反渗透膜的污染与清洗 软化水设备

一、按照污染位置分类。按照污染的位置来划分，膜污染分为膜附着层污染和膜孔堵塞、膜流道堵塞。在附这层中，发现有悬浮物、胶体物质及微生物形成的滤饼层，溶解性有机物浓缩后粘附的凝胶层，溶解性无机物形成的水垢层，而特定反应器中膜面附着的污染物随实验条件和实验水质不同而不同。膜堵塞是由于上述液料中的溶质浓缩、结晶及沉淀致使膜孔和膜的流道产生不同程度的堵塞。    1、附着物污染根据其成因可分为四种：滤饼层、凝胶层、水垢层和吸附层污染。滤饼层主要由原液中的悬浮物及胶体形成。形成滤饼层的有工艺流程及管路腐蚀产生的氧化铁、氧化铝等金属氧化物，黏土的主要成分硅酸铝，以及前处理系统中漏出的絮凝剂和活性污泥等。原液中有机物或可溶性高分子经浓缩后形成非流动的凝胶层。水垢层由碳酸钙、硫酸钙、二氧化硅等难溶盐超过其溶解度后析出而形成。吸附层由原液中对膜有很强的吸附性的特定物质形成。如油脂成分易吸附于由疏水材料构成的膜表面，而带有电荷的物质易吸附于带有相反电荷的膜表面。膜孔堵塞是由于污染物在膜内的多孔质结构内形成附着层，导致膜孔的堵塞，造成膜通玲下降和膜前后的压差增大。膜流道堵塞是由于固形物造成膜组件内浓水流道堵塞。一般发生在滤饼层堆积架桥及混入较大颗粒情况下。    二、按照污染物来源分类。按照污染物来源分为有机物、无机和颗粒污染。不同料液、操作方式和膜组件形式的反应器中，占主导地位的污染物不同。在对厌氧MBR研究中发现，发酵液中微细胶体是形成膜阻力导致通量下降的主要因素。金属及非金属离子与细胞物质在膜表面共同作用形成致密的虑层饼，这类无机物污染占主导、有机物污染包括有机物大分子和生物物质的污染。许多系统中，溶解性有机物在膜表面形成的凝胶层大大降低了通量。细菌胞外聚合物(EPS)的变化及其对膜分离的影响，认为EPS可在反应器内积累，引起混合液黏度和膜过滤阻力增加，EPS也会沉积在膜表面，逐渐形成凝胶层二降低膜通量。反渗透膜的清洗：任何膜分离技术的应用尽管选择了较合适的膜和适宜的操作条件，长期运行的透水量随运行时间增长而下降，即膜污染问题还是会发生。因此必须采取一定的清洗方法，是膜面或膜孔内污染物去除，使透水量回复，延长膜的寿命。所以清洗恢复研究是国内外膜应用研究的热点，最终有以下几种成果。膜的清洗方法可分为物理清洗和化学清洗。选择任何方式主要取决于膜本身的特性、种类和耐化学试剂能力及污染物的种类。    一、物理清洗：    一般是指水力学清洗，如机械擦洗和反洗等。水力学清洗的主要方法是反洗，如水冲洗和气水反冲膨胀法。因为水洗无化学品引入，所以水洗的方法最为经济。对于耐热性好的膜，采用高温水洗的效果最好。    对于管式超滤膜，把具有弹性的聚氨基甲酸酯类聚合物做成多孔性小球，在管内循环流动，利用小球与膜的摩擦和物理冲击作用除去沉积物。方法简便，效果明显，但是摩擦会对膜面的完整性和膜的性能产生影响。    反洗是指从透过侧吹气体或液体，将膜面堆积物去除的方法，外部加压是指用0.1MPa的压缩空气或带压液体逆洗，内部抽吸是指周期性的将膜外侧的空气或液体吸入膜内侧进行逆洗。进行反冲洗以后，膜过滤压差占时会有索下降，但运行以后膜过滤压差又迅速上升，出水水量下降，且反冲洗水量过大和反冲洗压力过大，有可能对膜结构造成破坏。随着技术的进步，近年来心发展的抽吸清洗方法具有无需新设备、清洗效果好、对膜无损坏的优点。另外，电场过滤、脉冲清洗、脉冲电场清洗及电渗透反洗具有很好效果。    二、化学清洗：    无论对那种污染，化学清洗是最有效的方法。对于大分子物质等在膜表面形成的凝胶层，仅靠物理清洗，效果不是很好，可用酸或碱液对污染后的膜浸泡清洗。碱性条件下有机物、二氧化硅及生物污染物质易被清洗，酸性条件下一些金属离子污染易被溶解。表面活性剂和螯合剂可去除牢固附着的物质，但造价高。另外有人认为表面活性剂应慎用，应用不当反而会在膜表面形成吸附很强的薄膜，改变膜原有的表面特性。    对于特定的污染，以哦那个采用特定的清洗方法。如中空纤维膜的比表面容易滋生微生物，用NaCIO进行内表面的清洗对提高膜通量的效果特别明显。如对于菌体、多胎多糖大分子污染的超滤膜，用酸性高锰酸钾氧化清洗的效果比用双氧水明显。但在使用两种以上药剂配合清洗或与物理清洗并用时需要慎重考虑清洗顺序。化学清洗通常是用化学清洗剂，化学清洗剂主要包括酸（H3PO4和乳酸)、碱、酶(蛋白酶、淀粉酶、葡聚糖酶）、表面活性剂（碱性、非离子性)、配合剂等。对于不同种类的膜、以及污染类别不同，选择化学剂要慎重，以防止化学清洗剂对膜的损害。选用酸类清洗剂，可以溶解去除矿物质及DNA，而采用NaOH水溶液可有效地的去除蛋白质污染。对于蛋白质污染严重的膜，用喊0.5%胃蛋白酶的0.01mol/LNaOH溶液清洗30min可有效的恢复透水率。在某些应用中，如去除多糖等，温水浸泡清洗即可基本恢复透水率。
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