膜污染机理与清洗
膜污染的机理与清洗技术
摘要：膜污染一直是膜分离技术中普遍性的难题，本文通过对膜污染机理的深入研究与影响因素的分析，并引入工程实例，简单介绍了清洗过程对膜污染的控制。
关键词：浓差极化、吸附、膜通量
膜分离作为一门新型的分离技术，是以具有选择性分离功能的无机或高分子材料作为分离层，以外界能量为推动力，使流体中各组分得分离、提纯、浓缩的一种分离新方法。膜分离技术尽管有其它物理化学法、生物法难以比拟的优点，但经常由于膜污染而产生不可预测的膜寿命降低、膜失效等问题，都增加了膜的操作和维护费用。所以说，膜污染始终是困扰当前膜分离技术的具有普遍性的工程难题之一。
膜污染是指处理物料中的微粒、胶体粒子和溶质大分子由于与膜存在物理化学作用或机械作用引起的膜表面和膜孔径内吸附、沉积造成的膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流量与分离特征的不可逆变化现象[1]。对膜污染来说，一旦物料与膜接触，膜污染即开始。因此，确定膜污染原因和影响因素，控制膜污染程度，清除污染和恢复膜通量，这些问题一直是膜学界关注的重点。
一、膜污染机理
在压力驱动膜过程中，膜的性能随时间有很大的变化，即时间延长，通过膜的通量减少，造成通量衰减的原因有许多，这些因素对原料通过膜的传递增加了新的阻力。
影响膜通量下降的因素，一般认为主要有以下4点[2]：
①浓差极化. 由于膜表面上溶质的浓度成梯度增加，即边界层渗透压升高，使得膜的渗透通量下降.
②膜孔阻塞. 被分离溶质在膜表面或膜孔内形成阻塞，造成通量下降.
③膜孔吸附. 被分离溶质(尤其是蛋白质) 在膜表面或膜孔内沉积进而吸附其他的分子，形成污染.
④形成凝胶层. 在较低流速时，浓差极化使膜表面的溶质浓度大于其饱和溶解度，在膜表面吸附沉积而产生凝胶层.
下图所示膜分离过程中存在的各种阻力，在理想情况下，只有膜阻力R m，由于膜在一定程度上能截留某些物质，所以被截留分子在膜表面积累起来，这使得在靠近膜处形成高浓层，该层对传质产生阻力，即浓差极化阻力R cp。积累的溶质浓度可能非常高，以致形成凝胶层，从而形成凝胶层阻力R g，当溶液中含有蛋白质时会发生这种情况。对于多孔膜，有些溶质可能进入膜内而使孔堵塞，由此导致堵孔阻力R p。最后，由于吸附也可产生额外阻力，即R a。吸附可发生在孔内，也可发生在膜表面。
原料多孔膜
不同过滤阻力的特点
阻力名称特点
堵孔阻力R P过滤前期增加明显，滤饼层形成以后几乎不再增长，不可逆
吸附阻力R a 过滤前，迅速增加并达到稳态（吸附饱和），阻力所占比重随料液性质不同而不同，不可逆
膜自身阻力R m恒量，膜自身性质决定，不同的膜自身阻力差别很大
凝胶层阻力R g 过滤前期很小，随时间的不断增长，在过滤中后期逐渐对膜通量随时间的变化起主导作用，部分可逆
浓差极化阻力R CP随过滤过程存在，过程停止即消失，在总阻力中所占比例较小，可逆
二、膜污染的影响因素
（1）操作压力和料液流速
当料液浓度一定时，增大压力，水通量上升。盐通量与压力无直接关系，只是膜两侧盐浓度的函数，压力增加，透过膜的水量增大而盐量不变，故脱盐率增大，但同时透过液中组分的浓度减小，膜两侧盐浓度差增大，有降低脱盐率的趋势。这两方面的共同作用使脱盐率增加逐渐变缓，最后趋于定值。
提高膜面流速有利于减小浓差极化的影响，使凝胶层变薄，过滤阻力降低。
（2）操作时间
在操作压力、流量、温度等其它因素不变的条件下，膜通量会随着运行时间而下降，尤其在运行初期，通量下降较快，此后通量逐渐趋于稳定。产生此现象的原因是膜在一定压力下运行时被压实，此压实过程在初期是快速的，造成通量快速下降，此后压实作用逐渐变得困难，从而通量渐渐趋于稳定。
（3）温度
温度对渗透压与水通量两者均有影响。水通量与温度成正比，且通常与随温度的变化成正比。
（4）浓差极化
浓差极化会增大膜内侧的渗透压，减小了有效操作压力。此外，浓差极化现象会造成溶质在膜面的沉积形成凝胶层，阻止溶剂的通过，即浓差极化的存在降低了膜通量。浓差极化层对溶质渗透性的影响相对复杂，浓差极化层中某些溶质的浓度比主体液料中的高，增大了这些溶质穿过膜的推动力，从而去除率降低。同时因浓差极化层的存在，增加了某些溶质的扩散阻力，从而又使这些溶质的渗透性降低。
三、膜清洗
膜在长时间运行过程中，随着污染物在膜表面沉积及浓差极化现象，膜通量会出现不同程度的下降，主要污染物包括生物、有机物、胶体、悬浮颗粒以及垢盐，此时需要对膜进行反复清洗，使膜的各项性能指标尽量恢复如初，以尽量延长膜的使用寿命，相对减少投入。
通常情况下，在膜运行过程中，会周期性地进行物理清洗，主要是利用机械作用，比如正、反冲洗与浸泡、气液混合冲洗等。物理清洗方式能使膜的透水性快速、短期内得到一定程度的恢复，但经过短期运行，膜的通量会再次下降，因此，物理清洗只能作为抑制膜污染增长的一种手段，不能使膜通量得到完全的恢复。化学清洗是针对膜污染物的类型采用化学药剂的清洗方式，选择合适的清洗药剂，对膜通量的恢复与膜污染的
消除起到决定性的作用。常见的化学清洗药剂包括碱（NaOH）、酸（较强的如H
3PO
4
，较
弱的如乳酸）、氧化剂（H
2O
2
和NaClO）、表面活性剂（碱性、非离子型）、酶（蛋白酶、
淀粉酶、葡聚糖酶）、配合剂（EDTA、聚丙烯酸脂、六偏磷酸钠）等[3]。
（1）碱液
碱液常用来清洗有机物及油脂造成的污染，主要氢氧化钠和氢氧化钾。配制碱溶液的pH 值也因膜材质而定。对CA 膜，清洗液pH = 8 左右;对PVDF膜，pH = 12。
（2）酸液
无机离子如Ca2 + 、Mg2 +在膜表面因浓差极化形成沉淀层，引入H+可使钙镁难溶性的盐溶解，常用的酸有盐酸、柠檬酸、草酸等，配制酸溶液的pH值因膜材质类型而定，一般PH不小于2。
（3）氧化剂
氧化剂可降解、氧化膜表面的有机污染物，常用于可抗氧化剂的膜。常用氧化剂有次氯酸钠、臭氧、双氧水、高锰酸钾等。如利用200～5 000 mg/L 的双氧水或500～1 000 mg/ L 次硫酸钠等水溶液清洗多孔膜，既可去除污垢，又可杀灭细菌。
（4）表面活性剂
表面活性剂能够在膜表面形成致密亲水层使水通量得到改善，如SDS、吐温80、Triton、X2100 (一种非离子表面活性剂) 等表面活性剂在许多场合有很好的清洗效果，可根据实际情况加以选择。但有些阴离子型和非离子型的表面活性剂能同膜结合造成新的污染，在选用时应加以注意。
（5）酶
酶能对膜表面沉积层中的溶质分子，尤其是一些蛋白分子进行特殊的水解以减轻膜表面的污染。如加入胃蛋白酶、胰蛋白酶等，对去除蛋白质、多糖油脂类污染物有效，
但使用酶清洗剂不当会造成新的污染。
四、工程实例
天津纪庄子再生水厂浸没式超滤系统，日产水能力44000m 3，设置四组膜滤池，每组可以独立进行流量控制、反洗和化学清洗，该系统的核心部分为中空纤维膜，其材质为聚偏氟乙烯（PVDF ），膜孔径为0.03μm ，可有效去除大分子颗粒、胶体类物质、悬浮物等等。
该系统的进水是污水厂二沉池出水经过混凝沉淀预处理的，随运行时间延长，该系统过膜压差阻力呈现出不断上升又回落的过程，如下图所示
其中反冲洗为每30min 进行一次的物理清洗过程，它作为抑制膜阻力增长的一种手段，在膜运行过程中，能够清除一部分膜污染。CEB 为化学增强反洗，采用化学清洗药剂次氯酸钠循环浸泡的方式，每日一次，清洗浓度为300ppm ，它对膜污染的恢复起到很大作用，对膜表面的污染物做化学分析，其中70~80%为有机物污染，所以次氯酸钠对有机物有很好的氧化清除的作用。浸没式超滤系统达到指定过膜压差会进行一次化学清洗，化学清洗是对膜污染的深度清洗，去除有机物污染或结垢物质，目的是恢复膜通量，将过膜压差降至原过膜压差数值，浸没式超滤系统采用柠檬酸酸洗去除无机物污染，用次氯酸钠和氢氧化钠碱洗去除有机物污染，其清洗浓度比CEB 高许多，一般在
1000ppm~5000ppm 。通过化学清洗，超滤膜的过膜压差一般能降至初始值，清洗效果良好。
浸没式超滤系统TMP 增长趋势图 反冲洗C E B
化学清洗
8040
605070过膜压差T M P (K p a )30
最大TMP
CMFS 系统运行时间100
浸没式超滤系统在运行过程中，呈现出不断上升回落的趋势，通过清洗达到降低膜污染的目的，保持良好的膜性能与过滤通量，在工程实例中，膜清洗是膜维护保养的一种重要手段，所以说，选择合理的清洗药剂、清洗周期对膜污染进行控制，优化膜性能。 结 语
随着对膜污染机理及影响因素更深入的认识，我们还可以从多种途径降低膜污染，增加膜的使用寿命，对原料液预处理、降低进料浓度；优化膜工艺运行条件，如操作压
力、流量；合理安排膜清洗周期，并根据膜污染物选择最合适的清洗药剂等等，膜污染是不可避免的，但是我们可以降低膜污染，最终达到增加膜的使用寿命，降低膜使用成本的目的。
参考文献：
[1]刘忠洲，续曙光，李锁定.超滤过程中的膜污染与膜清洗[J]水处理技术，1997，23（4）:
187-193.
[2]王湛. 膜分离技术基础[M].北京: 化学工业出版社，2000. 244 - 244.
[3]吕晓龙，刘惠玉.多孔膜的污染及控制方法[J]天津工业大学学报，2004，23（1）：18-22.
MBR膜污染形成机理及控制
２００６年２月 Ｆｅｂ．２００６ ?110? 文章编号：1673-1212(2006)01-0110-03 膜生物反应器（ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｂｉｏ－ｒｅａｃｔｏｒ―ＭＢＲ）是将膜分离技术与生物反应原理相结合而开发的一种新型污水处理工艺。与传统工艺相比具有固液分离效果好、生物反应器内生物量高、污泥产量低、出水水质好、占地面积小等优点。但是在膜分离过程中出现的膜污染严重的影响了膜的通透性能，增加了工艺的运行成本，已成为影响该技术推广使用的一个关键问题。因此，有必要对ＭＢＲ膜污染的形成机理及主要影响因素进行分析并研究相关控制方法，以期为推广该项新技术的工业化应用创造条件。 １ ＭＢＲ膜污染的形成机理及主要影响因素 １．１ 形成机理 所谓膜污染是指处理物料中的微粒、胶体颗粒以及溶质大分子由于与膜存在物理、化学作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附和沉积造成膜孔径变小或 堵塞，使膜通量及膜的分离特性产生变化的现象。［１］ 造成 ＭＢＲ膜污染的直接物质来源是生物反应器中的污泥混合液，成分包括微生物菌群及其代谢产物、废水中的大小有机分子、溶解性物质和固体颗粒等。通常，在ＭＢＲ膜过滤过程中，膜污染的形成机理主要有以下几种：１．１．１ 小于膜孔径的颗粒物质在膜孔中吸附，通过浓缩、结晶、沉淀及生长等作用使膜孔产生不同程度的堵塞，造 成膜污染。 ［５］１．１．２ 料液中的悬浮物、胶体物质及微生物被膜拦截，物质间通过吸附、架桥、网捕等作用结合在一起，在膜表面沉积形成沉积层，降低膜通量，造成膜污染。１．１．３ 膜穿透压力及膜孔的堵塞造成膜表面出现浓差极 化现象，当达到极限浓度后，溶解性难降解小分子有机物析出并与污泥混合液悬浮固体（ＭＬＳＳ）结合在膜表面形 成凝胶层，造成膜污染。 ［５］ 第二种机理形成的沉积层与膜表面的结合力较弱，控制膜出水通量在合理的范围内可减少污泥絮体在膜表面的沉积。此外，在膜过滤过程中，曝气或膜面错流等操作形成的剪切力和扰动作用基本可以将沉积层去除，它对膜的通透性能影响不大。造成膜通透性能降低的主要污染因素是膜孔的堵塞和凝胶层的形成。在膜过滤过程中水力作用很难将这两种污染去除，必须通过专门的膜清洗才能恢复膜的通透性，这也是导致工艺运行费用增加的主要原因之一。控制膜污染的主要目的是确保膜的通透性，降低运行成本。因而，膜孔的堵塞和抑制凝胶层的形成是ＭＢＲ膜污染控制的重点。１．２ 影响因素 影响膜孔堵塞的主要因素是料液中的生物相尺寸和膜自身的特性。一般生物相尺寸越小越容易堵塞膜孔且孔内微生物在营养物充足时会出现滋生现象，加重膜孔 堵塞程度。［１０］膜的特性主要有膜材质、膜孔径大小、空隙 率、亲疏性、电荷性质和粗糙度等。不同特性的膜吸附料液颗粒物的程度不同，所以污染的程度也不同。影响凝胶层析出的因素为料液生物相尺寸和反应器中的溶解性难降解有机物浓度。溶解性难降解有机物这里主要是指胞外聚合物（ＥＰＳ）会导致溶液粘度的增加，堵塞污泥絮体颗粒之间的空隙，改变膜面形成的空隙率的结构，是凝胶 层形成的主要因素。［５］生物相尺寸越小在过滤过程中越容 易达到膜表面，形成比阻更高的致密层，加速凝胶层的形成。此外，膜的出水通量在膜过滤过程中控制着浓差极化 收稿日期： ２００５－０９－２３ 作者简介：蒋波（１９７９－），男，江苏徐州人，中国矿业大学环测学院工程系在读硕士研究生，主要研究方向为污水处理技术。 ＭＢＲ膜污染形成机理及控制 蒋波１，王丽萍２，华素兰３，张传义４ （１．２．３．４中国矿业大学 环测学院， 江苏 徐州 ２２１００８） 摘 要： 膜污染问题是影响膜生物反应器（ＭＢＲ）技术推广使用的一大障碍。本文通过对ＭＢＲ膜污染的形成机理及主要影响因素的分析研究，认为造成膜通透性能降低及工艺运行成本增加的主要污染因素是膜孔的堵塞和凝胶层的形成，在膜过滤过程中，采用优化选择膜组件及运行操作条件、改善污泥混合液的生化特性、确定临界污泥浓度、膜清洗等方法可减少膜孔的堵塞，抑制凝胶层的形成，有效的控制膜污染。关键词： ＭＢＲ 膜污染 凝胶层 胞外聚合物（ＥＰＳ） 中图分类号：X703 文献标识码：B ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT
如何解决4040反渗透膜污染物
如何解决4040反渗透膜污染物 美国陶氏反渗透膜高消耗品，每一个变化都是非常高的消费记录。所以我们会认为反渗透膜可以使用的时间更长，从而减少改变频率?事实上，只要我们了解4040反渗透膜的污染和清洗方法我认为所有这些问题得到解决，然后由纯水机介绍反渗透膜的污染和清洗方法。 美国陶氏反渗透膜 1.反渗透设备中的主要部件美国陶氏反渗透膜的污染物 在正常运行一段时间后，美国陶氏反渗透膜元件会受到在给水中可能存在的悬浮物质或难溶物质的污染，这些污染物中最常见的为碳酸钙垢、硫酸钙垢、金属氧化物垢、硅沉积物及有机或生物沉积物。 污染物的性质及污染速度与给水条件有关，污染是慢慢发展的，如果不早期采取措施，污染将会在相对短的时间内损坏膜元件的性能。定期检测系统整体性能是确认膜元件发生污染的一个好方法，不同的污染物会对膜元件性能造成不同程度的损害。 2.污染物的去除
污染物的去除可通过化学清洗和物理冲洗来实现，有时亦可通过改变运行条件来实现，作为一般的原则，当下列情形之一发生时应进行清洗。 2.1在正常压力下如产品水流量降至正常值的10～15%。 2.2为了维持正常的产品水流量，经温度校正后的给水压力增加了10～15%。 2.3产品水质降低10～15%。盐透过率增加10～15%。 2.4使用压力增加10～15% 2.5RO各段间的压差增加明显(也许没有仪表来监测这一迹象)。 3.常见污染物及其去除方法： 3.1碳酸钙垢 在阻垢剂添加系统出现故障时或加酸系统出现而导致给水PH升高，那么碳酸钙就有可能沉积出来，应尽早发现碳酸钙垢沉淀的发生，以防止生长的晶体对膜表面产生损伤，如早期发现碳酸钙垢，可以用降低给水PH值至3.0～5.0之间运行1～2小时的方法去除。对沉淀时间更长的碳酸钙垢，则应采用RT-818A清洗液进行循环清洗或通宵浸泡。 应确保任何清洗液的PH值不要低于2.0，盃则可能会RO膜元件造成损害，特别是在温度较高时更应注意，最高的PH不应高于11.0。查使用氨水来提高PH，使用硫酸或盐酸来降低PH值。 3.2硫酸钙垢 RT-818B清洗剂是将硫酸钙垢从反渗透膜表面去除掉的最佳方法。 3.3金属氧化物垢 可以使用上面所述的去除碳酸钙垢的方法，很容易地去除沉积下来的氢氧化物(例如氢氧化铁)。 3.4硅垢 对于不是与金属化物或有机物共生的硅垢，一般只有通过专门的清洗方法才能将他们去除， 3.5有机沉积物 有机沉积物(例如微生物粘泥或霉斑)可以使用RT-818C清洗剂去除，为了防止再繁殖，认可的杀菌溶液在系统中循环、浸泡，一般需较长时间浸泡才能有效，如反渗透装置停用三天时，最好采用消毒处理，
农用残膜污染专项整治工作实施方案
农用残膜污染专项整治工作实施方案 为进一步加强我县农用残膜回收利用工作，全面推进农业面源污染治理，恢复良好的农业生态环境，按区、市有关农用残膜污染专项整治工作要求，结合我县实际，特制定本方案。 一、指导思想 以X指导，以建设资源节约型、环境友好型社会为目标，按照“政府扶持引导、广大群众参与、企业市场化运作”的原则，逐步建立起“健全网点保回收，激励企业保加工，行政监管保捡拾”的工作机制，形成农户积极捡拾、回收点应收尽收、企业收购加工的农用残膜回收利用体系，推动残膜变废为宝、变弃为用，有效治理农业面源污染，改善生态环境。 二、目标任务 按区、市有关农用残膜污染专项整治工作要求，完成不少于上年度覆膜面积90%以上的残膜回收任务，实现田间地头无裸露残膜，村庄、道路、林带无飘挂残膜，无随意焚烧、填埋等二次污染。扶持建立残膜加工企业1家，建立残膜回收网点6个，残膜回收利用长效机制基本建立。X年全县实际覆膜面积7万亩，X年计划完成农用残膜回收面积6.3万亩，回收残膜630吨。 三、实施步骤 （一）动员部署（3月25日前）。对X年农用残膜污染专项整治工作进行全面安排部署，分解工作任务。采取有效形式，大力宣传和
讲解农用残膜污染的危害和回收再利用的好处，在全社会营造农用残膜回收利用的浓厚氛围。 （二）集中整治（3月26日—5月30日）。各乡镇要结合旱作节水农业年度覆膜任务，制定具体的残膜回收工作方案，集中开展专项整治活动。一是各乡镇要以方便群众交售为前提，与残膜加工企业协作，动员有积极性的合作组织、经纪人在覆膜集中区域建立X定残膜回收网点；同时要培育和鼓励经纪人在各村流动回收残膜；二是乡、村两级政府要积极组织动员种植大户、农机合作组织和广大群众，重点对田间地头、村庄周围、交通沿线、沟渠河道的农用残膜进行集中清理，严禁随意填埋和焚烧处理；三是回收网点和加工企业要按照残膜加工要求，对农户交售的残膜应收尽收，并建立农用残膜回收花名册，交售人要签名盖章，坚决杜绝代签和造假等行为发生；四是强化源头治理，政府统一招标采购使用厚度为0.010—0.012毫米抗拉强度性能指标好的地膜，禁止使用厚度小于0.010毫米、耐候期小于6个月的农用地膜，降低残膜回收难度。 （三）检查验收（6月1日—6月10日）。一是乡镇对农用残膜污染专项整治工作情况进行自查总结，形成自查报告报送县农牧局（农机化推广服务中心）。二是回收网点和加工企业将核实汇总后的残膜回收花名册（含电子版）报送至农牧局（农机化推广服务中心）备案。三是在各乡镇自查自验的基础上，由农牧局牵头，相关成员单位组成检查验收组，对农用残膜污染专项整治工作进行检查验收。验收结果作为兑付残膜回收补助资金和年终农业农村工作考核依据。
膜产品污染的防治方法
膜产品污染的防治方法
膜产品污染的防治方法 1. 实施膜材料改性 膜材料对膜分离技术有着藏药影响，因此选用或开发研究新型膜材料是改善或解决膜材料对膜分离效果影响的最根本 方法。由于原液成分负载多样，因此应根据实际的水质特点和处理要求选择合理的膜材料。 随着对膜分离技术要求的提高，工作人员应根据实际情况对膜材料进行改性，从而提高膜的耐压性和稳定性。工作人员首先应对污染物细致进行分析，之后将污染物性质与膜的性质进行比对。膜的亲水性会直接影响膜的无燃气卡，因此亲水性越低膜越容易被污染。在实践过程中，针对膜材料改性可利用纳米颗粒进行超滤膜改性，提高膜的通量，提高膜污染的条件，降低整体系统的损耗。此外，针对膜的表面改性可将海印衍生物结合在伤痛表面，提高反渗透膜的耐污性。 2. 优化膜清洗工艺 在实际应用中，膜材料合理和操作的规范只是降低膜污染情况，但仍存在着膜孔堵塞等污染情况。膜污染处理最直接有效的方法就是膜清洗。膜的化学清洗主要应用酸碱和氧化剂等去除膜污染物，这种方法快速直接，但往往伴随着二次污染。
膜的物理清洗主要是通过超声波、气水反冲洗和空气反吹洗的方式进行清洗。但这种方式效果与化学清洗相比略差，且会影响膜通过量。因此，二者结合的方式是实际工作中最长使用的。首先工作人员经膜用纯净水进行反复冲洗。其次将膜浸泡在柠檬酸中，进行短期循环清洗。之后对浸泡清洗的膜再次进行纯净水冲洗。用EDTA溶液与氢氧化钠的混合液再次清洗膜。最后再次利用纯净水对膜进行冲洗，投入生产。膜的无机物污染有酸性清洗，膜的有机污染有碱性清洗完成。 3. 保证渗透液预处理的有效性 在膜污染防治中，渗透液的处理至关重要。废水中的大分子有机物、颗粒或者胶体等物质处理效果不理想进行膜分离，就会造成膜的污染。目前渗透液的处理方法有生物法，絮凝组合和机械过滤等方式。根据渗透液的位置年龄选择对应合适的方法，避免逆效应的产生。在反硝化工艺中，排除垃圾渗滤液中的氨氮和硝态氮，提高系统的处理效果，加强系统工作效率。增加纳滤膜和反渗透膜的通量，降低污染，确保系统的稳定性。
MBR膜污染机理及其控制
M BR 膜污染机理及其控制 杨红群 周艳玲 (九江学院化学化工学院,江西九江 332005) 摘 要:本文论述了膜生物反应器中膜的污染机理及其控制。关键词:膜生物反应器 膜污染 机理 控制 1 用于水处理的膜生物反应器技术简介 活性污泥法将生物反应器与二沉池结合起来,是最常用的废水处理方法。常规活性污泥法(C ASP :con 2 ventional activated sludge process )的成功与否取决于依靠 重力进行分离的二沉池的运行效果,但在实际应用中,污泥的沉降性不易控制,处理效果不稳定。膜生物反应器技术(M BR :membrane bioreactor )将活性污泥法水处理技术和膜分离技术结合起来,可以避免C ASP 中污泥沉降性难以控制的问题并且可以替代二沉池。最初报 道的应用于活性污泥法水处理的膜为超滤膜[1]。由于膜能够将生物反应器中的泥水完全分离,可以根据废水特征和其它设计参数将污泥浓度增高至任何适当的浓度。高的活性污泥浓度可以保证在各种进水条件下均能取得较好的出水水质,并且可以减小水处理厂占地空间。M BR 使用的膜有着较小的孔径(对微滤膜来讲通常为0.1μm ),这意味着出水中的悬浮固体(SS:sus 2 pended s olids )很少,微生物量也比常规活性污泥法出水 中的含量低很多 。 图1 循环式(分置式)膜生物反应器示意图 第一代膜生物反应器使用管状膜,膜分离装置置于生物反应器之外并用泵进行水循环,称之为循环式 (分置式)M BR ,如图1所示。反应之后的泥水混合物经 泵送入膜组件,透过液作为处理出水,浓缩液再返回反应器进一步降解。循环流导致了较高的能耗,典型值为3kWhm -3出水[2]。膜组件能耗的高低还取决于膜组件的构造[1]。液体在膜组件中的高速剪切流和循环泵的剪切力可以破坏微生物并直接导致生物反应器中的 微生物失去活性。 浸没式(一体式)M BR 首先在日本被开发并大量安装使用。它可以克服循环式M BR 的缺点。在浸没式 M BR 中,膜组件直接浸没在泥水混合物中,透过液在抽 吸泵的作用下流出膜组件,如图2所示。膜组件的下方有曝气装置,将空气压缩机送来的空气形成上浮的微气泡;在曝气的同时,紊动的液流在膜表面产生剪切力,有利于去除膜表面的污染物。浸没式M BR 能耗的
处理垃圾渗滤液的反渗透膜污染研究
处理垃圾渗滤液的反渗透膜污染研究 摘要膜污染及其防治是影响膜系统运行效果的重要因素。本研究选取工程中运行一年多的处理垃圾渗滤液的碟管式反渗透膜, 经研究判断, 污染絮体的主要成分是有机物, 并含有Al、Si等的胶体物质以及Fe和Ca的化合物。通过化学清洗来验证对污染层结构的判断, 先碱洗后酸洗的清洗效果远远好于先酸洗后碱洗, 有机物在污染层形成过程中起主要作用, 减少渗滤液中的有机物质, 将会大大减轻膜污染的发生。 关键词反渗透膜垃圾渗滤液膜污染化学清洗 膜的污染是指与膜接触的料液中的微粒、胶体粒子或溶质大分子与膜存在物理、化学或机械作用,而发生膜面或膜孔内吸附、沉积,造成膜孔径变小或堵塞,使膜产生通量降低及分离特性变差的现象[1]。料液与膜一旦接触,膜污染即开始,即溶质与膜之间相互作用,开始改变膜的特性,使膜本身发生劣化[2,3]。 膜污染的形成过程非常复杂, 因进水组成成分、膜材质、运行方式等因素而具有不同的特点, 必须有针对性进行分析研究。膜污染主要包括无机污染(结垢)、有机污染、微生物污染及胶体污染[ 4 ～ 8] 。不同类型的污染常常同时发生, 并相互影响, 引起系统脱盐率下降、产水量降低、工作压力提高、压差上升等问题, 并且需要经常化学清洗, 从而引起膜性能下降, 缩短膜的使用寿命。在系统设计及运行过程中, 需采取相应的措施防止或减缓膜污染的发生。 1 试验材料与方法 1.1 试验准备 为了有效分析碟管式反渗透膜(disc-tubereverseosmosis,DTRO)系统处理国内垃圾渗滤液的运行过程中, 膜污染的结构特点及组成成分, 利用电镜扫描与X射线能谱分析(SEM-EDX)技术联合进行膜污染层形态及无机污染分析, 利用傅里叶红外光谱分析(FT-IR)技术进行膜污染层中有机物的分析。 研究采用的膜是在长生桥垃圾渗滤液DTRO处理工程运行一年后, 在化学清洗前, 利用系统维护时机, 从后段膜柱选取的膜片。
反渗透膜清洗方案
反渗透膜清洗方案 1 反渗透膜元件的污染与清洗 在正常运行一段时间后，反渗透膜元件会受到给水中可能存在的悬浮物或难溶盐的污染，这些污染中最常见的是碳酸钙沉淀、硫酸钙沉淀、金属(铁、锰、铜、镍、铝等)氧化物沉淀、硅沉积物、无机或有机沉积混合物、NOM天然有机物质、合成有机物(如：阻垢剂/分散剂，阳离子聚合电解质)、微生物 (藻类、霉菌、真菌)等污染。 污染性质和污染速度取决于各种因素，如给水水质和系统回收率。通常污染是渐进发展的，如不尽早控制，污染将会在相对较短的时间内损坏膜元件。当膜元件确证已被污染，或是在长期停机之前，或是作为定期日常维护，建议对膜元件进行清洗。 当反渗透系统（或装置）出现以下症状时，需要进行化学清洗或物理冲洗： 在正常给水压力下，产水量较正常值下降10～15%； 为维持正常的产水量，经温度校正后的给水压力增加10～15%； 产水水质降低10～15%，透盐率增加10～15%； 给水压力增加10～15%； 系统各段之间压差明显增加。 保持稳定的运行参数主要是指产水流量、产水背压、回收率、温度及TDS。如果这些运行参数起伏不定，海德能公司建议检查是否有污染发生，或者在关键运行参数有变化的前提下,反渗透的实际运行是否正常。 定时监测系统整体性能是确认膜元件是否已发生污染的基本方法。污染对膜元件的影响是渐进的，并且影响的程度取决于污染的性质。表1“反渗透膜污染特征及处理方法”列出了常见的污染现象和相应处理方法。 已受污染的反渗透膜的清洗周期根据现场实际情况而定。海德能公司建议，正常的清洗周期是每3-12个月一次。 当膜元件仅仅是发生了轻度污染时，重要的是清洗膜元件。重度污染会因阻碍化学药剂深入渗透至污染层，影响清洗效果。 清洗何种污染物以及如何清洗要根据现场污染情况而进行。对于几种污染同时存在的复杂情况，清洗方法是采用低PH和高PH的清洗液交替清洗（应先低PH后高PH值清洗）。 表1 反渗透膜污染特征及处理方法
反渗透膜损坏的原因及复合膜的常见污染物和其清洗方法
反渗透膜损坏的原因及复合膜的常见污染物和其清洗方法 反渗透膜损坏的原因即反渗透膜元件的污染物在正常运行一段时间后，反渗透膜元件会受到在给水中可能存在的悬浮物质或难溶物质的污染，这些污染物中最常见的为碳酸钙垢、硫酸钙垢、金属氧化物垢、硅沉积物及有机或生物沉积物。污染物的性质及污染速度与给水条件有关，污染是慢慢发展的，如果不在早期采取措施，污染将会在相对短的时间内损坏膜元件的性能。只要懂得反渗透膜损坏的原因就可定期检测系统整体性能,它是确认膜元件发生污染的一个好方法，不同的污染物会对膜元件性能造成不同程度的损害。 注1：在任何情况下不要让带有游离氯的水与复合膜元件接触，如果发生这种接触，将会造成膜元件性能下降，而且再也无法恢复其性能，在管路或设备杀菌之后，应确保送往反渗透膜元件的给水中无游离氯存在。在无法确定是否有游离氯时，应通过化验来确证。应使用活性炭过滤器来吸附水中游离氯。 注2：在反渗透膜元件担保期内，建议每次反渗透膜清洗应在与我厂协商后进行，至少在第一次清洗时，我公司的现场服务人员应在现场。 注3：在清洗溶液中应避免使用阳离子表面活性剂，因为如果使用可能会造成膜元件的不可逆转的污染。反渗透膜元件的污染物在正常运行一段时间后，反渗透膜元件会受到在给水中可能存在的悬浮物质或难溶物质的污染，这些污染物中最常见的为碳酸钙垢、硫酸钙垢、金属氧化物垢、硅沉积物及有机或生物沉积物。污染物的性质及污染速度与给水条件有关，污染是慢慢发展的，如果不在早期采取措施，污染将会在相对短的时间内损坏膜元件的性能。定期检测系统整体性能是确认膜元件发生污染的一个好方法，不同的污染物会对膜元件性能造成不同程度的损害。表1列出了常见污染物对膜性能的影响。 污染物的去除污染物的去除可通过化学清洗和物理冲洗来实现，有时亦可通过改变运行条件来实现，作为一般的原则，当下列情形之一发生时应进行清洗。 1.标准化之后的产品水流量降至正常值的10～15%。 2.为了维持正常的产品水流量，经温度校正后的给水压力增加了10～15%。 3.产品水水质降低10～15%；盐透过率增加10～15%。 4.总进水压力增加10～15%。 5.RO各段间的压差增加明显（也许没有仪表来监测这一迹象）。 反渗透膜损坏的原因及清洗方法常见污染物和其去除方法： 碳酸钙垢在阻垢剂添加系统出现故障时或加酸系统出现故障而导致给水PH值升高，那么碳酸钙就有可能沉积出来，应尽早发现碳酸钙垢沉淀的发生，以防止生长的晶体对膜表面产生损伤，如早期发现碳酸钙垢，可以用降低给水PH至3.0～5.0之间运行1～2小时的方法去除。对沉淀时间更长的碳酸钙垢，则应采用柠檬酸清洗液进行循环清洗或浸泡过夜。 注：应确保任何清洗液的PH不要低于2.0，否则可能会对RO膜元件造成损害，特别是在温度较高时更应注意。碱洗时最高的PH不应高于11.0(短时间可达到12)。可使用氨水来提高PH，使用硫酸或盐酸来降低PH值。 硫酸钙垢清洗液2（见表2）是将硫酸钙垢从RO膜表面去除的最佳方法。 金属氧化物垢可以使用上面所述的去除碳酸钙垢的方法，很容易地去除沉积下来的氢氧化物（例如氢氧化铁）。
造成RO膜污染的原因及解决方式
造成R O膜污染的原因 及解决方式 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
1.造成RO膜污染的原因有哪些 反渗透运行时，进水中含有的悬浮物质、溶解物质以及微生物繁殖等原因都会造成膜元件污染。反渗透系统的预处理应尽可能的除去这些污染物质，尽量降低膜元件污染的可能性。造成膜污染的原因主要有以下几种： 新装置管道中含有油类物质和焊接管道时的残留物，以及灰尘且在装膜前未清洗干净； ●预处理装置设计不合理； ●添加化学药品的量发生错误或设备发生故障； ●人为操作失误； ●停止运行时未作低压冲洗或冲洗条件控制得不正确； ●给水水源或水质发生变化。 ●污染物的种类、发生原因及处理方法请参见下表。 反渗透膜污染的和种类、原因及处理方法 2.反渗透和纳滤系统的清洗方式有哪些 反渗透和纳滤系统的清洗可分物理清洗和化学清洗。 物理清洗也可叫物理冲洗，冲洗是采用低压大流量的进水冲洗膜元件，冲洗掉附着在膜表面的污染物或堆积物。 冲洗的要点： a.冲洗的流速 装置运行时，颗粒污染物逐渐堆积在膜的表面。如果冲洗时的流速和制水时的流速相等或略低，则很难把污染物从膜元件中冲出来。因此，冲洗时要使用比正常运行时更高的流速。通常，单支压力容器内的冲洗流速为： ●8英寸膜元件：h； ●4英寸膜元件：。 b.冲洗的压力 正常高压运行时，污染物被压向膜表面造成污染。所以在冲洗时，如果采用同样的高压，污染物仍会被压在膜表面上，清洗的效果不会理想。因此在冲洗时，应尽可能的通过低压、高流速的方式，增加水平方向的剪切力，把污染物冲出膜元件。压力通常控制在以下。如果在以下，很难达到一定的流量时，应尽可能控制进水压力，以不出产水或少出产水为标准。一般进水压力不能大于。
反渗透膜污染及解决办法
反渗透膜污染及解决办法 反渗透是最精密的膜法液体分离技术。反渗透装置，在脱盐工艺中已成功运行十二年。本人总结出以下反渗透膜污染的几点原因，并提出几点主要的解决办法。 反渗透膜污染 使用反渗透膜为卷式复合结构，它由三层组成，如下图所示： (一)、反渗透膜膜性能的损坏，而造成膜污染。 1、聚酯材料增强无纺布，约120μm厚; 2、聚砜材料多孔中间支撑层，约40μm厚; 3、聚酰胺材料超薄分离层，约0.2μm厚。 根据其性能结构，如渗透膜膜性能损坏有可能有以下几点原因：1、新反渗透膜的保养不规范;2、保养符合要求下，贮存时间超出1年;3、停运状态下，反渗透膜保养不规范;4、环境温度在5℃以下;5、系统在高压状态下运行;6、关机时的操作不当。 (二)、水质变化频繁而造成膜污染。
原水水质同设计时的水质有变化，使预处理负荷加大，由于进水中含无机物、有机物、微生物、粒状物和胶体等杂质增多，因此膜污染机率增大。 (三)、清洗不及时与清洗方法不正确而造成膜污染。 在使用过程中，膜除了性能的正常衰减外，清洗不及时与清洗方法不正确也是导致膜污染严重的一个重要因素。 (四)1、没有正确投加药剂。 复合聚酰胺膜在使用中，因为聚酰胺膜耐余氯性差，在使用中没有正确投加氯等消毒剂，加上用户对微生物的预防重视不够，容易导致微生物的污染。 (五)、膜表面磨损。 膜元件被异物堵塞或膜表面受到磨损(如沙粒等) ，此种情况要用探测法探测系统内元件,找到已经损坏元件,改造预处理,更换膜元件 反渗透膜污染的现象 在反渗透操作过程中，由于膜的选择透过性，使得某些溶质在膜面附近发生积聚，从而发生膜污堵现象。常见的污堵征兆有以下几种：一种是生物污堵(症状逐渐出现)有机沉积物主要是活
膜污染与清洗
第24卷第2期合肥工业大学学报(自然科学版)V o l.24N o.2 2001年4月JOU RNAL O F H EFE I UN I V ER S IT Y O F T ECHNOLO GY A p r.2001 膜污染与清洗 王 萍, 朱宛华 (合肥工业大学资源与环境科学系,安徽合肥 230009) 摘 要:各种膜分离已在分离过程中成为最新的技术之一。膜体系的发展有很大的前景,但膜的污染问题仍是一个难题,它限制了膜的广泛应用。文章概述了膜污染的机理、预防措施及其清洗方法。并根据这些原则对微滤啤酒废水引起的膜污染的清洗方法进行了研究,通过比较试验,选择了恰当的清洗剂和清洗工艺,快速恢复了膜通量。 关键词:膜;膜污染;膜清洗 中图分类号:X797 文献标识码:A 文章编号:100325060(2001)022******* Foul i ng and clean i ng of m em brane W AN G P ing, ZHU W an2hua (D ep t.of N atural R esources and Environm ental Science,H efei U niversity of T echno logy,H efei230009,Ch ina) Abstract:T he u se of m em b ranes has becom e one of the m o st sough t2after techn iques in separati on p rocesses,and there has been great advancem en t in developm en t of m em b rane system s,bu t the fou ling of m em b ranes becom es the bo ttleneck li m iting the w ider app licati on of m em b ranes.T h is paper in troduces the m echan is m of m em b rane fou ling as w ell as the p reven tative m easu res and the clean ing m ethods.A case study is carried ou t of the clean ing m ethod fo r M F m em b rane fou ling by beer w astew ater.T he m o st app rop riate cleaner and clean ing p rogram s are cho sen and the flux recovers rap idly. Key words:m em b rane;fou ling of m em b rane;clean ing of m em b rane 0 引 言 膜科学技术随着对物质的高分离与纯化技术的要求应运而生,它是一门新生的高分离、浓缩、提纯及净化技术,因它具有不发生相变、能耗低、适用于多种特殊溶液体系的分离、分离装置简单、分离效率高和传质速度快等优点,应用范围越来越广,受到许多领域关注,在世界各国得到迅猛发展。 但是,随着膜运行时间的增长,总会发生膜污染,导致通量的递减,本文就此问题探讨膜的污染及其清洗。为了更好地考察清洗方法的效果,选择了微滤啤酒废水引起的膜污染为研究对象。 收稿日期:2000211217 作者简介:王 萍(1976-),女,陕西铜川人,合肥工业大学硕士生; 朱宛华(1935-),女,浙江嘉兴人,合肥工业大学教授,硕士生导师.
反渗透膜污染指数(SDI)测定方法
反渗透膜污染指数（SDI）测定方法： 10.1SDI测定概要： SDI测定是基于阻塞系数（PI，%）的测定。测定是在 47mm的0.45 m 的微孔滤膜上连续加入一定压力（30PSI，相当于2.1kg/cm2）的被测定水，记录下滤得500ml水所需的时间T i（秒）和15分钟后再次滤得500ml水所需的时间T f（秒），按下式求得阻塞系数PI（%）。 PI=（1－T i/T f）×100 SDI=PI/15 式中15是15分钟。当水中的污染物质较高时，滤水量可取100ml、200ml、300ml等，间隔时间可改为10分钟、5分钟等。 10.2测定SDI的步骤： a.将SDI测定仪连接到取样点上（此时在测定仪 内不装滤膜）。 b.打开测定仪上的阀门，对系统进行彻底冲洗数 分钟。 c.关闭测定仪上的阀门，然后用钝头的镊子把0.45 m的滤膜放入滤膜夹具内。 d.确认O形圈完好，将O形圈准确放在滤膜上， 随后将上半个滤膜夹具盖好，并用螺栓固定。 e.稍开阀门，在水流动的情况下，慢慢拧松1-2个 蝶形螺栓以排除滤膜处的空气。 f.确信空气已全部排尽且保持水流连续的基础上，重新拧紧蝶形螺栓。
g.完全打开阀门并调整压力调节器，直至压力保持在30psi为止。（如果整 定值达不到30psi时，则可在现有压力下试验，但不能低于15psi。） h.用合适的容器来收集水样，在水样刚进入容器时即用秒表开始记录，收取 500ml水样所需的时间为T O（秒）。 i.水样继续流动15分钟后，再次用容器收集水样500ml并记录收集水样所 花的时间，记作T15（秒）。 j.关闭取样进水球阀，松开微孔膜过滤容器的蝶形螺栓，将滤膜取出保存（作为进行物理化学试验的样品）。擦干微孔过滤器及微孔滤膜支撑孔板。 10.3测定结果计算 a.当试验过程中压力为30psi时，按照下式计算SDI值： SDI=（1－T i/T f）×100/15 b.当测量过程中压力打不到30psi时,可改用现有压力，但测得的SDI值必须换算到30psi时的SDI值，方法如下： %Pp=（1－T i/T15）×100（%Pp为非标准压力30psi时的阻塞指数） SDI=%P30/15 注意：A.每次试验过程中压力要稳定，压力波动不得超过±5%，否则试验作废。 B.选定收集水样量应为500ml（或其他确定的水量值）；两次收集水样的 时间间隔为15分钟。 C.当T15是T i的4倍时，SDI值是5；如果水样完全将膜片堵住时，SDI15 值为6.7。
农用残膜污染现状及治理措施(一)
农用残膜污染现状及治理措施(一) 作者：李团结郑新伟陈晓军马天博张伟贾乃峰李萍 摘要:通过分析农用残膜对农田环境和农作物产生的危害,针对农用残膜污染现状提出治理措施。 关键词:农用残膜;危害;污染现状;治理措施 随着农业生产水平的提高,农用残膜在农业生产中的作用越来越大,促进了农民增产与增收。但随着用量不断增大,农民的认识不够,致使农用残膜清理回收不利,土壤残留量逐年增加,给农业生态环境带来了严重的负面效应1-4]。因此,整治农用残膜污染刻不容缓。 1农用残膜污染的危害 1.1影响土壤的物理性状,降低土壤肥力 大量残留的农用地膜在土壤中很难被自然分解,影响土壤中的水、肥、气、热活动,给土壤环境带来严重污染,不利于农业的生态平衡。其表现在:一是破坏土壤的通透性和团粒结构的形成,使土壤上下隔离,形成断层,造成土壤板结,降低了土壤的吸水、保水能力,导致有水下不去、有浆上不来,使土壤的物理性能得不到充分发挥。二是地膜的残留会使土壤胶体吸附能力降低,有些速效性养分易流失。三是残留农膜抑制土壤微生物的活动,使迟效性养分转化率降低,影响施入土壤有机肥养分的分解和释放,降低肥效。 1.2影响作物生长发育,造成减产 地膜残留在土壤中,使种子不能很好地发芽,即使发芽,根系也因无法穿
透地膜而扎不下去,达不到根深蒂固的程度,作物易遭受灾害。如果种子播到残膜下面,发芽后也长不出来,造成缺苗断条,使作物减产。据统计,各类作物减产幅度:玉米为11%~13%,小麦9%~10%,水稻8%~14%,大豆5.5%~9.0%,蔬菜15%~59%。连续覆膜的时间越长,残留量越大,对作物产量影响越大,连续使用15年以后,耕地将颗粒无收。 1.3危害人体健康 农膜生产过程中添加一些助剂,当农膜废弃在田间或土壤里时,其中的助剂会向土壤和水中渗透、迁移,会污染大气、土质和水域等。特别是某些含铅、镉等重金属有毒添加剂,会先通过土壤富集于蔬菜、粮食及动物体中,人食用后直接影响健康。 1.4破坏环境,有碍观瞻 残膜被丢弃于田头地角,积存于排泄渠道,散落于湖泊水体或乱挂在树枝杆头,成为白色污染的重要标志,既不雅观还可能缠绕犁头和播种机轮盘,影响田间作业。 2农用残膜污染现状 2.1农膜质量较差,回收难度大 农用塑料薄膜使用与回收问题主要集中在农用地膜上,目前农用地膜主要使用的是线性低密度聚乙烯,一般厚度为0.003mm或0.004mm。由于生产者与使用者过分追求经济效益,地膜的生产趋于薄型化,致使农用地膜强度低、易破碎,寿命只有4~5个月,给回收带来困难。 2.2农膜数量逐年递增,污染面扩大
膜污染机制及防治和控制技术研究
膜污染的各种因素及EPS对膜污染的影响 膜污染是膜应用过程中普遍面临的问题，它主要来源于处理过程中溶液中的溶质沉积在膜表面或者进入膜孔内部，即膜面污染和膜孔污染，这两种形式的膜污染都会造成过膜压力的提高和膜通量的迅速下降。一直以来，关于膜污染的研究很多，主要集中在对具体形式的膜污染特点进行分析，或者针对某种特定水的膜污染特点进行分析。例如： 2009年清华大学的朱洪涛等人研究的在臭氧消毒的膜法水处理工艺中臭氧的投加量对膜污染的影响，具体内容在下文会介绍到。 2010年西安建筑科技大学的金鹏康等人采用热重分析法(TG)测定污染膜的表面沉积物变化情况，并利用光散射颗粒分析仪( PDA)评价膜过滤过程中膜表面截留液中颗粒物的沉积情况，同时借助扫描电镜(SEM)以检测膜表面和横截面污染物情况来分析超滤膜过滤过程，讨论不同截留分子量超滤膜的膜面污染和膜孔污染的关系。得出结论：（1）截留分子量越小，膜表面污染物质越多，其截留液的中颗粒物浓度在初始时刻增加显著。膜截留分子量的增加使得截留液颗粒物浓度逐渐减小，膜面污染较小。（2）截留分子量较小的膜，在初始时刻的过滤过程中主要是膜面截留的污染物质起主要作用，即首先形成滤饼层，滤饼层可进一步吸附截留水中污染物质，防止污染物质进入膜孔内部。但是对于截留分子量较大的超滤膜，由于膜孔相对较大，污染物质则相对容易进入膜孔内部，从而迅速造成膜孔内部污
染，膜面污染物质则较少。 2010年同济大学的董滨等人研究了不同泥龄下溶解性微生物产 物对膜污染的影响。溶解性微生物产物( soluble microbial product s ,SMP) 是指微生物代谢过程中产生的可溶性有机物，近年来在污水生物处理中备受关注，已被证实是引起膜污染的重要物质。SMP 的组成极为复杂，既包括疏水性物质(如腐殖酸和黄腐酸，也包括亲水性物质(如碳水化合物和蛋白质)，且其组分的相对分子质量和电荷性质不尽相同。目前,普遍认为SMP构成了二级生物处理水中溶解性有机碳(DOC)的绝大部分，并具有一些其他特性,如对生化反应的毒性、与金属的鳌合性等。SMP在MBR中的行为更为复杂。黄霞等对MBR长时间运行过程中SMP的积累情况进行研究，发现积累的SMP不仅抑制微生物代谢活性,而且产生膜污染，造成膜通透性下降. H. S. Shin 和S.T. Kang对SMP积累的相关研究指出，积累的SMP大部分来自微生物内源呼吸过程中细胞的解体。而SMP对膜的污染机理也逐渐成为更多MBR系统研究者的考察内容。其研究结果有：(1) MBR中及出水中的SMP质量浓度,随泥龄的延长呈先减小后略有增大的趋势,而SMP在MBR中的积累 程度及SMP的膜污染潜势随泥龄延长呈下降趋势,泥龄短时SMP积累和膜污染潜势显著增大,表明膜污染与SMP 积累密切相关.(2) MBR中与出水中SMP相对分子质量分布相似,表明膜对SMP不同相对分子质量组分的截留并非基于尺寸排阻。SMP的相对分子质量分布呈明显的双峰特征,随着泥龄由10d延至60d，泥龄短时的MBR中，SMP中的小分子组分积累显著,泥龄长时的MBR中，SMP中高分子组分的比例升高。据此
超滤膜污染的机理和控制_张原
研究与探索 超滤膜污染的机理和控制 张 原 (深圳市自来水集团有限公司,广东 深圳 518031) 摘要 文章介绍了超滤膜污染的机理和模型,然后试验证明引起膜污染的主要因素包括:膜材料的性能、膜材料与所处理液的相互配合、处理液的浓度与流速等。通过改善膜材料的性能、合理处理好膜与所处理液之间的各种参数匹配,可以有效地解决膜的污染问题。 关键词 超滤膜 范德华力 双电层 吉布氏吸附方程 弗雷德里希方程 Mechanism and Control of the Pollution of Ultrafiltration Membrane Zhang Yuan (Shenzheng Water S upply (Group )Co .Ltd .,Guangdong Shenzheng 518031) A bstract In this paper ,mechanism and model of the pollution of ultra -filtration membrane are in -trouduced and then the main facto rs including the characteristics of the materials membrane m ade of ,m atching of the membrane and the liquid to be treated ,make the mem brane polluted were approved .To improre the char -acteristics of the membrane and match well the parameters related to the membrane may be solved . Keywords ultra -fillration membrane van der weals force electric double layer Gibb 's adsorption e -quation freundlich isotherm 1 膜技术在给排水行业的应用 由于在给排水领域内,超滤膜应用较广,而系统在运行过程中,特别是废水处理领域内,因膜污染而引起的过滤阻力不断增加,膜过滤通量严重衰减,是阻碍该项技术应用推广的关键所在。本文拟通过对超滤膜污染的实验,总结污染的控制因素,提高膜技术在给排水领域内有效应用的认识。2 超滤膜污染机理与模型2.1 污染的机理与模型 从宏观理论上讲,溶液在膜表面的吸附过程比 较复杂,因为在吸附过程中,溶质和溶剂之间,或者吸附剂混合物(膜)各组分之间始终存在着竞争吸附,所以溶液的吸附等温线必须在测量表观等温吸附线后,加上适当的蒸气吸附数据进行计算才能得到。但在实际上,从定性的角度可以认为,膜对溶质的吸附与两者之间的极性密切相关,极性材料的膜倾向于强烈的吸附极性物质,对非极性物质的吸附就弱得多。相反,非极性材料的膜则更容易吸附非 另据试验表明,2%浓度的稳定性ClO 2,由于浓度低,活化后转化率不高,ClO 2含量低,如能采用高纯ClO 2发生器(如上海技源科技有限公司的产品),ClO 2转化率在95%以上,效果更佳。 参考文献 1 王升坤:《Cl O 2用于油田采出水处理的研究》,工业水处理,1999,3. 2 陈雷等:《石油开采废水处理技术的现状与展望》,中国给水排水, 1999,11. 3 唐晓东等:《含硫气油水的综合治理技术》,工业水处理,1999,4.4 李佐东等:《稳定性ClO 2在油田解堵中的应用》,资料,1999,4.5 李超等:《关于大庆地区净化水处理中应用稳定性ClO 2的可行性 研究》,资料,1997,5. 6 陆柱、郑士忠等:《油田水处理技术》,石油工业出版社,1990,2. 第一作者简介:项成林 上海吴泾化工有限公司副总工程师,教授级高级工程师,上海市净水技术学会副理事长,中国工业水处理学会理事 收稿日期:2001年7月 11 净水技术Vol .20NO .42001
造成RO膜污染的原因及解决方式
1.造成RO膜污染的原因有哪些？ 反渗透运行时，进水中含有的悬浮物质、溶解物质以及微生物繁殖等原因都会造成膜元件污染。反渗透系统的预处理应尽可能的除去这些污染物质，尽量降低膜元件污染的可能性。造成膜污染的原因主要有以下几种： 新装置管道中含有油类物质和焊接管道时的残留物，以及灰尘且在装膜前未清洗干净； ●预处理装置设计不合理； ●添加化学药品的量发生错误或设备发生故障； ●人为操作失误； ●停止运行时未作低压冲洗或冲洗条件控制得不正确； ●给水水源或水质发生变化。 ●污染物的种类、发生原因及处理方法请参见下表。 反渗透膜污染的和种类、原因及处理方法 污染物种类原因对应方法 堆积物胶体和悬浮粒子等膜面上的堆积提高预处理的精度或采用 UF/MF 结垢由于回收率过高导致无机盐析出调整回收率，加阻垢剂生物污染微生物吸附以及繁殖定期杀菌处理 有机物的吸附荷电性/疏水性有机物和膜之间的 相互作用 膜种类的选择需正确 2.反渗透和纳滤系统的清洗方式有哪些？ 反渗透和纳滤系统的清洗可分物理清洗和化学清洗。 物理清洗也可叫物理冲洗，冲洗是采用低压大流量的进水冲洗膜元件，冲洗掉附着在膜表面的污染物或堆积物。 冲洗的要点： a.冲洗的流速 装置运行时，颗粒污染物逐渐堆积在膜的表面。如果冲洗时的流速和制水时的流速相等或略低，则很难把污染物从膜元件中冲出来。因此，冲洗时要使用比正常运行时更高的流速。通常，单支压力容器内的冲洗流速为： ●8英寸膜元件：7.2-12m3/h； ●4英寸膜元件：1.8-2.5m3/h。 b.冲洗的压力 正常高压运行时，污染物被压向膜表面造成污染。所以在冲洗时，如果采用同样的高压，污染物仍会被压在膜表面上，清洗的效果不会理想。因此在冲洗时，应尽可能的通过低压、高流速的方式，增加水平方向的剪切力，把污染物冲出膜元件。压力通常控制在0.3MPa以下。如果在0.3MPa以下，很难达到一定的流量时，应尽可能控制进水压力，以不出产水或少出产水为标准。一般进水压力不能大于0.4MPa。