探析超滤膜污染控制与清洗技术

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1、探析超滤膜污染控制与清洗技术　　摘要：膜技术作为第三代水处理技术，由于其本身固有的不发生相变，节能，高效，无二次污染等优点，得到越来越广泛的关注和应用，但是，在膜的使用过程中膜污染难以避免，并导致通量的递减。本文综述了超滤膜的污染机理，控制方法及清洗技术。关键词：超滤膜；膜污染；膜清洗技术；膜污染控制中图分类号：K826文献标识码：APreliminaryStudyonpollutioncontrolofUFmembraneandthemembranecleaningtechnology###Sino

2、hydroTianjinEngineeringCo.,Ltd,Tianjin300384Abstract:Asthethirdgenerationwatertreatmenttechnology,Membranetechnologyhasthefollowingmerits,nochangeofphase,energyconservation,high-effect,nosecondarypollution.soitgetsmoreandmorebroadattentionandapplication

3、.butwiththeincreaseoftheruntimethemembranewouldbepolluted,thepermeatefluxwouldbedecreased.Inthisarticle,mechanism7ofmembranefouling,thetechniqueofcontrolling,theUFmembranefoulingandthemethodofcleaningtheUFmembraneweresummarized.Keywords:UFmembrane;membr

4、anefouling;membranecleaningtechnology;membranepollutioncontrol.1膜的污染1.1膜污染的概念膜污染是指被处理物料中的微粒、胶体粒子和溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的膜表面或膜孔内吸附、堵塞使膜产生透过通量与分离特性的不可逆变化的现象[1]。包括膜的孔道被大分子溶质堵塞引起膜过滤阻力增加；溶质在孔内壁吸附；膜面形成凝胶层增加传质阻力[2]。组分在膜孔中沉积将造成膜孔减小甚至堵塞，实际上减小了膜的有效面积。组分在膜表面沉

5、积形成的污染层所产生的额外阻力可能远大于膜本身的阻力，而使渗透流率与膜本身的渗透性无关。膜污染程度同膜材料、保留液中溶剂以及大分子溶质的浓度、性质、溶液的pH值、离子强度、电荷组成、温度和操作压力等有关，污染严重时能使膜通量下降80%以上[3]。1.2膜污染机理7膜污染过程一般可分为三个阶段：第一阶段，超滤开始时，大分子溶质在溶剂不断透过膜的过程中被带至并吸附在膜的表面，使膜面的溶质浓度高于主体溶液的浓度形成浓差极化层，浓差极化层所引起的传质阻力较小，对膜的选择性和过滤影响不明显。第二阶段，随着溶质分

6、子不断在膜表面吸附积累，边界层的浓度不断增加，当其浓度达到饱和浓度时形成凝胶层。这层污染层形成后，压力增加厚度增加，所增加的压力与增厚的凝胶层阻力相抵消，以致透水通量不再增加。第三阶段，小于膜孔径的溶质分子在孔道内吸附形成搭桥式堵塞，同时略大于孔径的溶质分子在压力作用下进入膜孔内形成堵塞，由此造成膜的孔隙率逐渐下降，超滤膜分离特性严重被破坏[4]。2控制膜过程污染的有效方法当膜污染严重时，超滤过程将无法正常进行，必须对污染膜进行清洗，以确保超滤过程的正常运行。但频繁的清洗将耗费大量的时间，影响正常操作

7、。因此，预防和控制超滤过程的膜污染，将为膜技术的应用提供更广阔的空间。2.1选择合适的抗污染膜材污染物在膜上的吸附是由于膜、溶剂、污染物之间相互作用的结果，当然还与膜表面性质和膜孔径等因素有关。针对污染物的性质，选择合适的耐污染膜材，可以有效地减少膜对污染物的吸附。研究表明，对蛋白质溶液的分离，膜的亲水性越好蛋白质对膜的污染越小；而对O/W7型乳化液的处理，亲水膜较疏水膜抗污染[5]。2.2选择适宜孔径的膜对膜孔径的选择，应根据所处理物系的特点及所要达到的截留率来确定。对较大孔径的膜，尽管其初始通量较

8、大，但通量衰减较快，易受到膜污染。因此对膜孔径的选择应比要求截留的分子质量要小，这样能获得较好的处理效果，还可减少溶质在膜孔上的吸附和堵塞所造成的污染。但孔径越小，流体阻力越大，通量越小。因此实际操作过程中，还要综合考虑两者的关系，以选择合适的膜材和孔径。2.3对原料液进行预处理预处理是指在原料液过滤前向其中加入适当的药剂，以改变料液或溶质的性质，或对其进行絮凝、过滤，以去除一些较大的悬浮粒子或胶状物质，或者调整料液的PH值以去除给膜带来污染的物质，从而