超濾膜污染是指被處理液體中的微粒、膠體例子、有機物和微生物等大分子溶質(zhì)與膜產(chǎn)生物理和機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。本文主要從超濾膜的污染原因與清洗方法角度出發(fā)，對超濾膜使用環(huán)境、污染清洗方面做一下簡單的介紹。

 膜污染形式包括膜表面和微孔孔壁上吸附了過多的截留物而發(fā)生的覆蓋污染和膜孔內(nèi)被膠體例子、有機物和微生物等大分子溶質(zhì)阻塞。

一、超濾膜污染的原因分析

  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膩層，因為污染層的存在，有大量的膜孔被覆蓋。而且，有機物和微生物等大分子溶質(zhì)及其他雜質(zhì)之間長時間的相互作用極易在膜表面結(jié)塊，阻礙水的透過。

  2、膜孔內(nèi)被膠體例子、有機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完全阻塞。污染物質(zhì)包括膠體、有機物、菌類以及鈣鐵的無機鹽垢。含有這些污染物質(zhì)的水源通過超濾膜時，大量污染物被膜截留而積聚于膜表面，長期的連續(xù)運行，被膜截留下來的微粒容易形成凝膠層，阻塞流水通道。

二、判斷超濾膜是否需要清洗的原則

    1、根據(jù)超濾裝置進出口壓力降的變化，多數(shù)情況下，壓力降超過初始值0.05MPa 時，說明流體阻力已經(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)的透過水量或透水質(zhì)量下降到不可接受程度時，說明透過水流路被阻，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，即進行物理方法快速沖洗去大量污染物質(zhì)，然后再用化學(xué)方法清洗，以節(jié)約化學(xué)藥品。

           3、定時清洗，運行中的超濾系統(tǒng)根據(jù)膜被污染的規(guī)律，可采用周期性的定時清洗。可以是手動清洗，對于工業(yè)大型裝置，則宜通過自動控制系統(tǒng)按順序設(shè)定時間定時清洗。

三、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，膜表面會被截留的各種有害雜質(zhì)所覆蓋，甚至膜孔也會被更為細小的雜質(zhì)堵塞而使其分離性能下降。原水預(yù)處理的有無，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，而無法從根本上解決污染問題，即使預(yù)處理再徹底，水中極少量雜質(zhì)也會因日積月累而使膜的分離性能逐漸受到影響。因此膜的堵塞是絕對的，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。

1、中空纖維超濾膜的物理清洗法：

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

①等壓水力沖洗法：對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，全開濃縮水出口閥門，此時中空纖維內(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，籍增大的流量沖洗表面，這對去除膜表面上大量松軟雜質(zhì)有效；

②水氣混合清洗法：將凈化過的壓縮空氣與水流一道進入超濾膜內(nèi)，水——氣混液會在膜表面劇烈的攪運作用而去除比較堅實的雜質(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。純水循環(huán)沖洗效果比較好；

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

2、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)進行化學(xué)或溶解作用來達到清洗的目的。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，二是不能因為使用化學(xué)藥品而引起 二次污染。

化學(xué)清洗藥劑的選擇：

污染物質(zhì)	清洗、殺菌劑	清洗劑濃度
菌類、有機物	次氯酸鈉	5000mg/L以下（有效氯濃度）
有機物氧化絡(luò)合物	氫氧化鈉	4%以下
無機絡(luò)合物	鹽酸	10%以下
	草酸	2%以下
	檸檬酸	10%以下
	EDTA	0.4%以下
殺菌	次氯酸鈉	10~100mg/L
	雙氧水	1%以下

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，對去除無機雜質(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，對去除有機雜質(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%胃蛋白酶、胰蛋白酶。對去除蛋白質(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）先用清水沖洗整個超濾系統(tǒng)。水溫最好采用膜組件所能承受的較高溫度。
    （2）選用合適的清洗劑進行循環(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。如未能達到預(yù)期數(shù)值時，重復(fù)第二步、第三步清洗過程。
    （5）用0.5%的甲醛水溶液進行消毒貯存。

 

END

 

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