錳污染的表觀現(xiàn)象及危害性
近年在處理故障過程中，遇到過再生水廠反滲透膜系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重錳污染，并造成反滲透系統(tǒng)性能下降的情況。主要表現(xiàn)為脫鹽率下降，產(chǎn)水量降低。
通過現(xiàn)場調查，錳污染主要外觀及性能表征如下：
1.在保安過濾器有大量黑色物質存在，在膜元件端面也有不同程度的存在（見圖1）；
2.黑色物質往往與大量褐色粘稠物質同時存在；
3.黑色物質主要存在于膜組的一段前端，而褐色物質從前到后都存在。經(jīng)污染物分析：黑色污染物主要為錳化合物，部分有機成分；褐色物質主要為有機成分（應為細菌類物質）；
4.錳污染存在的反滲透系統(tǒng)，往往伴生大量細菌滋生，嚴重污堵膜元件，造成系統(tǒng)壓差升高較快，產(chǎn)水能力大幅降低，化學清洗后產(chǎn)水量僅能部分恢復，同時系統(tǒng)脫鹽率大幅度降低。
圖1
錳污染項目現(xiàn)場調查概要 通過對比幾起錳污染現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)以下特點（見下表）：
通過對比可知： 1.部分原水取樣分析發(fā)現(xiàn)進水中錳鐵含量（0.1~0.4ppm）均超過反滲透進水要求（不大于0.1ppm，建議不高于0.05ppm）。 2.車間內流程均較短，流程均為：UF+RO，且超濾前沒有除鐵錳過濾器或多介質過濾器等預處理工藝。 3.水源均為污水（水源為常規(guī)污水廠生化出水），且流程中均選擇在超濾連續(xù)加氯。 錳污染生成原因分析 通過對現(xiàn)場的勘察以及對原水分析，判斷為原水中錳（二價）超出反滲透系統(tǒng)進水的最大要求（0.1ppm，建議不高于0.05ppm），由于反滲透前端超濾工藝有連續(xù)投加次氯酸鈉，可導致低價錳離子氧化為高價錳（如四價）形成不溶物析出，但這無法解釋為何錳污染物出現(xiàn)的時候往往會存在大量粘性物質（細菌類）。通過查閱相關資料我們發(fā)現(xiàn)：存在于生化過程中的某種細菌（鐵細菌）可能是導致錳污染與微生物污染同時發(fā)生的元兇（見圖2），鐵細菌中的某些種類（如具鞘鐵細菌）可在pH為中性的條件下使管道表面的Mn2+氧化成不可溶的Mn4+從而從水溶液中大量析出，這也可能就是我們發(fā)現(xiàn)的反滲透進水端大量黑色物質的來源，同時細菌在氧化過程中也會滋生。 我們對錳污染的形成原因做了一個推測，即：原水中的低價錳離子在氧化劑和細菌的共同作用下被氧化成高價錳（四價顯黑色）析出，析出的錳被鐵細菌吸附形成錳和細菌的混合形態(tài)，并由于細菌的生長繁殖粘附于管道、過濾器及反滲透膜元件上，反滲透系統(tǒng)進水中混合形態(tài)的細菌與錳對反滲透系統(tǒng)保安過濾器造成污堵，由于污堵加劇或保安過濾器存在泄漏，進而污染反滲透系統(tǒng)一段進水端。
圖2 預防及處理方案 目前發(fā)生嚴重錳污染的反滲透系統(tǒng)在化學清洗前后脫鹽率大幅降低，這是由于錳的催化氧化作用對膜元件造成氧化（尤其在水中氯離子高或pH較低的情況下），同時化學清洗過程中析出的二氧化錳顆粒可能對膜表面造成顆粒劃傷。綜合以上兩點易對反滲透系統(tǒng)造成不可逆的脫鹽率大幅度下降。 為防止反滲透系統(tǒng)發(fā)生錳污染，可考慮以下方法： 1.在超濾前增設除鐵錳過濾器或其它類型過濾器，降低反滲透進水的錳含量達到進水要求； 2.在進反滲透保安過濾器前的各工藝段及水箱投加殺菌劑，抑制鐵細菌滋生，使之不能氧化鐵錳類的低價離子； 3.定期檢查反滲透前保安過濾器壓差及截留物質情況，及時更換濾芯； 4.發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)大量含錳固體物質析出在反滲透膜上時，盡量考慮物理去除，如必須采用化學清洗，請盡量不要使用鹽酸（目前經(jīng)過一些項目的清洗看，鹽酸清洗可造成反滲透系統(tǒng)脫鹽率快速降低，建議考慮采用檸檬酸配合其它藥劑，也可以咨詢有經(jīng)驗的藥劑廠家。）
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