膜污染及清洗

膜污染及化学清洗201414126曹行目录膜污染的定义膜污染的产生原因及分类膜污染的处理什么是膜污染？•膜污染是指在膜分离过程中，溶液中的微粒、胶体粒子或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在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜透过流量与分离特性发生变化的一种现象。膜污染原因及分类浓差极化离子结垢金属氧化物沉积胶体物污染生物污泥膜污染可逆污染不可逆污染沉淀污染吸附污染生物污染•沉淀污染：当原水中盐的浓度超过了其溶解度，就会在膜上形成沉淀或结垢。普遍受人们关注的污染物是钙、镁、铁和其它金属的沉淀物，如氢氧化物、碳酸盐和硫酸盐等。•吸附污染：有机物在膜表面的吸附通常是影响膜性能的主要因素。随时间的延长，污染物在膜孔内的吸附或累积会导致孔径减小和膜阻增大，这是难以恢复的。主要污染物是胶体，蛋白质大分子，天然高分子有机物等。•生物污染：微生物在膜-水界面上积累，以及一些真菌，细菌直接或者间接降解膜聚合物，从而影响系统性能的现象。去除污染方法•膜材料的选取及膜组件安装•对原料液进行处理•选择最佳的实验条件•对膜进行清洗•不同类型的污染物与膜之间的作用力是不同的，有机污染物（吸附污染）与膜之间的作用力是氢键、色散力吸附及憎水作用，生物污染与膜之间的作用力是静电相互作用、氢键和范德华力。•因此，污染物质的类型直接影响清洗剂的选择。在选用清洗剂之前需要对污染物成分进行分析，针对污染物类型选出高效、经济的清洗剂种类。清洗机理清洗方法•物理法：热水法、反压冲洗、循环洗涤•化学法：用适当化学清洗剂去除膜污染•超声波法：利用超声波在水中引起剧烈的紊流、气穴和振动达到去除膜污染的一种方法。•电清洗法：在膜上施加电压，使污染颗粒带上电荷，使带电粒子或分子沿电场方向移动，通过在一定时间间隔内施加电场，且在无需中断操作的情况下从界面上除去粒子或分子。（缺点：需使用导电膜及安装有电极的特殊膜器）化学清洗剂的选择化学清洗剂是利用某种化学药品对膜表面有害杂质进行化学反应来达到清洗膜的目的。选择化学药品的原则是：一是不能与膜及其它组件材质发生任何化学反应；二是不能因为使用化学药品而引起二次污染。酸溶液清洗剂酸类清洗剂可以溶解并去除无机矿物质和盐类，溶出结合在凝胶层和水垢层中的铜、镁等无机金属离子，将残存的凝胶层和水垢层从膜表面彻底清洗以恢复其通透能力。常使用的酸有盐酸、柠檬酸、草酸等。配制酸溶液的pH因膜材料而定。因此酸溶液清洗法可以处理沉淀污染。碱溶液清洗剂碱性清洗液可以有效去除蛋白质污染，破坏凝胶层，使其从膜表面剥离下来。如对于大分子物质等在膜表面形成的凝胶层，物理清洗效果甚微，可用碱液浸泡清洗污染膜，碱性条件下有机物、二氧化硅和生物污染物易被清除。因此，碱溶液清洗法可以处理吸附污染。氧化性清洗剂氧化性清洗剂如H2O2、NaClO等都具有强氧化性，是目前常用的杀菌剂。既除去了污垢，又杀灭了细菌。因此，氧化氢清洗剂可以处理生物污染。清洗不同的废水处理用膜，应采用不同的化学清洗方法，且化学清洗液的浓度要适宜。如质量分数为2%～5%的次氯酸钠稀溶液对去除膜孔内附着滋生的微生物有很好的效果。膜污染可逆污染定期清洗浓差极化沉淀污染酸溶液清洗剂无机矿物质盐类吸附污染碱溶液清洗剂蛋白质大分子生物污染氧化性清洗剂细菌真菌微生物