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反滲透膜的污染與清洗軟化水設備

添加時間：2017-06-26   錄入：青州三一  來源：青州三一

一、按照污染位置分類。按照污染的位置來劃分，膜污染分為膜附著層污染和膜孔堵塞、膜流道堵塞。在附這層中，發現有懸浮物、膠體物質及微生物形成的濾餅層，溶解性有機物濃縮后粘附的凝膠層，溶解性無機物形成的水垢層，而特定反應器中膜面附著的污染物隨實驗條件和實驗水質不同而不同。膜堵塞是由于上述液料中的溶質濃縮、結晶及沉淀致使膜孔和膜的流道產生不同程度的堵塞。

  1、附著物污染根據其成因可分為四種：濾餅層、凝膠層、水垢層和吸附層污染。濾餅層主要由原液中的懸浮物及膠體形成。形成濾餅層的有工藝流程及管路腐蝕產生的氧化鐵、氧化鋁等金屬氧化物，黏土的主要成分硅酸鋁，以及前處理系統中漏出的絮凝劑和活性污泥等。原液中有機物或可溶性高分子經濃縮后形成非流動的凝膠層。水垢層由碳酸鈣、硫酸鈣、二氧化硅等難溶鹽超過其溶解度后析出而形成。吸附層由原液中對膜有很強的吸附性的特定物質形成。如油脂成分易吸附于由疏水材料構成的膜表面，而帶有電荷的物質易吸附于帶有相反電荷的膜表面。膜孔堵塞是由于污染物在膜內的多孔質結構內形成附著層，導致膜孔的堵塞，造成膜通玲下降和膜前后的壓差增大。膜流道堵塞是由于固形物造成膜組件內濃水流道堵塞。一般發生在濾餅層堆積架橋及混入較大顆粒情況下。

    二、按照污染物來源分類。按照污染物來源分為有機物、無機和顆粒污染。不同料液、操作方式和膜組件形式的反應器中，占主導地位的污染物不同。在對厭氧MBR研究中發現，發酵液中微細膠體是形成膜阻力導致通量下降的主要因素。金屬及非金屬離子與細胞物質在膜表面共同作用形成致密的慮層餅，這類無機物污染占主導、有機物污染包括有機物大分子和生物物質的污染。許多系統中，溶解性有機物在膜表面形成的凝膠層大大降低了通量。細菌胞外聚合物(EPS)的變化及其對膜分離的影響，認為EPS可在反應器內積累，引起混合液黏度和膜過濾阻力增加，EPS也會沉積在膜表面，逐漸形成凝膠層二降低膜通量。反滲透膜的清洗：任何膜分離技術的應用盡管選擇了較合適的膜和適宜的操作條件，長期運行的透水量隨運行時間增長而下降，即膜污染問題還是會發生。因此必須采取一定的清洗方法，是膜面或膜孔內污染物去除，使透水量回復，延長膜的壽命。所以清洗恢復研究是國內外膜應用研究的熱點，最終有以下幾種成果。膜的清洗方法可分為物理清洗和化學清洗。選擇任何方式主要取決于膜本身的特性、種類和耐化學試劑能力及污染物的種類。

    一、物理清洗：

    一般是指水力學清洗，如機械擦洗和反洗等。水力學清洗的主要方法是反洗，如水沖洗和氣水反沖膨脹法。因為水洗無化學品引入，所以水洗的方法最為經濟。對于耐熱性好的膜，采用高溫水洗的效果最好。

    對于管式超濾膜，把具有彈性的聚氨基甲酸酯類聚合物做成多孔性小球，在管內循環流動，利用小球與膜的摩擦和物理沖擊作用除去沉積物。方法簡便，效果明顯，但是摩擦會對膜面的完整性和膜的性能產生影響。

    反洗是指從透過側吹氣體或液體，將膜面堆積物去除的方法，外部加壓是指用0.1MPa的壓縮空氣或帶壓液體逆洗，內部抽吸是指周期性的將膜外側的空氣或液體吸入膜內側進行逆洗。進行反沖洗以后，膜過濾壓差占時會有索下降，但運行以后膜過濾壓差又迅速上升，出水水量下降，且反沖洗水量過大和反沖洗壓力過大，有可能對膜結構造成破壞。隨著技術的進步，近年來心發展的抽吸清洗方法具有無需新設備、清洗效果好、對膜無損壞的優點。另外，電場過濾、脈沖清洗、脈沖電場清洗及電滲透反洗具有很好效果。

    二、化學清洗：

    無論對那種污染，化學清洗是最有效的方法。對于大分子物質等在膜表面形成的凝膠層，僅靠物理清洗，效果不是很好，可用酸或堿液對污染后的膜浸泡清洗。堿性條件下有機物、二氧化硅及生物污染物質易被清洗，酸性條件下一些金屬離子污染易被溶解。表面活性劑和螯合劑可去除牢固附著的物質，但造價高。另外有人認為表面活性劑應慎用，應用不當反而會在膜表面形成吸附很強的薄膜，改變膜原有的表面特性。

    對于特定的污染，以哦那個采用特定的清洗方法。如中空纖維膜的比表面容易滋生微生物，用NaCIO進行內表面的清洗對提高膜通量的效果特別明顯。如對于菌體、多胎多糖大分子污染的超濾膜，用酸性高錳酸鉀氧化清洗的效果比用雙氧水明顯。但在使用兩種以上藥劑配合清洗或與物理清洗并用時需要慎重考慮清洗順序。化學清洗通常是用化學清洗劑，化學清洗劑主要包括酸（H3PO4和乳酸)、堿、酶(蛋白酶、淀粉酶、葡聚糖酶）、表面活性劑（堿性、非離子性)、配合劑等。對于不同種類的膜、以及污染類別不同，選擇化學劑要慎重，以防止化學清洗劑對膜的損害。選用酸類清洗劑，可以溶解去除礦物質及DNA，而采用NaOH水溶液可有效地的去除蛋白質污染。對于蛋白質污染嚴重的膜，用喊0.5%胃蛋白酶的0.01mol/LNaOH溶液清洗30min可有效的恢復透水率。在某些應用中，如去除多糖等，溫水浸泡清洗即可基本恢復透水率。

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