絮体性质对纳滤膜污染的影响
影响耐碱纳滤膜污染的因素有哪些？
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影响耐碱纳滤膜污染的因素有哪些？
随着水处理行业的发展耐碱纳滤膜广泛应用，那么耐碱纳滤膜受污染的原因有哪些?在使用耐碱纳滤膜过滤饮用水的过程中，面临的一个较大问题就是膜的污染与劣化。
地下水中存在的水合状态金属氧化物、含钙化合物、胶体物质、有机物以及微生物等是造成耐碱纳滤膜污染的主要物质。
这些物质在耐碱纳滤膜表面上形成滤饼、凝胶及结垢等附着层或堵塞膜孔，导致耐碱纳滤膜分离性能发生变化。
影响耐碱纳滤膜污染的因素主要包括天然水中有机物的种类、天然水的物化性能及膜本身的性能等。
1、耐碱纳滤膜性质：耐碱纳滤膜有亲水性和疏水性，亲水性膜的膜通量大，且不易污染。
2、水中有机物：有机物的性质及相对分子量的大小对有机物和膜之间的相互作用有很大的影响。
相对分子质量越大的有机物越容易造成膜通量下降，造成膜污染。
3、无机盐对耐碱纳滤膜污染的影响：无机盐对耐碱纳滤膜主要的影响是通过与有机物的协同作用，促进膜表面污染层的形成。
以上就是耐碱纳滤膜受污染的原因有哪些，希望对大家有所帮助。
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水处理工艺中铝盐水解物的毒性、形态及控制研究进展
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 S1 期水处理工艺中铝盐水解物的毒性、形态及控制研究进展王敏，毛玉红，陈超，白丹（兰州交通大学环境与市政工程学院，甘肃 兰州 730070）摘要：铝盐混凝剂因其形成絮体大而密实，具有较好的除浊脱色性能，在混凝领域广泛应用，但却存在处理水铝残留问题。
本文为更好地促进铝盐混凝剂在水处理领域的应用，详细介绍了铝盐水解物对人体的毒性效应、对输配水管网系统和饮用水深度处理工艺的影响。
总结了残留铝生成机理和形态分析方法，阐述了优势形态Al 13和Al 30的水解过程以及其发挥优势混凝作用的原因。
分析了原水水质条件、化学条件、水力条件和前期预处理对残留铝含量的影响。
最后，点明了未来控制残留铝的策略和技术。
指出未来应结合人工智能复配合成纳米级新型混凝剂，关注混凝过程中水力条件对残留铝的影响，并开发能够精准测量分析水中各类铝形态的方法，不断创新强化净水工艺，进一步完善残留铝控制措施，保障出水水质安全。
关键词：铝盐混凝剂；残留铝；毒性效应；铝形态；控制策略中图分类号：X523 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）S1-0479-10Progress on the toxicity, morphology and control of aluminum salthydrolysates in water treatment processWANG Min ，MAO Yuhong ，CHEN Chao ，BAI Dan(Environmental and Municipal Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, Gansu, China)Abstract: Aluminum coagulant is widely used in the field of coagulation because of its large and dense flocs, good turbidity and decolorization performance. However, there is a problem of residual aluminum in water treatment. In order to better promote the application of aluminum salt coagulant in the field of water treatment, the toxic effects of aluminum salt hydrolysate on human body, and the influence on water distribution network system and advanced drinking water treatment process were introduced in detail. The formation mechanism and the morphology analysis methods of residual aluminum were summarized. The hydrolysis process of the dominant species belonged to Al 13 and Al 30, and the reasons for taking the role advantage in the coagulation were expounded. The effects of raw water quality conditions, chemical conditions, hydraulic conditions and pre-treatment on residual aluminum concentration were analyzed. Finally, the strategies and technologies for controlling residual aluminum in the future were pointed out. It was pointed out that nano-scale new coagulants should be synthesized in combination with artificial intelligence in the future. The influence of hydraulic conditions on residual aluminum during the coagulation process should be paid more attention. It should develop and make an accurate measurement and analysis methods which aimed at various forms of aluminum in water, innovate continuously and综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1056收稿日期：2023-06-27；修改稿日期：2023-10-26。
工业用纳滤膜出现污染的原因有哪些？
工业用纳滤膜出现污染的原因有哪些？
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工业用纳滤膜出现污染的原因有哪些？
很多人都了解反渗透膜、纳滤膜、超滤膜等膜元件产品，尤其是纳滤膜大家更不陌生，针对不同的行业有对应的净化功能，但对于纳滤膜有很多用户还都有疑问，下面就带大家了解一下工业用纳滤膜出现污染的原因有哪些?
对于纳滤膜来说，在絮凝阶段的整个系统进水中是会降低PH值的，在预处理阶段提高TOC和游离铝离子的脱除率，也就是在纳滤膜本体进口直接加硫酸将PH值调低到7，会导致纳滤膜系统在第三段迅速地发生污堵。
碳酸钙沉淀取决于进水的PH值，也会导致纳滤膜元件污堵，由于使用了阻垢剂，为了防止浓水中碳酸钙沉淀，仅需使纳滤膜进水的PH 值降至7即可，这样能够大大节省调节PH值的硫酸用量。
凝絮如果不是在此pH值范围进行，当再加入酸时，将会发生沉淀，在纳滤膜的浓缩过程中，这种现象会加剧，因为除了沉淀之外，在膜的浓水侧，还存在铝离子浓缩倍率因素的影响。
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纳滤膜的工作原理及特点
纳滤膜的工作原理及特点纳滤膜是一种常用的膜分离技术，广泛应用于水处理、食品加工、制药、化工等领域。
纳滤膜的工作原理是利用膜孔径的选择性分离作用，将溶液中的溶质分子或颗粒通过膜表面的孔隙过滤出来，从而实现溶质的分离和浓缩。
纳滤膜的工作原理可以简单地描述为：当溶液通过纳滤膜时，溶质分子或颗粒的尺寸大于膜孔径时，溶质无法通过膜孔，被截留在膜表面形成浓缩物；而溶质分子或颗粒的尺寸小于膜孔径时，可以通过膜孔，形成透过物。
纳滤膜的特点如下：1. 分离效果好：纳滤膜具有较高的分离效率，可以有效地去除溶液中的悬浮物、胶体、微生物等杂质，使溶液得到净化和浓缩。
2. 选择性强：纳滤膜可以根据需要选择不同的膜孔径，从而实现对不同尺寸的溶质的选择性分离。
常用的纳滤膜孔径范围为0.1-100纳米。
3. 运行成本低：纳滤膜的运行成本相对较低，可以实现连续、稳定的操作，节约能源和水资源。
4. 操作简便：纳滤膜的操作相对简单，可以通过调节操作参数如压力、温度等来控制分离效果，操作过程可自动化。
5. 应用广泛：纳滤膜可以应用于多个领域，包括水处理、食品加工、制药、化工等。
在水处理领域，纳滤膜可以用于海水淡化、废水处理、饮用水净化等；在食品加工领域，纳滤膜可以用于果汁浓缩、乳品分离等；在制药领域，纳滤膜可以用于药物浓缩、蛋白质分离等。
6. 可再生利用：纳滤膜可以通过清洗和再生来延长使用寿命，减少对环境的影响。
总之，纳滤膜作为一种常用的膜分离技术，具有较高的分离效率、选择性强、运行成本低、操作简便等特点。
它在水处理、食品加工、制药、化工等领域的应用广泛，为这些领域的生产和处理过程提供了有效的解决方案。
同时，纳滤膜的可再生利用也符合环保的要求，减少了对环境的负面影响。
微滤-超滤-纳滤膜组件中膜污染因素分析
微滤\超滤\纳滤膜组件中膜污染因素分析摘要：膜污染是影响膜技术得以推广应用的主要因素，其机理尚未完全清楚，本文综述了近年来关于膜污染的影响因素的研究成果，从膜的性质、膜、溶质和溶剂之间的相互作用、料液性质三方面因素对膜污染的影响进行了阐述，具体对膜材质、膜孔径、膜孔隙率、膜电荷性、膜亲疏水性、膜粗糙度、膜件结构等膜性质、膜与溶质间的相互作用以及料液温度以及料液流速与压力、pH等料液物理、化学性质对膜污染的影响进行了讨论。
关键词：膜组件; 膜污染; 因素分析Abstract: the membrane pollution is affecting membrane technology to the main factors of application, the mechanism is not entirely clear, this paper reviewed recent film about the effects of the pollution of the research achievements of factors, from the nature of the film, film, solute and solvent, the interaction between the liquid materials properties of three factors the effects of the pollution of the membrane were introduced, on specific membrane materials and membrane aperture, membrane porosity, membrane charge sex, film or water, membrane roughness, membrane a structure, film and film properties of the interaction between the solute and material liquid temperature and velocity and pressure, the liquid materials such as pH material liquid physical and chemical properties of the effects of the pollution of the film are discussed.Keywords: membrane module; Membrane pollution; Factor analysis膜污染主要是由于流体在分离膜表面的浓差极化和流体中溶质与膜面间的相互作用所引起的。
纳滤膜污染的原因及运行经验总结
纳滤膜污染的原因及运行经验总结一、纳滤膜污染的原因1、微生物污染微生物包括细菌、藻类、真菌和病毒等。
细菌的颗粒极小，一般球菌直径为0.5～1.0微米；杆菌宽1微米，长2微米，病毒则更小，目前发现的最大的是痘病毒直径约300纳米，最小的是圆环病毒直径17纳米。
微生物污染对纳滤膜系统至少造成两方面的不良后果：第一，微生物的大量繁殖和代谢，产生大量的的胶体物质，致使膜被堵塞造成膜通量急剧下降；第二，将造成产水中的细菌总数的增加。
纳滤膜的微生物污染对整个装置的长周期运行极为不利，因此要对纳滤膜的微生物污染高度重视。
造成生物污染的原因一般有：（1）进水中含有较高数量的微生物；（2）系统的停用、保护、冲洗等没有严格按照技术手册要求进行；（3）没有对进水进行杀菌或者杀菌剂投加量过小；（4）进水水质含有容易滋生微生物的营养物质从而导致微生物的大量滋生；（5）没有对管路进行定期的杀菌和消毒。
受到微生物污染的膜表面会十分滑腻并常有难闻的气味，对生物膜样品进行焚烧的气味同焚烧头发一样。
（例如进水的氨氮指标严重超浓度，导致管路中和膜元件内大量微生物滋生，对膜系统进行化学清洗后，由于没有对管路进行杀菌消毒，系统启运时，在管路中存留的大部分微生物颗粒随水流全部进入膜端，导致系统产水率严重下降，膜段间压降急剧上升。
系统最终通过离线清洗得以消除污染。
）2、有机物及矿物油污染由有机物造成的膜系统故障占全部系统故障的60%一80%。
进水中的有机物吸附在膜元件表面，会造成通量的损失，尤其是在第一段，在很多情况下，在膜表面形成的吸附层对水中的溶解盐就象另一层分离阻挡层，堵塞膜面通道，导致脱盐率上升，大分子量并且带有疏水性基团的有机物常常会造成这种效应，例如微量的油滴、大分子量难降解的有机物等，会导致膜系统受到有机物污染。
（例如石化废水成份复杂，水中有机物浓度较高，且含有微量油，因此在石化废水深度处理装置中使用的纳滤膜系统中，有机物污染是一种最常见的污染类型。
污水再生纳滤工艺中膜污染动态变化特征及解析
2.膜污染随空间位置的变化特征
（2）污染层表面性质差异
粗糙度
• 当污染程度相同一段始端粗糙 度更大（同SEM观察结果）
32
2.膜污染随空间位置的变化特征
（2）污染层表面性质差异
粗糙度
• 当污染程度相同一段始端粗糙 度更大（同SEM观察结果）
亲疏水性（接触角）
• 污染程度相同不同位置无明显 差异
33
2.膜污染随空间位置的变化特征
（2）污染层表面性质差异 粗糙度
• 当污染程度相同一段始端粗糙 度更大（同SEM观察结果）
亲疏水性（接触角）
• 污染程度相同不同位置无明显 差异
表面电荷（Zeta电位）
• 污染程度相同不同位置无明显 差异
34
2.膜污染随空间位置的变化特征
（3）污染物含量差异
有机物（TOC）
• 二段末端污染层有机物含量更大
35
2.膜污染随空间位置的变化特征
（3）污染物含量差异
有机物（TOC）
• 二段末端污染层有机物含量更大
无机物（Ca）
• 二段（始端、末端）钙含量更大
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2.膜污染随空间位置的变化特征
（3）污染物含量差异
有机物（TOC）
• 二段末端污染层有机物含量更大
无机物（Ca）
1.膜污染随时间的动态变化特征
初期
• 蛋白质吸附，膜表 面疏水改性 • 含硅凝胶层形成 • 微生物附着 （α-变形菌）
中期
后期
• 有机物不断附着， • 有机物量稳定，多糖 多糖占比增加 占比显著增加，主要 来自胞外多聚物 • 含钙无机沉淀累积 • 含钙无机沉淀增加 • 微生物生长 （β-变形菌、γ-变形菌） • 微生物繁殖，生物膜 成熟后脱附 28
天然原水中DOM对纳滤膜的污染分析及过滤特性研究
式中:Jt为"时段的透水通量,L/(m2・h)；J。为初 始透水通量,L/(m2 - h).
J=(1—兵)X100%
(2)
式中:Cp为渗透液浓度，mg/L；G为原液浓度"
1.4 DOM相对分子质量分布 原水经0. 45 "m膜过滤后，在0.12 MPa压力
2结果与讨论
2.1原水有机物相对分子质量分布特征 赣江原水中DOM相对分子质量分布特征如图
3所示.由图3可知,原水中DOM按相对分子质量 分布可分成大分子有机物、中分子有机物和小分子 有机物.大分子有机物为相对分子质量大于100 000 和100 000〜50 000的有机物，分别占总有机物的 13. 40%和14. 89% ；中分子有机物为相对分子质量 50 000〜30 000和30 000〜10 000的有机物，分别 占总有机物的10. 4%和12. 20%；小分子有机物为 相对分子质量10 000〜3 000和小于3 000的有机 物，分别占总有机物的3%和46. 11%.原水中亲水 性有机物含量高于疏水性有机物，疏水性有机物占 总有机物35. 09%,亲水性有机物占总有机物 58 14%,树脂分离损失占总有机物6. 77%.各分布区 间亲疏水性有机物含量如下:相对分子质量大于 100000、100000 〜50000、50000〜30000、30000〜 10 000.10 000〜3 000和小于3 000的亲水性有机 物占其区间的百分比分别为8 10%、8 76%、 5. 40%.7. 16%.1. 37%和 27. 35%；而疏水性有机 物占其区间的百分比分别为4 10%、5. 84%、 3. 60%、3. 24% 1 33%和 16. 98%.
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明，絮体性质对混凝-超滤 / 微滤联用工艺中膜表面 24 h 备用，实验前对膜片预压至少 8 h，使其出水通
滤饼层的可压缩性和透水性都有很大的影响。由于 量达到稳定并测定其初始通量，随后进行混凝出水
纳滤膜自身的特点，导致絮体对纳滤膜污染及滤饼 过滤实验，直到出水通量达到 2 000 mL 为止。
层的形成会有所不同，因此，进一步研究混凝-纳滤 1． 4 絮体和污染膜片的表征
选用的 NF270 纳滤膜（ Dow 公司） 为实验膜片，
生［7］。在去除腐殖酸等疏水性污染物的同时，混凝 平均粗糙度为（ 9． 0 ± 4． 2） nm。在 550 kPa 条件下，
过程所形成的絮体，同样会在后续膜过滤过程中的 对氯化钠的截留率为 43% ，氯化钙的截留率为 40%
膜表面发生沉积作用而形成滤饼层。大量研究表 ～ 60%［9］。NF270 纳滤膜至少浸泡在 去 离 子 水 中
（ 800 mL，Millipore 公 司） 和 磁 力 搅 拌 膜 过 滤 容 器 2 结果与讨论
（ 400 mL，Millipore 公司） 组成。压力由氮气瓶提供，
操作压力为 0． 35 MPa。过滤通量由精密电子天平 2． 1 混凝剂投加量对腐殖酸去除效果的影响
（ METTLER TOLEDO 公司） 每隔 1 min 测量一次，并
基金项目： 国家自然科学基金资助项目（ 21176245，50978245 ） ； 国家 科技支 撑 计 划 课 题 （ 2012BAJ25B02，2012BAJ25B06 ） ； 国 家水体 污 染 控 制 与 治 理 科 技 重 大 专 项 （ 2008ZX07101006）
收稿日期： 2011 － 12 － 30； 修订日期： 2012 － 03 － 07 作者简介： 于洋（ 1985 ～ ） ，男，硕士研究生，主要研究方向： 水处理技
1 实验部分
1． 1 实验试剂和水样 腐殖酸 （ humic acid sodium salt，H16752，分 析
后利用 扫 描 电 镜 （ S-3000N，日 本 日 立 公 司，配 有 EDAX 公司能谱仪） 对膜表面进行形态观察和元素 分析。 1． 5 污染模型分析
纯，Sigma-Aldrich 公司） ，按照 Tang 描述的方法进行 纯化处理，去 除 富 里 酸、金 属 离 子 和 灰 分［8］。 结 晶 氯化铝（ 分析纯，西陇化工有限公司） ，聚合氯化铝 （ PAC，淄 博 旭 贝 化 工 有 限 公 司） ，氢 氧 化 钠 （ 分 析 纯） ，盐酸（ 分析纯） ，碳酸氢钠（ 分析纯） 。
剂对纳滤膜污染的影响，考察不同投加量条件下纳 光学元件后，通过蠕动泵返回搅拌杯中。胶管内径
滤膜出水通量的衰减情况，通过研究絮体性质对纳 为 5 mm，控制流速在 1． 5 L / h，防止造成絮体破碎而
滤膜污染机理进行探讨，为混凝-纳滤联合工艺的实 影响测量的准确性。
际应用获得良好的理论基础。
过滤实验结束后，污染膜片储存在保存液中，随
3． College of Life Science and Technology，Beijing University of Chemical Technology，Beijing 100029，China）
Abstract Flocs formed by coagulation process will also affect the performance of membrane filtration． Floc characteristics of coagulants-conventional Al salt （ AlCl3 ） and polyaluminum chloride （ PAC） under different dosages were investigated by using a laser diffraction instrument． The results showed that membrane flux decline was deteriorated less than 0． 20 mmol / L dosages． With the dosages increasing，membrane flux decline decreased significantly． The flux decline （ J / J0 ） with only humic acid （ HA） was 0． 65． Adding 0． 50 mmol / L AlCl3 and PAC coagulants，the flux declined 0． 78 and 0． 75，respectively． Cake resistance was more obviously affected by floc size． The bigger floc size is，the better permeability of cake is． The mechanism of nanofiltration membrane fouling was mainly pore blocking by fouling model analysis．
量的混凝剂（ 投加量按 Al 计） ，30 s 后转入 200 r / min 为料夜浓度。
时间为 1 min，再慢搅（ 40 r / min） 15 min，静止沉淀 20
整理后：
min 后，在液面下 2 cm 处取上清液，水样经 0． 45 μm 微 孔滤膜过滤后，在 254 nm 波长下测定吸光度值，进行
联合工艺中絮体性质对纳滤膜污染的影响，对于确
采用 Mastersizer 2000 激 光 粒 度 仪 （ Malvern 公
定最佳的混凝条件，减缓纳滤膜污染的发生具有重 司） 对不同混凝剂投加量条件下形成的絮体尺寸和
要意义。本实验主要研究氯化铝和聚合氯化铝混凝 分形维数进行测定［10］。悬浊液流经激光粒度仪的
天然有机物（ NOM） 被认为是引起膜污染的主 要原因之一。腐殖酸是天然水体中很重要的一类天 然有机物（ NOM） ，被很多研究学者选为膜污染的特
征物质。Tang 等［5］研究了纳滤和反渗透的腐殖酸 污染，相比于初始膜片的性质，膜表面沉积污染物之 间的相互作用对膜通量衰减具有更大的影响。
在饮用水处理过程中，混凝过程可以有效去除 NOM 特别是腐殖酸等疏水性有机污染物。对于超 滤和微滤过程，混凝被普遍选为膜过滤的预处理工
实验原水用上述腐殖酸添加到去离子水进行配
膜污染形成后，纳滤膜总阻力包括膜本身阻力
（ Rm） 和滤饼层阻力（ Rc） 。
Rt = Rc + Rm
（ 1）
总阻力可以用通量表示：
Rt
=
Δp Jμ
=
ΔpAt Vμ
（ 2）
制，腐殖酸浓度为 10 mg / L，投加 5 mmol / L 的碳酸 其中： Δp 为跨膜压差； J 为出水通量； μ 为滤液的粘
第7卷 第2期 2013 年2 月
环境工程学报
Chinese Journal of Environmental Engineering
Vol ． 7 ，No ． 2 Feb ． 2 伟1* 王艳贵1，2 范卫红1，3 栾兆坤1
（ 1． 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室，北京 100085； 2． 中国矿业大学化学与环境工程学院， 北京 100083； 3． 北京化工大学生命科学与技术学院，北京 100029）
术。E-mail： yuyang_top@ 163． com * 通讯联系人，E-mail： zhaocw@ rcees． ac． cn
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环境工程学报
第7 卷
艺，可以有效地减轻出水通量的衰减［6］，对于纳滤 通过数据线连接到电脑上记录数据。
过 程，混 凝 预 处 理 同 样 能 有 效 减 缓 膜 污 染 的 发
关键词 混凝 絮体性质 纳滤 膜污染
中图分类号 X520． 5 文献标识码 A 文章编号 1673-9108（ 2013） 02-0427-06
Effect of floc characteristics on nanofiltration membrane fouling
Yu Yang1 Zhao Changwei1 Wang Yangui1，2 Fan Weihong1，3 Luan Zhaokun1
氢钠作为缓冲盐，使用氢氧化钠和盐酸调节配水的 度系数； A 为膜面积； V 为过滤体积； t 为过滤时间。
pH 为 7． 5。
滤饼层阻力可表示为：
1． 2 混凝烧杯实验 在六联搅拌器（ ZR4-6 型混凝实验搅拌机） 上进
Rc
=
αM A
=
αVCb A
（ 3）
行烧杯实验，在快速搅拌（ 250 r / min） 瞬间投加一定 其中： α 为特定滤饼层阻力； M 为污染物沉积量； Cb
t V
=
μαCb ΔpA2
V
+
μRm ΔpA
（ 4）
后续纳滤实验的混凝出水不经过沉淀直接进行过滤。
构建 t / V 与 V 的函数关系如图 1 所示，Schipp-
1． 3 纳滤实验
ers 等［11］ 将 其 分 为 3 个 区 域： （ Ⅰ ） 膜 孔 堵 塞 区；
纳滤实 验 采 用 死 端 过 滤 方 式，装 置 由 储 液 罐 （ Ⅱ） 滤饼层非压缩区； （ Ⅲ） 滤饼层压缩区。
Key words coagulation； floc characteristic； nanofiltration； membrane fouling
纳滤介于超滤和反渗透之间，相比于反渗透具 有更高的出水通量，而与超滤和微滤相比，纳滤可以 截留分子量更小和带有价态的分子和离子。许多学 者对纳 滤 截 留 痕 量 有 机 和 无 机 污 染 物 进 行 了 研 究［1-3］，特别是对小分子有机物以及重金属离子，纳 滤膜表现出较好的截留效果，在饮用水处理中具有 良好的应用前景。然而，在实际分离过程中，膜污染 是纳滤膜应用过程中所面临的主要问题。恒压条件 下，膜污染的发生不仅会大幅降低膜的出水通量，而 且由于频繁的清洗也会缩短膜的使用寿命，增加折 旧费用和运行成本［4］。