微生物污染

(1）引言

常規(guī)的地表水和淺層地下水中都生存著微生物，如病毒、細菌、真菌、藻類及其他高等生物。若在進入 RO 系統(tǒng)前不加以滅殺，這些微生物將以 RO 膜為載體借助 RO 濃水端濃縮的營養(yǎng)源而繁殖生長，甚至在產(chǎn)水端也能存活。在水溫較高的環(huán)境中，由于微生物繁殖生長迅速，幾天之內(nèi)便可在 RO 膜表面形成生物膜層，導致 RO 系統(tǒng)進出水間壓差迅速加大、產(chǎn)水量快速下降、脫鹽率也有所下降，同時產(chǎn)品水被污染。生物污染導致卷式組件膜片疊縮，即"望遠鏡"現(xiàn)象的產(chǎn)生。

微生物污染的主要來源是進料水，預(yù)處理也可能是生物污染源。反滲透系統(tǒng)預(yù)處理管道及設(shè)備具有適宜微生物繁殖的表面，比如活性炭過濾器及軟化器是污染源。

膜污染的一個常見原因是用以輔助除去懸浮固體的絮凝劑過量，這為微生物提供了適宜的生長環(huán)境。另外，有一種微生物存活于 RO 膜表面，專以亞硫酸氫納（NaHSO3）為食，常規(guī)的氯氨類滅菌劑難以殺滅。海水的氯化也有利于發(fā)生微生物污染，氯使腐殖酸降解成生物可吸收的物質(zhì)，從而維持生物薄膜的生長。臭氧也可以產(chǎn)生類似的反應(yīng)。少量的油就能加速微生物生長，或者能聚集其他懸浮顆粒成為粘稠物質(zhì)。

(2）反滲透系統(tǒng)中的生物污染原因：

. RO 系統(tǒng)有較大的膜表面積，增加了粘附細菌的可能性：

. RO 膜受到垂直的動力，會將細菌遷移至截留表面：

．預(yù)處理也是生物污染源，如絮凝劑過量：

．水中無機粒子對黏膜的形成具有促進作用，膜表面的微生物污染一般伴隨有無機鹽沉淀，原因為無機鹽結(jié)垢導致流道阻塞，從而流動阻力增加，加劇微生物污染：

(3）產(chǎn)品水也可能被微生物污染，其原因有：

.○型圈或者密封件的松動：.膜材料降解微觀缺陷：

.被微生物污染的排水口及產(chǎn)品水管路：

.運行操作不當使進料水側(cè)被微生物污染。

(4）生物污染的主要癥狀和影響

.單位膜面積遷移水速率逐步下降（即膜通量下降）:

.通過膜的壓力和膜兩側(cè)的壓差逐漸增大（即進水壓力和壓差△ P 逐漸增大）:.膜對于溶解于水中物質(zhì)的透過性逐漸增大（即脫鹽率下降）;

. RO 系統(tǒng)清洗和維護的費用增加：

.產(chǎn)品水水質(zhì)明顯變壞（水可能要后處理）;.膜壽命明顯下降。

(5）微生物污染的防治

微生物污染重在預(yù)處理防治。采用消毒滅菌的方法去除病原微生物并防止其增殖的常用方法有：氯化及其它殺菌藥劑消毒，臭氧殺菌消毒和紫外線殺菌。

( a ）氯化殺菌

氯化處理要注意反應(yīng)濃度與時間，一般需要30分鐘左右反應(yīng)時間。當采用 Cl2、 NaCIO 、CIO2時，對于聚酰胺膜必須脫氯處理，防止膜被氧化。余氯可以通過活性炭除去，即： C + Cl2 +2H2O=4HCI+CO2

需要注意的是，活性炭脫氯飽和后，由于活性炭吸附了有機物變成了細菌繁殖的溫床，需要定期消毒或更換濾料。

過量亞硫酸氫鈉（ SBS ）不僅能去除余氯，而且也是抑制微生物的常用化學藥劑： NaHSO3 + HCIO = HCI +NaHSO4

理論上，1.34 mg的 SBS 可以脫除 1mg 的余氯，在實際中一般需要投加3倍余氯量的 SBS 。

加入點為保安過濾器出口處為宜，在工程實踐中常見安裝氧化﹣還原電位表（ ORP 儀）以監(jiān)控余氫是否被脫除完全，一般要求 ORP 值小于200~250mV.

( b ）臭氧殺菌消毒

臭氧在水中發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生具有強氧化作用的單體原子氧，瞬時分解水中有機物，殺死細菌等微生物。

為了保護膜系統(tǒng)，必須認真地脫除臭氧，一般不建議使用臭氧殺菌消毒。

( c ）紫外線殺菌

254nm的紫外線能夠很好地去除水中的細菌，由于濁度、色度、膠體及有機物都會減弱 UV 的作用，因此紫外線殺菌一般用于預(yù)處理之后。

(6）殺菌消毒方式

( a ）預(yù)防性消毒

定期地對 RO 系統(tǒng)預(yù)防性消毒殺菌能夠有效地防止微生物污染，因為殺死單個不成菌落的細菌比殺死較多聚集的細菌容易得多。

( b ）沖擊性殺菌

定期短暫地向水處理系統(tǒng)中加入殺菌劑，比如加入500~1000ppm的亞硫酸氫鈉處理30分鐘。

( c ）定期殺菌消毒

緩解中等微生物污染的一個辦法就是定期殺菌消毒。在此過程中發(fā)現(xiàn)膜已經(jīng)被污染后，應(yīng)該停止系統(tǒng)運行，對膜進行短期加藥殺菌處理，其清洗方法參考膜污染清洗部分。

(7）注意事項；

常規(guī)的地表水和淺層地下水都應(yīng)設(shè)置殺菌加藥裝置，投加氯類滅菌劑即可，此類藥常規(guī)應(yīng)配置為液態(tài)，常用的為液氯、次氯酸鈉（ NaCIO ）等：

投加量一般以進水余氯＞ 1mg / L 為宜：加藥點應(yīng)設(shè)于預(yù)處理系統(tǒng)進水口；殺菌接觸時間：20~30分鐘；

對于深層井水：可據(jù)實際情況設(shè)置定期或點殺方式殺菌；對于深、中層井水絲狀菌，可以投加液體亞硫酸氫鈉來去除：

鑒于細菌的適藥性，定期改變其生存環(huán)境對于徹底殺滅微生物具有較好作用，如采取間歇性投加氧化劑，經(jīng)常調(diào)整進水的 pH ，經(jīng)常調(diào)換殺菌劑的類型等。