通過應用適當的上游過濾來防止RO / NF單元的顆粒結垢，這取決于存在的顆粒的大小和幾何形狀，包括介質過濾，微濾（MF）和/或超濾（UF）。
對于帶有膠體顆粒的物流，有時需要施加無機凝結劑以分離出懸浮的固體。常用的凝結劑包括硫酸鋁，氯化鋁，鋁酸鈉和氯化鐵，每種方法的使用將根據進料流中存在的污染物而變化。必須嚴格監控凝結劑化學藥品的使用，但是，如果讓凝結劑向下游擴散，它們也可能與防垢劑或其他物質發生反應并積聚在膜上，還會導致RO / NF膜結垢。
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，低流量的環境，使其特別容易受到生物污染。控制和預防生物污垢的一些常見解決方案包括：
· 生物過濾以去除進料流中的營養物質；
· 氯化以化學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.結垢或沉淀物結垢
當膜孔被從溶液中沉淀出來的結晶鹽，氧化物或氫氧化物堵塞時，就會發生結垢或沉淀物結垢。結垢是RO / NF元素中最常見的結垢形式之一，尤其是二價鈣（Ca 2+）和鎂（Mg 2+）離子的結垢。像其他形式的結垢一樣，水垢和沉淀物結垢可能會損害RO / NF裝置的效率，并且隨著時間的流逝，會不可逆轉地損壞膜元件。
結垢和沉淀物結垢的控制和預防策略著重于抑制晶體生長，從而導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，或在進料水中添加石灰，以降低硬度，堿度和二氧化硅，以防止結垢晶體形成；和
· 阻垢或將特殊化學物質注入進料流以抑制鹽晶體的生長。
膜污染的預防步驟和/或補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，在選擇膜材料時應考慮許多重要的工藝因素，包括工業應用，pH，存在的物質，溫度，進料壓力和生物負荷。一個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行消毒的應用中，聚酰胺膜的選擇不佳。為了防止化學腐蝕和氧化，選擇膜材料時必須仔細考慮所有工藝特性。
2.拒絕排水
雖然RO / NF是極為有效的凈水技術，但它們會產生大量廢水-通常高達所處理的給水量的20-50％。處置由RO產生的濃縮廢水的過程可能具有挑戰性，尤其是在您的工廠遵守零液體排放（ZLD）法規的情況下，或者面對下水道或地表水排放的高成本時。減輕處置成本的一種流行解決方案是通過蒸發減少RO廢物流的量。
適當設計對預防常見問題的總體影響
通過考慮工藝條件的精心設計，可以避免許多影響RO / NF的常見問題。盡管我們已經討論了預處理對于最大程度地減少操作和維護問題至關重要，但還必須注意其他系統設計元素，包括：
· 通量：通量是在給定時間內通過膜的水量，通常表示為每天每平方英尺膜的加侖水量（GSFD）。助焊劑用于確定應用所需的膜元件數量，并受進水水質，溫度和鹽濃度的影響。
· 流速：通常以加侖/分鐘（GPM）為單位進行測量，進料和透過液流速是有效進行RO / NF操作的關鍵指標。良好的RO / NF系統設計應考慮水源，例如，當處理膠體含量高的地表水時，最佳流速可能是10 – 14 GPM / ft 2膜。
· 陣列：陣列是RO / NF系統中壓力容器的物理布置。陣列可能需要多個階段，每個階段都需要多個壓力容器。一般而言，設施要求的回收率越高，其陣列中的級數就越多。
