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超濾膜污染的原因分析

超濾膜污染是指被處理液體中的微粒、膠體例子、有機(jī)物和微生物等大分子溶質(zhì)與膜產(chǎn)生物理和機(jī)械作用而引起在膜表面或膜孔內(nèi)吸附、沉淀使膜孔變小或堵塞，導(dǎo)致膜的透水量或分離能力下降的現(xiàn)象。膜污染形式包括膜表面和微孔孔壁上吸附了過(guò)多的截留物而發(fā)生的覆蓋污染和膜孔內(nèi)被膠體例子、有機(jī)物和微生物等大分子溶質(zhì)阻塞。

1）超濾膜的表層較厚（約1cm），孔隙孔徑在0.005-0.01um之間。膜表面污染層大致呈雙層結(jié)構(gòu)，上層為較大顆粒的松散層，緊貼于膜面上的是小粒徑的細(xì)膩層，因?yàn)槲廴緦拥拇嬖冢写罅康哪た妆桓采w。而且，有機(jī)物和微生物等大分子溶質(zhì)及其他雜質(zhì)之間長(zhǎng)時(shí)間的相互作用極易在膜表面結(jié)塊，阻礙水的透過(guò)。

2）膜孔內(nèi)被膠體例子、有機(jī)物和微生物等大分子溶質(zhì)阻塞或者孔內(nèi)壁因吸附蛋白質(zhì)等雜質(zhì)形成沉淀而使膜孔變小或者*阻塞。污染物質(zhì)包括膠體、有機(jī)物、菌類以及鈣鐵的無(wú)機(jī)鹽垢。含有這些污染物質(zhì)的水源通過(guò)超濾膜時(shí)，大量污染物被膜截留而積聚于膜表面，長(zhǎng)期的連續(xù)運(yùn)行，被膜截留下來(lái)的微粒容易形成凝膠層，阻塞流水通道。

判斷超濾膜是否需要清洗

（1）根據(jù)超濾裝置進(jìn)出口壓力降的變化，多數(shù)情況下，壓力降超過(guò)初始值0.05MPa 時(shí)，說(shuō)明流體阻力已經(jīng)明顯增大，作為日常管理可采用等壓大流量沖洗法沖洗，如無(wú)效，再選用化學(xué)清洗法；

（2）根據(jù)透水量或透水質(zhì)量的變化，當(dāng)超濾系統(tǒng)的透過(guò)水量或透水質(zhì)量下降到不可接受程度時(shí)，說(shuō)明透過(guò)水流路被阻，或者因濃度極化現(xiàn)象而影響了膜的分離性能，此種情況，多采用物理——化學(xué)相結(jié)合清洗法，即進(jìn)行物理方法快速?zèng)_洗去大量污染物質(zhì)，然后再用化學(xué)方法清洗，以節(jié)約化學(xué)藥品。

（3）定時(shí)清洗，運(yùn)行中的超濾系統(tǒng)根據(jù)膜被污染的規(guī)律，可采用周期性的定時(shí)清洗?？梢允鞘謩?dòng)清洗，對(duì)于工業(yè)大型裝置，則宜通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)按順序設(shè)定時(shí)間定時(shí)清洗。

超濾膜的污染及清洗再生技術(shù)

由于超濾膜的功能是去除原液中所含有的雜質(zhì)，性能優(yōu)良與截留分子量較低的中空纖維超濾膜，被雜質(zhì)污染堵塞可能更快，膜表面會(huì)被截留的各種有害雜質(zhì)所覆蓋，甚至膜孔也會(huì)被更為細(xì)小的雜質(zhì)堵塞而使其分離性能下降。原水預(yù)處理的有無(wú)，與處理質(zhì)量的好環(huán)，只能決定超濾膜被堵塞污染速度的快慢，而無(wú)法從根本上解決污染問(wèn)題，即使預(yù)處理再*，水中極少量雜質(zhì)也會(huì)因日積月累而使膜的分離性能逐漸受到影響。因此膜的堵塞是的，一般超濾系統(tǒng)都應(yīng)當(dāng)建立清洗和再生技術(shù)。清洗膜的方法可分為物理方法和化學(xué)方法兩大類。

a、中空纖維超濾膜的物理清洗法：

該方法是利用機(jī)械的力量來(lái)去除膜表面污染物。整個(gè)清洗過(guò)程不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)。

①等壓水力沖洗法：對(duì)于中空纖維超濾膜等壓沖洗法是行之有效的方法之一。具體做法是關(guān)閉超濾液出口閥門(mén)，全開(kāi)濃縮水出口閥門(mén)，此時(shí)中空纖維內(nèi)外兩側(cè)壓力逐漸趨于相等，因壓力差粘附于膜表面的污垢松動(dòng)，籍增大的流量沖洗表面，這對(duì)去除膜表面上大量松軟雜質(zhì)有效；

②水氣混合清洗法：將凈化過(guò)的壓縮空氣與水流一道進(jìn)入超濾膜內(nèi)，水——氣混液會(huì)在膜表面劇烈的攪運(yùn)作用而去除比較堅(jiān)實(shí)的雜質(zhì)。效果比較好，但應(yīng)注意壓縮空氣的壓力與流量，進(jìn)氣壓力控制在＜0.2MPa；

③熱水及純水沖洗法：熱水（30℃～40℃）沖洗膜表面，對(duì)那些粘稠而又有熱溶性的雜質(zhì)去除效果明顯。純水溶解能力強(qiáng)。純水循環(huán)沖洗效果比較好；

④負(fù)壓反向沖洗法：是一種從膜的負(fù)面向正面進(jìn)行沖洗方法，對(duì)內(nèi)外有致密層的中空纖維或毛細(xì)管超濾膜是比較適宜的。這是一種行之有效但常與風(fēng)險(xiǎn)共存的方法，一旦操作失誤，很容易把膜沖裂或者破壞中空纖維或毛細(xì)管與粘結(jié)劑的粘結(jié)面而形成泄漏。

b、中空纖維超濾的化學(xué)清洗法：

利用某種化學(xué)藥品與膜面有害物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)或溶解作用來(lái)達(dá)到清洗的目的。選擇化學(xué)藥品的原則，一是不能與膜及其他組件材質(zhì)發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)或溶解作用，二是不能因?yàn)槭褂没瘜W(xué)藥品而引起二次污染。

化學(xué)清洗藥劑的選擇見(jiàn)下表。

化學(xué)清洗藥劑的選擇

①酸洗法：常用的酸有鹽酸、草酸、檸檬酸等。配制后溶液的PH值因材質(zhì)類型而定。例如CA膜清洗液PH=3～4，其他PS、SPS、PAN、PVDF等膜PH=1～2。利用水泵循環(huán)操作或者浸泡0.5～1h，對(duì)去除無(wú)機(jī)雜質(zhì)效果好；

②堿洗法：常用的堿主要有氫氧化鈉、氫氧化鉀和碳酸鈉等。配制堿溶液的PH 值也因膜材質(zhì)類型而定，除CA膜要求PH=8左右以外，其他耐腐蝕PH=12，同樣利用水泵循環(huán)操作或者浸泡0.5～1h，對(duì)去除有機(jī)雜質(zhì)及油脂有效；

③氧化性清洗劑：利用1～3%H2O2，500～1000mg/LNaClO 等水溶液清洗超濾膜，既去除了污垢，又殺滅了細(xì)菌。H2O2 和NaClO是目前常用的殺菌劑。

④加酶洗滌劑清洗：加酶洗滌如0.5%～1.5%*、*。對(duì)去除蛋白質(zhì)、多糖、油脂污染物質(zhì)有效。

推薦下述一種清洗步驟，可資參考。

（1）先用清水沖洗整個(gè)超濾系統(tǒng)。水溫zuihao采用膜組件所能承受的較高溫度。

（2）選用合適的清洗劑進(jìn)行循環(huán)清洗。清洗劑中可含EDTA或六偏磷酸鹽之類的絡(luò)合劑。

（3）用清水沖洗，去除清洗劑。

（4）在規(guī)定條件下校核膜的透水通量。如未能達(dá)到預(yù)期數(shù)值時(shí)，重復(fù)第二步、第三步清洗過(guò)程。

（5）用0.5%的甲醛水溶液進(jìn)行消毒貯存。