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                膜净化防治与洗濯指点手册 通用版
                / 工夫:2020-06-29 10:06:46

                北极星水处置网6月23日讯:膜净化景象在多孔膜中较为罕见, 发作净化的最直观体现便是通量的继续低落, 普通用通量降落的水平以及净化物的质量来描绘净化的情况。

                一、净化物的种别

                1、无机净化物

                以压力为驱动的膜别离零碎中, 由于膜的扣留作用, 在膜外表会发作体系中组分的稀释, 招致浓差极化景象的发生。关于可溶性的组分来说, 当离子的含量积超越其溶解度后就会在膜外表和孔内构成沉淀或结垢。无机类净化物最次要的是钙和钡等的硫酸盐和碳酸盐所构成所谓的水垢层, 此中以CaCO3 和CaSO4 最为罕见。在大少数状况下, 无机与无机净化物之间还存在着互相促进的作用, 加剧膜的净化。

                2、无机净化物

                无机净化物次要为细菌胞外聚合物( EPS) , 卵白质、多肽、脂肪类和多糖等大分子类的物质, 此中含有活性基团的大分子物质能够与金属离子Ca2+,Mg2+和Ba2+等互相作用在膜的外表构成凝胶层, 从而可使膜的通量降落或膜的过滤阻力上升。

                3、微生物净化物

                微生物净化次要是由微生物及其代谢产品构成的粘性物质。膜的外表易吸附腐殖质、聚糖脂和微生物停止推陈出新运动的产品等大分子物质, 具有了微生物的生活条件, 极易构成一层生物膜, 因而形成膜的不行逆梗塞, 使水通量降落。

                4、胶体净化

                藻类、细菌和无机物都能够处于胶体尺寸,这些胶体状物质有能够吸附于膜外表惹起净化。胶体物质有差别的来源,它们发生的膜净化亦有很大差异。来自非生物进程的胶体物质有淤泥和黏土等无机物,它们惹起的水通量衰减每每源于滤饼层净化,它们普通不会热力学不行逆地吸附在膜外表;积累在膜外表的这些范例的胶体很容易为水力洗濯(如反冲洗和氛围擦洗)所去除。微生物推陈出新发生的胶体物质每每永世性吸附在膜外表从而惹起不行逆的吸附性净化。源于微生物进程的胶体净化被归类到微生物净化。

                二、膜净化的影响要素及其防治

                1、膜净化的影响要素

                膜自身的特性如膜孔径及其散布、膜构造、膜的物理特性、膜-溶质-溶剂之间的互相作用;

                被处置的污水水质,特殊是水中无机物的品种和浓度;

                操纵条件如污泥泥龄、溶解氧浓度、膜面流速、温度等;

                膜组件的特性尺寸,高度、曝气零碎部署等;

                其他要素如微生物种群之间的互相影响、膜自身对生物膜生长的影响、细菌胞外聚合物(EPS)的构成及浓度等。

                2、膜净化的防治

                1)膜外表改性

                膜外表的改性可分为物理改性和化学改性。

                物理改性包罗共混和外表层。共混是将亲水性高分子与成膜资料停止共混, 以改进膜的亲水性; 外表涂层是指在膜外表上构成一层功用性预涂覆层, 避免膜资料与溶液中的组分发作吸附作用, 从而进步别离膜的抗净化性。

                2)料液预处置

                对料液停止预处置是为了到达膜组件的进水的规范( 如反浸透膜要求进料净化指数SDI 小于5) 。预处置是指在质料液过滤前向此中参加一种或几种物质, 使质料液的性子或溶质的特性发作变革。

                预处置包罗化学处置和物理处置。

                物理处置通常包罗预过滤和离心, 以撤除能够壅闭膜孔的悬浮颗粒; 化学处置则包罗调理料液pH值, 使大分子或胶质净化物阔别等电点, 以增加构成凝胶层的趋向。二价离子, 如Ca2+和Mg2+等经过在大分子链上架桥可以构成沉淀, 而一价离子相反却可防备沉淀和净化。以是人们多经过离子交流以去除多价离子。化学进程还包罗沉淀和絮凝, 或用专门的化学药品抗污或杀菌。

                3)操纵条件的优化

                操纵条件的优化包罗控制初始浸透通量, 反向安排微孔膜, 应用高分子溶液的流变特性及脉动流操纵和鼓泡操纵, 接纳两相流操纵、离心操纵、电超滤、振动膜组件和超声波辐射等。

                三、膜的洗濯

                1、物理洗濯

                1)等压冲洗

                实用于中空纤维组件。冲洗时起首降压运转, 封闭滤液出口并添加原水进入速率, 此时中空纤维组件内压力随之降低, 直至到达中空纤维外侧腔体操纵压力相称, 即膜两侧压差为0, 如许滞留于膜外表的溶质分子悬浮于溶液中并随稀释液排挤。

                2)反冲洗

                指从膜的透过侧经过液体冲洗, 将膜面净化物撤除的办法。同时应该思索在较低的压力下停止( 0.1 MPa 左右) , 以免惹起膜决裂。

                3)气液混淆振荡洗濯技能

                气液振荡洗濯办法是在膜组件的内腔鼓入紧缩氛围, 随同着反洗的透过液, 使中空纤维在氛围泡和水流的作用下摆荡振荡, 抖落或冲失中空纤维表面面附着的净化物。

                4)负压洗濯

                相似于反压洗濯原理, 洗濯时使膜组件接在泵的吸程上, 形成膜的功用面压力低于膜的另一壁压力, 从而使透过液逆流透过膜来到达洗濯膜面及膜孔内的净化物。

                5)机器刮除

                对管式组件可接纳软质泡沫塑料球、海绵球, 对内压管膜停止洗濯, 在管内经过水力让泡沫塑料球、海绵球重复颠末膜外表, 对净化物停止械性的去除。该法实用于以无机胶体为净化身分的膜外表的洗濯。

                6)电洗濯

                在膜上施加电场, 则带电粒子或分子将沿电场偏向挪动, 经过在肯定工夫距离内施加电场, 且在无需中缀操纵的状况下从界面上撤除粒子或分子。洗濯剂的选择决议于净化物的范例和膜资料的性子。在洗濯方案的选择中, 应思索以下要素: 洗濯设置装备摆设的要求, 膜的范例和洗濯剂的相容性,零碎的构造资料, 净化物的判定, 对运用过的洗濯液的排放条件及由此形成的影响。

                2、化学洗濯

                很多化学试剂对去除净化物和其他堆积物是无效的。化学洗濯实践上触及到所运用的化学药剂和污垢、堆积物和腐化产品及影响通量速率和产水水质的其他净化物的反响。

                1)碱性洗濯剂

                常用的是氢氧化物和磷酸盐等。此中氢氧化物是指在某种水平上能溶解SiO2, 皂化脂类和溶解卵白质的物质。磷酸盐呈弱碱性, 其洗濯结果无限, 常被用作疏散剂、溶解磷酸盐、调理pH值、乳化脂类和胶溶卵白等。

                2)酸性洗濯剂

                a.硫酸

                可用于较宽的温度范畴, 不挥发, 其成盐的溶解度较硝酸和盐酸小, 其反响猛烈, 运用时有肯定的风险性;

                b.盐酸

                最常用的一种洗濯用酸, 溶解才能强, 普遍用于去除SiO2 以外的无机污垢和梗塞物, 且实用于高温, 但洗濯进程中能够发生HCl 气体对钢材有腐化作用;

                c.硝酸

                反响猛烈, 溶解度大, 可钝化不锈钢、铝等, 使用的范畴较硫酸、盐酸更广, 但对低碳钢有细微的腐化;

                d.柠檬酸

                固体, 易处置、风险小, 与梗塞物构成的盐溶解度较大, 即便在碱性条件下, 对铁离子的络协力大, 也难以构成氢氧化物沉淀, 但常需在温度80~100 ℃下运用, 且洗濯所需的工夫较长。

                3)酶洗濯剂

                该类洗濯剂对无机物特殊是卵白质、油脂类的净化物的洗濯是无效的, 其缺陷是价钱昂贵, 反响速率慢, 需求永劫间的浸渍。

                4)外表活性剂

                次要有阴离子、阳离子和非离子3 种外表活性剂。他们可以改进洗濯剂和膜面堆积物的打仗, 增加水的用量, 延长洗濯所需的工夫。

                5)消毒洗濯剂

                这类物质普通具有较强的氧化才能, 在消毒的同时, 能无效的去除膜净化物中的无机身分, 使膜的通透才能失掉较好的规复。常用的有次氯酸钠以及过氧化氢等。

                a.次氯酸钠

                可以十分无效的去除无机净化物, 化学反响速率快, 洗濯所需的工夫短。但其腐化性强, 特殊在低pH的状况下, 对不锈钢有分明的腐化作用。当洗濯温度较高时, 此中溶解的氯气会逸出, 对人的呼吸零碎无害。

                b.过氧化氢

                是一种二元弱酸, 遇光、氧化物、复原物即剖析, 发生少量的泡沫, 是一种较平和的消鸩杀菌剂。质量分数为1.2%的水溶液对肃清无机物质所梗塞的微滤和超滤膜具有精良的结果。所选定的膜净化的洗濯技能必需可以无效的去除膜的净化物, 使膜的正常通透才能和别离功能失掉较为分明的规复。

                抱负的洗濯剂应该具有以下的特性:

                能松动或溶解膜的净化物, 不克不及招致新的净化的发生或梗塞, 对膜自身及管路零碎不克不及有腐化作用, 洗濯速率快, 对膜外表及零碎有消毒作用, 化学波动性强, 无毒、平安, 对情况影响小, 本钱低。

                3、生物洗濯

                这类办法又可分为两类:

                一类是运用洗濯剂洗濯, 此类洗濯剂具有生物活性;

                另一类则是将生物剂牢固经过特别的办法牢固在膜上, 使膜具有抗净化的才能。

                对含卵白体系的混淆物膜别离进程, 酶制剂洗濯是一种十分无效的办法。接纳酶制剂洗濯可以堵截卵白链, 而外表活性剂可与特定的卵白链发作作用, 别的还可疾速溶解小的松懈的卵白片断。

                因而, 先接纳酶制剂洗濯, 后接纳外表活性剂洗濯的办法对BSA 和乳清净化的聚砜超滤膜洗濯十分无效。别的, 也可将2种洗濯剂复配成一种, 但必需思索优化, 即洗濯剂之间不克不及发作互相作用。