水質對膜污染因污染物而異,如微生物對膜污染首先是有機物在膜面吸附,改變膜的表面形態,隨后微生物被吸附到膜面并在膜面生長,最后微生物代謝產生胞外聚合物,在膜面形成生物膜,導致膜污染。有機物對膜污染主要是有機物與膜形成氫鍵吸附于膜面,使膜通量下降。
膠體通常被截留在膜面,形成半膠束或雙分子層的污垢導致膜污染。研究天然水中SiO2成膠過程發現:SiO2膠核主要以H2SiO4形態存在,電離后形成的膠體帶負電,因而對鐵等重金屬和有機聚合物具有較強的吸附作用。指出膜污染受膠體顆粒間及膠體與膜間雙電層排斥和穿透壓共同作用,當雙電層排斥力大于穿透壓時,膜不易被污染;反之,加劇膜污染。鐵、鋁、錳等氧化物容易在水中形成不溶性膠體,即使污染指數(SDI)小于5,鐵含量小于0.1mg/L,仍可能發生鐵污染。
溶解于水中的無機鹽,在膜面結垢包括結晶和水力兩個因素。由于濃差極化作用,無機鹽在膜面濃度大于溶度積,從而在膜面結晶析出;當濃差極化嚴重時,無機鹽在水體中已經飽和形成結晶,隨水力因素沉積到膜面。無機鹽不僅在膜進水側存在濃差極化,在出水側也存在濃差極化(稱為二次濃差極化),如NaCl濃度較低時,進水側濃差極化起主要作用,但隨NaCl濃度的增加,出水側濃差極化逐漸成為主要作用,使進水濃度增加從而導致回流驅動力降低,使高濃度時的累積回流量小于低濃度時的累積回流量。具體聯系污水寶或參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔術文檔。
水質對膜的污染是多種污染物交互作用的結果。如微生物在膜面形成的生物膜可促進無機顆粒的積累,使膜污染加劇。增加溶液中Na+濃度加劇膜的藻酸鹽污染[9],Ca2+使已被藻酸鹽污染的反滲透膜通量顯著降低,濃度越高降低速率越快,但Mg幾乎沒有影響。Ca2+對SiO2膠體污染存在臨界濃度],即恰好使SiO2聚集時的Ca2+濃度,當Ca2+濃度低于此臨界濃度時,污染隨Ca2+濃度的增加而升高;反之,污染隨Ca2+濃度的增加而降低。SiO2濃度越高,臨界濃度越低。膠體在膜面沉積阻礙了NaCl、CaCl2等無機鹽和小分子惰性有機物由膜面向體相擴散,使膜面濃度梯度增加,導致分離率降到最低值。