膜污染
膜污染的成因及其再生
摘要：本文介绍了膜污染的分类、形成机理及形成膜污染的影响因素，同时阐述了膜污染的污染防治和几种膜污染清洗再生的方法。
关键词：膜污染；膜清洗；膜再生
The Cause of Membrane Fouling and Its
Regeneration
Abstract: In the paper，the classification and mechanism of membrane fouling are introduced，at the same time，the effects of the formation of membrane fouling are also presented．Then the prevention and control technology of membrane fouling and several cleaning methods for membrane regeneration are described．
Key words: membrane fouling；membrane cleaning；membrane regeneration
膜分离技术被认为是21世纪最有前途、最具发展前景的重大高新技术之一。由于无相变、能耗低、体系干净等优点，其应用范围越来越广泛，特别是对处理热敏物质领域如食品、药物和生物工程产品，显示出极大的优越性，与传统分离操作相比，不仅可避免组分受热变性或混入杂质，还具有显著的经济效益, 因而发展相当迅猛。但在膜分离过程中存在膜污染现象，使膜的渗透通量及截留率等性能发生改变，膜的使用寿命缩短，极大地影响了膜分离技术的实际应用，膜污染分析及膜污染清洗的研究已成为膜分离技术研究中的一个热点问题。
1 膜污染的分类
膜污染主要是被处理物料中的微粒、胶体粒子或溶质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，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象[1]。膜污染直接导致了膜通量下降和使用寿命缩短。
膜污染可分为生物污染、有机污染和无机污染。生物污染是指细菌细胞或者絮体在膜上沉积、生长和新陈代谢而造成的污染。在微滤或超滤处理废水时，生物污染是一个主要的问题，因为许多污染物质比膜孔孔径大。有机污染是指生物聚合体在膜表面沉积，因为生物聚合体孔径较小，比较容易在膜孔中沉积。无机污染可由两种方式产生：化学沉淀和生物沉淀，浓差极化导致大量的阳离子和阴离子在膜表面富集，当化学物质浓度超过了膜表面的饱和浓度时，化学沉淀就发生了[2]。
2 膜污染形成主要机理
目前，关于膜污染机理的说法不一，但通常认为膜污染主要由浓差极化、滤饼层的形成和压缩、吸附、孔堵4种原因引起[3]。
2.1膜污染形成机理
2.1.1 浓差极化
高浓度的处理料液使膜的表面料液浓度远高于主体液的浓度，从而使膜面上的溶质的局部浓度增加，即边界层流体的阻力增加，导致传质推动力下降，膜的渗透率降低。
2.1.2滤饼层的形成
随着过滤的时间的延长，大量的微粒在膜表面逐渐累计压实形成滤饼层覆盖在膜表面，使过滤水阻力增加，膜的渗透率降低。
2.1.3膜内吸附
超滤过程中膜的吸附现象被认为是造成膜污染的关键。吸附污染与膜、溶剂和溶质三者的相互作用有关。由于膜组分的化学性质、结构不同，产生吸附作用的机理也不同，一般可分为范德华力、静电作用、疏水性、氢键等。
2.1.4膜孔的堵塞
由于被分离的物质与膜的相互作用将在膜表面或膜孔内产生吸附和沉积，大量的污染物附着在膜壁上造成膜孔的堵塞使膜孔体积减小。导致膜孔窄化从而使膜的渗透率降低。
2.2膜分离底物的污染机制
生物污染过程基本可分为4个阶段[4-5]：(1)腐殖质、聚糖酯和微
生物的代谢产物等大分子物质在膜表面上吸附，生成一层适合微生物生存的生物膜。(2)污水中黏附速度快的细胞黏附在生物膜表面，生物膜由于受细菌死亡脱除和剪切力的影响而生长缓慢。(3)污水中的菌种大量黏附，特别是胞外聚合物(EPS)的形成，加剧了微生物的繁殖和群集，加速了生物膜的形成。(4)生物膜的生长和脱除达到动态平衡。生物膜趋于稳定。最终形成生物污染。
滤饼污染污水中的胶体物质、悬浮物等大分子物质被膜拦截，通过架桥、吸附、网捕等作用，在膜表面沉积形成一层滤饼。从而引起膜污染[6]。小于膜孔径的颗粒物质，通过结晶、生长及沉淀等作用堵塞膜孔。
滤饼污染形成的沉积层与膜表面的结合力较弱，对膜的通透性能影响不大。其余两种机理造成的污染通过水力作用很难除去．必须通过专门的膜清洗才能恢复膜通量。
3膜污染的主要影响因素
3.1膜本身的影响
3.1.1膜的结构
膜按结构可分为对称膜组件和不对称膜组件。其中对称膜组件在所有方向上的孔隙率都相似，其孔结构不随深度而变化。膜两侧是致密的分离层，中间是疏松多孔的支撑层。当污染物通过一侧致密层后，却可能被另一侧的致密层阻挡，造成膜孔道的堵塞[7]。而不对称膜组件中的膜是由同种材料制成的多层膜结构，一层为致密分离层，另一层或多层为支撑层，其在膜的厚度方向上呈现出不对称性，广泛用于反渗透和超滤。相对于对称膜来说，不对称膜组件的膜污染较小、应用广泛。
3.1.2膜孔径的大小
根据孔径大小的不同，膜可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。不同膜孔径决定了不同分离精度和膜通量，不同的水质需选择不同的膜。当膜孔径与粒子或溶质尺寸相近时，容易导致膜孔堵塞。从理论上讲，确保污染物被截留的情况下，选择孔径大点的膜可以使水通量提高。但实验发现，选用较大膜孔径，反而加速了膜的污染，水通量下降很快。一般来说，膜的切割颗粒尺寸（截留分子量）应比要分离的污染物的尺寸小一个数量级。
3.1.3孔隙率
衡量孔隙率的参数主要为孔密度和孔径分布。膜的孔隙率对溶质
的截留具有选择性。当膜孔为圆形、孔径分布窄时，膜的选择分离性能较好。孔隙率小的膜易被堵塞，透通量越小。
3.1.4亲疏水性
膜材料亲疏水性对凝胶层的初期形成有着重要影响。一般来说，亲水性聚合物膜表面易附着水层，不易受到生物溶质和生物性不溶物的污染，而疏水性膜对生物具有亲和性，更容易导致生物污染等不可逆的污染，加剧膜的污染程度，影响出水的水质，因而采用亲水性膜比疏水性膜具有更优良的抗污染特性。
3.1.5粗糙度
增加膜表面粗糙度可以加大膜表面积，随着膜表面粗糙度的增高，膜的水通量也相应增大，粗糙度与水通量存在着一定的线性关系；但另一方面，膜表面粗糙度的增加也进一步增加了膜表面吸附污染物的可能性。同时，膜表面粗糙度也通过影响进水在膜面的流态和流速，进而影响污染物在膜面上的沉积速率，从而阻碍了污染物在膜表面的形成。Riedl 等[8]研究发现，粗糙度与表面污染层形貌密切相关，表面光滑的膜倾向于形成致密的污染层，导致水通量衰减较快，而粗糙度大的膜形成的污染层则较疏松，因此水通量受污染层影响较小。
3.1.6表面能
对于有机聚合膜，一般认为膜与有机组分为主的活性污泥之间的表面能越高，膜的亲水性越好，膜污染越低。
3.1.7电荷性质
构成膜的材料因具有荷电基团等原因，使膜面带有电荷，从而对混合液中的离子有排斥和吸附作用。一般混合液胶体粒子带负电，所以选择带负电的膜有利于防止膜污染。
3.2料液性质对膜污染的影响
3.2.1料液的物理性质
料液物理性质主要包括料液粒子或溶质尺寸、料液温度、料液的流速与压力以及料液粘度、浓度等方面。当膜孔尺寸与料液中的粒子或溶质大小相近时，料液中的粒子会在压力的作用下被溶剂带向膜，造成膜孔堵塞；而当膜孔径小于粒子或溶质尺寸时，由于受到横切流的作用，使得这些粒子或溶质很难在膜表面聚集，因而不易造成膜孔堵塞。料液温度对膜污染的影响具有双重作用，提高料液温度可以降低料液粘度、增加扩散系数，从而使浓差极化的影响降低；但温度上升同时也会降低料液中某些组分的溶解度，造成膜表面的吸附污染增
加。料液流速与压力对膜透水率影响通常是相互关联的，当料液流速保持一定且浓差极化不明显之前，膜的透水率会随着压力增加近似直线增加。当浓差极化起作用后，透水率随压力提高而曲线增加，浓差极化随之严重，使透水率随压力增加脱离线性关系。当压力升高到一定数值后，浓差极化使膜表面溶质浓度达到极限浓度，溶质在膜表面开始析出形成凝胶层。此时，凝胶层阻力对膜通量影响起决定作用，透水率几乎不依赖于压力。因此要选择合适的压力与料液流速，以保证得到最佳透水率的同时避免凝胶层的形成[9]。
3.2 料液的化学性质
料液化学性质主要指料液中各溶质组成成分、形态、pH 及离子强度等。J.Brinek 等人通过实验，发现溶液pH 值对脂肪酸在疏水性的膜的吸附有很大影响。当pH 值减小时，吸附变多。当形成边界层浓度达到饱和浓度时，吸附急剧增加。当pH 值大于7 - 8 时。就几乎没有脂肪酸的吸附，因为这时脂肪酸都变成其相应的盐，而盐的溶解度比其脂肪酸的溶解度要高很多。料液中的离子强度增加会导致蛋白质的构型和分散性改变，影响吸附；同时有实验表明，料液中的盐易被膜面吸附，影响膜通量[9]。
3.3操作条件的影响
3.3.1膜过滤方式
膜过滤有两种基本操作方式[10]：死端过滤和错流过滤。死端过滤是指在膜两边压力差的驱动下，溶质和溶剂在垂直于膜的方向上做同向运动，溶质被膜截留，溶剂通过膜而被分离。死端过滤时，随着时间的增加，膜污染愈发严重。错流过滤是指主体料液与膜表面相切流动，溶质被膜截留，透过液垂直于膜面流出。在错流过滤过程中，料液流经膜表面时产生的剪切力会把膜面上滞留的颗粒带走，能有效地控制浓差极化和滤饼堆积。
3.3.2曝气量
曝气量的增加能在膜表面形成较大错流速度，使污染物不易在膜表面积累，还可以加快污染物在膜表面的脱离。但曝气量过大有可能会导致污泥混合物粒径减小和小污泥颗粒增多，导致膜孔堵塞，同时会增加能耗[11]。实际操作中存在一个最优曝气量。
3.3.3膜通量
将膜通量划分为3个水动力学操作区：超临界区、临界区和次临界区。在次临界区运行时，膜过滤阻力(TMP)保持稳定，膜污染速度
较缓慢，污染是可逆污染；当在临界区运行，系统可以在低污染率下稳定运行一段时间，操作压力线性缓慢增长，最终变得迅速；进入超临界区，TMP增加且不稳定，形成部分不可逆污染。在一定的操作条件下，使膜通量维持在次临界通量区操作可以维持膜生物反应器长期稳定运行。
3.3.4曝气方式
I.S.Chang等[12]比较了喷射和气提两种曝气方式在管式一体式膜生物反应器(SMBR)处理市政污水时的情况，发现在膜管内腔没有被污染时，采用喷射式曝气的膜通量比气提式高。一旦膜管污染，喷射式的膜通量下降很快，而气提式膜通量较为稳定。
3.3.5操作压力
操作压力存在一临界值．当操作压力低于临界压力时，膜通量随压力的增加而增大；而高于此值会引起膜表面污染的加剧，膜通量随压力的增大变化不大。临界操作压力随膜孔径的增大而减小。
3.4膜、溶质和溶剂之间相互作用对膜污染的影响
膜、溶质和溶剂三者之间的相互作用中，主要以膜与溶质间的相互作用为主[9]，膜与溶质间的相互作用可分为：
3.4.1 静电力
有些膜材料带有极性基团或可离解基因，因而在与溶液接触后，由于溶剂化或离解作用使膜表面荷电，它与溶液中荷电溶质产生相互作用；当二者所带电荷相同时，便相互排斥，膜表面不易被污染；当所带电荷相反时，则相互吸引，膜面易吸附溶质而被污染。
3.4.2 范德华力
范德华力是一种分子间的吸引力，常用比例系数H（Hamaker 常数）表征，与组分的表面张力有关，对于水、溶质和膜三元体系，决定膜和溶质间范德华力的Hamaker 常数为：
H 213 =[H 111/2-(H 22 × H 33 )1/4]2
式中，H 11、H 22和H 33 分别是水、溶质和膜的Hamaker 常数，由上式可见，H 213始终是正值或零。若溶质或膜是亲水的，则H 22 或H 33值增高，使H 213值降低，即膜和溶质间吸引力减弱，较耐污染及易清洗。
3.4.3 溶剂化作用
亲水的膜表面与水形成氢键，这种水处于有序结构，当疏水溶质要接近膜表面，必须破坏有序水，这需要能量，不易进行；而疏水膜
表面上的水无氢键作用，当疏水溶质靠近膜表面时，挤开水是一个疏水表面脱水过程，是一个熵增大过程，容易进行，因此二者之间有较强的相互作用。
4 超滤膜污染的防治
通过有效的技术手段可以尽量延缓膜污染的进程，降低膜污染的程度。在防控浓差极化和膜污染方面的研究主要集中在改良膜的性质、改变原水的特性及优化分离操作条件等方面。
4.1改变原水特性
在原水超滤前，根据料液及膜材料的性质进行有效的预处理，可以减轻膜负荷和污染。大量以混凝、活性炭、预氧化等预处理工艺防止膜化学损伤、延缓膜污染、强化膜分离效果等方面的研究认为有效的预处理是去除膜污染物质和抑制膜污染物质在膜面附着的最有效方法。
Xia S.J. 等[13]在采用超滤设备处理水库水作为饮用水的试验中，发现在超滤前使用混凝可以提高渗透通量和延缓膜通量降低。董秉直[14]等采用在线混凝-超滤膜工艺处理微污染水，发现在线混凝能有效控制膜污染。Liang H.等[15]在考察高锰酸盐/氯预处理对控制藻类污染效果的研究中发现，联合使用高锰酸盐、氯可以减小超滤膜污染的速率。
4.2改良膜的性质
膜材料的化学结构、亲水性或疏水性、荷电性、极性或非极性、表面能等都会影响膜的分离性能。膜材质和膜组件的选择对控制膜污染十分重要。在超滤过程中，膜、溶质和溶剂之间的相互作用受到膜材质、孔径、孔分布等因素的影响，且膜表面特性对于细菌的生存也起着重要作用。因此，一般宜选择容易达到分离特性要求的耐污染膜材，除考虑适当的孔径外，还应选用与被分离溶质间相互作用比较弱的超滤膜，这样既可以有效减少膜对污染物的吸附，不易被污染或孔堵，又易于清洗恢复[16]。
4.3 优化分离操作条件
通过优化膜分离条件，如温度、pH 值、流速等可减少膜污染，强化超滤过程。例如充足的反洗压力、较大的线速度、进水方向可以减轻饼层的形成；水力方法可以用来控制浓差极化和膜污染；控制流体不稳定性、增强膜性能可以预防膜污染；在次临界流量运行条件下膜污染缓慢；聚合体混凝剂较单体混凝剂对增强混合液过滤性能有更
好的效果，能够抑制凝胶层的形成，减缓污染的发展，消除膜表面稳定的污染物[16]。
另外，紫外线照射无机管状膜表面可以减小膜污染。研究发现，在被聚环氧乙烷溶液严重污染的管状膜中，通过紫外照射可以将污染物分解或从膜表面驱逐；有研究认为超声可以有效控制膜污染，且总过滤阻力是没有超声照射时的30% 。
虽然以上方法均被认为能够控制膜污染，但膜材料的性能强度、运行成本是其在实际工程中应用的关键问题。
5 膜污染后的清洗和再生
膜在使用中，尽管可以采取上述步骤来减缓膜污染速度，但是在实际应用中，膜经长期运行后，膜污染在所难免，因此膜的定期清洗和再生必不可少。常见的清洗和再生方法包括物理方法、化学方法、电清洗和组合清洗方法等[17]。
5.1物理方法
常用的物理清洗方法有超声波清洗、物理反冲洗和空曝气等方式。
超声波能够在清洗溶液中形成极大的扰动，破坏膜表面和吸附物质的连接，松散膜面上的颗粒，除去膜表面的沉积层，但是超声波对膜是否有损坏作用尚需进一步研究。
物理反冲洗包括水反冲洗和气水反冲洗。反冲洗能减少膜结垢，可形成优化的水力操作条件，但反洗能够缩短膜的工作寿命。
当膜面附着的污泥层对膜通量影响很大时，空曝能有效地解决膜污染问题。
5.2化学方法
化学清洗能够破坏污染物的分子结构或改变污染物与膜表面分子间的吸引力。当膜污染程度较深时，物理方法清洗不能达到所需要的结果，而化学清洗则可以使膜通量恢复得比较好。常用化学试剂包括酸液、碱液、螯合剂、氧化剂、酶和表面活性剂等。化学方法虽然能够除去污染物，但也有可能引入新的污染物，并且同一种清洗剂，在不同的操作条件和操作方式下，清洗效果差别很大。
5.3 电清洗
通过在一定时间间隔内在膜上施加电场，让带电粒子或分子沿电场方向移动，在无需中断操作的情况下从界面上除去粒子或分子。这种方法需使用导电膜及安装有电极的特殊膜器，所以极少用。
5.4组合清洗法
由于造成膜污染的原因很多，使用单一的清洗方法难以达到最佳效果，故通常采用物理-化学清洗相结合或使用多种化学试剂组合进行清洗。目前也有些学者提出采用微生物清洗的新思路。但无论采用何种方式，经过多长时间的清洗都很难使膜通量恢复到最初新膜的水平。
6 结论和展望
随着现代先进分析检测手段的发展，膜污染机制的研究正在深入开展。膜污染是膜分离不可避免的问题，影响膜污染的因素不仅与膜本身的特性有关，也与膜组件结构、操作条件等有关。不同膜分离过程，处理料液与膜之间的相互作用会有所不同，因而针对不同膜分离过程研究其污染机制并将其用于对膜组件性能的评价与预测，加强其指导生产实践的作用，这方面工作仍需进一步加强。对于具体应用对象，要作综合考虑。
为了对膜污染进行有效的控制，今后应研发高性能、高强度、耐污染、寿命长的膜材料，优化膜组件的构造，研究不同膜对不同污染物的敏感性。将超滤膜用于给水处理时，需进一步探讨超滤膜的污染机理和成因，强化有针对性和实用性且能够工程化的预处理及污染防控技术的研究，优化操作运行条件，针对污染物的特性研究高效价廉的化学清洗剂配方及清洗技术。同时在研究中积累大量现场试验数据，为工程设计提供可靠的依据。
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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。
世韩 CSM 抗污染反渗透膜
附录
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9-17. 熊津化学CSM抗污染膜
熊津化学 CSM 抗污染反渗透膜 ----废水深度回用的选择
作者：Seungpyo Hong 梁 伟
熊津化学工业公司是原三星公司所属企业， 1996年成为独立企业。 在韩国境内有2个工业园区，海外4个国家分别设立工厂和分公司。全 球员工数近万人。主要产品除纺织、化纤、电工原料外，CSM分离膜产 品发展迅速，其中反渗透膜的研发、生产已成为全球主要供应商之一。 特别是抗污染膜8040FE/8040FE 系列产品在废水回用领域前景广阔。
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众所周知，中国经济的快速增长带动了各个行业的发展，在各个 行业增加了用水量需求的同时，对水质的要求也有所提高。但是由于 环境或经济上等原因，越来越多项目的水源是受到污染的水体或经过 处理的废水。在这样的情况下，促使膜生产商研究、开发、生产出了 具有一定抗污染能力的反渗透膜来代替传统的产品，以适应更具污染 性水源的项目，确保系统运行的稳定性和经济性。
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熊津化学 CSM 技术
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附录
熊津化学抗污染膜的技术特点 全球主要卷式反渗透膜生产商都可以提供抗污染产品，熊津化学 公司的抗污染膜元件与传统的反渗透膜比较，主要在三个方面有所改 进：膜表面粗糙度、膜表面电性、膜材质的亲水性。熊津化学CSM抗污 染系列产品RE8040-FE/FEn同时具备以上三个特点，因此大大提高了抗 污染能力，减少了停机化学清洗的次数，节约了运行费用。
膜表面粗糙度降低
图1 图2. 对各个产品的表面粗糙度进行比较
从右侧的对比表和照片可以看出，熊津化学的新型抗污染膜表面粗糙 度大大降低。
膜表面接近电中性
图3对各个产品的表面电荷特性进行比较
从图中可以看到，熊津化学新型抗污染膜表面电性更接近电中性。
熊津化学 CSM 技术 142
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
海德能高压抗污染膜应用
海德能高压抗污染膜应用 海德能高压抗污染膜生物反应器在工业废水处理中常会出现在工艺流程中，用膜分离取代活性污泥的作用，并且比活性污泥处理装置更紧凑、出水水质好。 荷电膜的电渗析是在电场力作用下的膜过程，多用于工业废水的处理和回用，海德能高压抗污染膜代理如电镀废水中金属离子之类的荷电离子的分离、回用。海德能低污染反渗透膜其优点是几乎可完全脱除SS、一般的细菌、病毒、大肠杆菌等，且可脱色，减少生成三氯甲烷 (THM) 的前驱物，出水水质优良，由于膜装置占用的空间小，特别适合于老厂改造升级或建厂空间受限制的条件下采用。 工业废水组成各不相同，回用目的也各异，膜技术的应用也多种多样。但不管在哪一种废水处理中，膜技术都必须与其他技术合理配合才能发挥其作用。因为废水的成分极其复杂，不同的回用目的，要求的水质标准和处理工艺也各不相同，海德能高压抗污染膜选型任何一种单一的水处理技术都难以达到回用水的水质要求。 在城市废水的处理、回用中，膜过程常用于二级处理后的深度处理中，多以微滤(MF)、超滤 (UF)替代常规深度处理中的沉淀、过滤、吸附、除菌等处理，以纳滤膜(NF)、反渗透 (RO)进行水的软化和脱
盐。在中水回用中，目前使用最多的是以 MF、UF与活性污泥组成的膜生物反应器。 一般认为 MF可脱除废水中微生物、细菌、虫卵、病毒，UF 可脱除废水中的大分子，如蛋白质、腐殖酸及某些生成 THM 的前驱物和染料。经 MF和 UF处理的废水溶解盐及大部分离子仍难以脱除，必须经 RO膜才能将这些组分脱除。二级出水经 RO 处理后可达到饮用水标准，其脱盐率可达90%以上，水回收率 75%以上，COD 和 BOD 的去除率 85% 以上。但 RO 需在较高压力下操作，费用较高，以前在废水处理中使用比较多的是 MF 和超滤膜。近年开发的 NF膜可截留相对分子质量大于200的低分子及二价和高价离子，对一价离子截留率很低，因此可在较低压力下操作，且透水量大，运行费用低，在废水处理中可去除所有病毒、细菌、农药、表面活性剂以及三氯甲烷前驱物，这类物质会与水中氯(如杀菌时加氯)反应生成 THM 之类的致癌物质，由于这类前驱物大多为低分子有机物，用常规的水处理技术及 MF、UF均难以很好脱除，而 NF 可除去二级出水中90%以上的溶解碳和 THM 前驱物以及2/3的盐度、4/5 的硬度，出水符合美国 1986年安全饮用水法律对污染物的规定。 高压抗污染海德能高压抗污染膜在工业废水处理中最适合废水 循环和再利用处理阶段，膜技术将是废水深度处理的首选技术。
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.
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。
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
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
膜污染的四种类型及修复策略
1.膜污染的四种类型及修复策略。 吸附污染、沉淀污染、生物污染 膜清洗是恢复被污染膜性能的有效方法。膜清洗方法有物理法和化学法。物理清洗法有顺冲即在操作时用低压。大流量进料液冲去膜表面污染物，和反冲即把料液进口和浓缩液出口颠倒后，用进料液在低压，大流量冲去顺冲不能达到的死角。中空超滤组件是把料液进口和渗透液出口颠倒后，用纯溶剂在高于操作压力时进行冲洗。化学清洗法是用酸、碱、酶、络合剂，表面活性剂或消毒剂等清洗膜表面。清洗前必须进行物理清洗，在判定污染物的性质后，确定对膜无损伤的最佳清洗剂，浓度、温度、清洗时间，清洗方法。清洗后用纯水冲洗至无化学清洗利，再使用。 2.什么叫“负水头”，它对过滤和冲洗有何影响，如何避免滤层中负水头产生？ 负水头是指在过滤过程中，当滤层截留了大量杂质以致滤层某一深度处的水头损失超过该处水深时出现的水头损失。 具体的影响有两点：1、形成气囊，显然会挡住过滤口即减少了过滤面积；2、由于气囊往上浮，容易带走滤料，个人认为还有可能搅动已沉积的悬浮物。如何避免呢，无非是从源头入手，要么增加砂上面水深，增加势能，要么控制水头损失，也可以将出水口提高到滤层砂面之上。 增加砂面上水深或令滤池出口位置等于或高于滤层表面。 3.曝气生物滤池系统组成，工艺原理，工艺特点。 组成：曝气生物滤池主体可分为布水系统、布气系统、承托层、生物填料层、反冲洗等五个部分。 原理：在滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料，滤料表面生长着高活性的生物膜，滤池内部曝气。污水流经时，利用滤料的高比表面积带来的高浓度生物膜的氧化降解能力对污水
进行快速净化，此为生物氧化降解过程；同时，污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出，此为截留作用；运行一定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物以及更新生物膜，此为反冲洗过程。 特点：（1）用粒状填料作为生物载体，如陶粒、焦炭、石英砂、活性炭等。（2）区别于一般生物滤池及生物滤塔，在去除BOD、氨氮时需进行曝气。（3）高水力负荷、高容积负荷及高的生物膜活性。（4）具有生物氧化降解和截留SS的双重功能，生物处理单元之后不需再设二次沉淀池。 （5）需定期进行反冲洗，清洗滤池中截留的SS以及更新生物膜。 4.高级氧化技术特点 1.产生大量非常活泼的HO-自由基，其氧化能力仅次于氟，HO- 自由基是反应的中间产物，可诱发后面的链反应。 2.反应速度快，多数有机物与羟基自由基的氧化速率常数可达 10^6~10^9(MS)^-1 3.HO-自由基无选择直接与废水中的自由基反应将其降解为二氧化碳、水和无机盐，不会产生二次污染。 4.由于它是一种物理-化学处理过程，反应条件温和，通常对温度和压力无要求，很容易加以控制，以满足处理需要，甚至可以降解10^-9级的污染物。 5.它既可以作为单独处理又可以与其其他处理过程相匹配， 6.操作简单，易于设备化管理、 5.举例说明植物修复技术的主要类型及其应用。 phytoextraction植物提取该技术利用的是一些对重金属具有较强忍耐和富集能力的特殊植物。 phytostabilisation植物固定应用植物稳定原理修复污染土壤应尽量防止植物吸收有害元素，以防止昆虫、草食动物及牛、羊等牲畜在这些地方觅食后可能会对食物链带来的污染。
反渗透膜污染判断及化学清洗方法简介
反渗透膜污染判断及化学清洗方法简介 在反渗透水处理设备的使用过程中，反渗透膜起着决定性的作用，但是很多客户都出现反渗透膜堵塞的情况。反渗透膜堵塞过后会导致出水产量下降。水有异味等情况。很多人都认为膜被堵了换膜就行了，其实并不是这样的。这并不是膜的问题，而是预处理的问题，预处理起的作用很大一部分是为了保护膜。在发生膜堵塞的情况的时候，最先要做的是更换预处理里面的填料，然后在换膜，这样才能解决问题。这里主要介绍一下膜的污染判别方法，以及清洗的方法。 1 反渗透膜污染的分析与判断 为了提高清洗效果,清洗前需要对反渗透水处理设备膜污染的状况进行分析,确定污染物的种类,根据反渗透膜污染、结垢的具体情况,选择有针对性的清洗剂进行清洗。 1.1 分析途径 (1)分析设备性能数据。 (2)分析给水中潜在的污染、结垢成分。 (3)分析SDI仪的膜过滤器收集的污染物。 (4)分析滤芯过滤器的污染物。
(5)必要时剖开膜元件进行分析,查找污染、结垢成分。 (6)检查管道内表面和膜元件两端的状况。 1.2 分析方法 膜污染严重时,可通过染色试验、显微镜分析、傅立叶变换红外线光谱(FTIR)分析、扫描电子显微镜(SEM)分析、能源频射X光线(EDX)分析等查找原因,判断故障位置。以上几种分析鉴定方法有的必须牺牲膜元件,有的需要借助专门仪器、设备,费用较高。实际应用中常常采用以下简便易行的分析方法。 (1)目测 在确定系统已经发生污染,需要实施化学清洗时,最好先打开压力容器端板,直接观察污染物在压力容器端板与膜元件之间的间隙内累积的情况。一般根据直接观察即可基本确定污染物的类型,继而确定相应的清洗方案。 ①前段污染观察 预处理滤料(砂粒、活性炭)泄漏、胶体污染、有机物污染和生物污染,前端最严重,可以从前端膜元件入口观察到颗粒物及粘液状污染。发生生物污染时会发现腥臭味粘液物质,灼烧刮取的生物粘泥(粘膜),会有蛋白质的焦臭气味。