膜污染与清洗

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     

F-8020型离子膜的劣化及其废弃膜的再生

研究了Ca2+,Mg2+,Fe3+,SO2-4,SiO2-3及I-等杂质离子对F-8020型离子膜制碱过程的影响,探讨了离子膜污染产生机理;用盐酸对F-8020型工业污染膜进行了再生,采用EDAX,SEM及电解性能测试等手段对新旧膜及再生膜性能进行了表征.结果表明:氯碱工业废弃的F-8020型污染膜经再生后膜表面上的Al,Si,Fe,Ti及I等元素形成的污染物能有效去除,电解性能明显改善,再生后离子膜用于盐水电解过程的电流效率达到93%以上,槽压在3.20V以下,能够满足离子膜法制碱工艺的要求和其他用途.     

无机膜应用于废润滑油再生

废润滑油污染对环境的潜在危害正日益显现,传统的废润滑油再生方法产生大量的酸性淤泥,造成二次污染,故提出膜分离应用于废润滑油再生的新思路,根据废油的特点来选取合适的膜来处理废润滑油,并利用降低油液黏度和压力膜过程来提高膜的渗透通量,使膜的渗透通量明显增加.     

分离压对含活性剂液膜流去湿过程的影响

针对纳米尺度下液膜流动中分离压作用的问题,探讨了不同表面活性剂类型和活性剂浓度对分离压及其各分项的影响,由此建立了全面考虑范德华力、Born斥力及静电斥力的分离压模型.采用PDECOL程序对初始厚度均匀一致且表面局部分布活性剂的液膜去湿过程进行了数值模拟,基于分离压模型由简到繁等各形式下的模拟结果,阐明了分离压各分项因素对液膜稳定性的作用机理,着重分析了中强度静电斥力下活性剂浓度对分离压效应和液膜稳定性的影响.结果表明:忽略静电斥力时的分离压会导致液膜失稳,形成静态的去湿结构;分离压对液膜稳定性的影响与活性剂类型及活性剂浓度与静电斥力的关联强度紧密相关.     

腐殖酸污染膜的超声波强化清洗

中水回用过程中制约超滤有效运行的是有机物污染问题.以腐殖酸污染的聚醚砜(PES)超滤膜为研究对象,利用超声波清洗方法,在不同的清洗环境中对污染的超滤膜进行强化恢复研究.结果表明,与传统化学清洗工艺相比,超声波清洗可以显著提高清洗效果,缩短清洗时间.当超声波传播方向与膜垂直时,利用超滤出水作为清洗介质,在37℃水温下,清洗效果较好,通量可恢复至93%.     

粉末活性炭吸附对超滤膜处理再生水膜污染状况的影响

利用粉末活性炭-超滤(PAC-UF)组合工艺处理污水厂二级出水中腐殖酸(humic acid,HA)溶液,主要考察在不同的PAC投加量工况下对膜通量的影响、膜污染阻力变化、Hermia经典过滤堵塞模型拟合和膜污染趋势分析情况。结果表明,PAC颗粒本身几乎不会影响膜通量的下降,处理腐殖酸类有机溶液的PAC最佳投加量为20 mg/L;腐殖酸导致的膜污染以不可逆膜污染为主,其与滤饼层污染模型的拟合度最好;将超滤阶段分为初期黏附阶段与后期黏聚阶段,初期阶段导致的膜通量下降更加剧烈,后期阶段形成的滤饼层有效的拦截有机物避免直接接触超滤膜。     

PVDF-DCOIT复合中空纤维膜制备与抗污染性能研究

将有机杀菌剂4,5-二氯-N-辛基-4-异噻唑啉-3-酮(DCOIT)以适当浓度物理共混于聚偏氟乙烯(PVDF)中来制备一种新型的抗污染膜.实验表明,DCOIT含量为3%的PVDF-DCOIT复合中空纤维膜具有最佳性能.相比PVDF膜,PVDF-DCOIT复合中空纤维膜亲水性和纯水通量分别提升了22.9%和64.6%.SEM、EDS和AFM表征分析也反映出更好的表面形貌和更加光滑的膜表面,这些因素都有利于膜污染的缓解.在抗污染实验中,添加DCOIT后牛血清白蛋白、海藻酸钠和腐殖酸对膜表面的污染降低了26%、120%和74%;而在厌氧污泥中PVDF-DCOIT复合中空纤维膜的通量恢复效率也提高了39%.     

电辅助碳基超滤膜处理地表水的研究

文章采用耦合电化学氧化技术与膜分离技术的电化学辅助膜过滤(electrochemical membrane filtration, EMF)工艺对地表水体进行处理；通过相转化法制备一种成本低廉、导电性能良好的碳纤维布(carbon fiber cloth, CC)聚醚砜(polyethersulfone, PES)CC/PES复合膜，利用电化学辅助作用强化复合膜对污染物的去除率和解决膜分离过程中膜污染问题。地表水处理实验结果表明：单纯膜过滤在3个循环周期后的膜通量为初始通量的31.5%,而在电辅助下，施加电压为±2.0 V,膜分别作为阳极和阴极时，膜通量分别为初始通量的40.8%、43.8%;膜系统在电化学辅助反冲洗下，通量恢复率接近96%,且系统出水水质有明显提升；系统能耗分析表明，电场作用下的膜过滤系统具有更好的经济效益。研究结果可为电化学辅助膜过滤工艺在饮用水处理中的实际应用提供理论基础。     

膜生物反应器运行中的膜污染及其控制研究

膜生物反应器是膜分离技术和污水生物处理技术有机结合的一种污水处理工艺，与传统污水处理工艺相比具有很多优点，它把膜分离过程与生物降解结合起来，以膜分离装置取代普通生物反应器中的二沉池，从而取得高效的固液分离效果。但膜污染限制了该工艺的广泛应用。本文就膜污染的原因和目前对膜污染的一些应对方法进行讨论。介绍膜污染的定义、形态分类、形成机理、主要成因等，从改善膜的性质、改善污泥混合液的特征和优化膜分离操作条件等几个方面介绍如何有效延缓膜污染的技术措施。     

新型煤基炭膜电控分离废液中低浓度铅离子

基于煤基炭膜设计了一种新型电控膜分离系统,在煤基炭膜电极上采用电控离子交换(ESIX)技术,使铅离子进行周期性的吸/脱附过程,并结合液路系统实现废液中低浓度铅离子的连续分离。实验中分别考察了膜电极施加电位、铅离子初始质量浓度、再生液pH值对炭膜铅离子分离效果的影响,进而评价膜电极的分离性能。实验结果表明:膜电极施加电位时,铅离子的吸、脱附效率与未施加电位时相比分别提高了2.2倍和2.3倍;随着膜电极吸附/脱附时所加电位分别增大至-0.5 V和1.1 V,铅离子的吸、脱附效率不断增大,且施加电位时,经炭膜处理后的溶液中铅离子质量浓度为0 mg/L,去除率为100%;随着铅离子初始质量浓度的增加,铅离子的吸附量不断增加;由再生实验可得,再生液pH=3时脱附效率高达99%.     

腐殖酸对超滤膜污染特性的研究

对超滤膜受腐殖酸污染的特性进行了研究,比较了不同质量浓度的腐殖酸对膜通量的影响以及添加钙离子后对膜污染的综合影响,同时考查了在膜过滤过程中的UV254变化规律.结果表明,质量浓度为1、2、5、10 mg/L腐殖酸对50 ku的膜通量影响较显著,在相同的过滤时间内,膜通量分别下降了25.5%、32.7%、48.3%和56.1%.添加钙离子后,膜通量下降更严重,但膜滤出水的UV254明显降低,提高了对腐殖酸的去除率.     

阳极氧化铝膜过滤BSA溶液过程中的污染分析

采用阳极氧化铝膜过滤牛血清蛋白溶液,考察了孔径20、100、200nm 3种膜的过滤通量随时间的变化关系,在相同的操作条件下孔径20 nm的膜具有较高的渗透通量(400L/(m2·h))和较小的过滤阻力(8.3×1011/m).还考察了蛋白质浓度、泵送时间及清洗对膜污染情况的影响.结果表明,在实验的范围和条件下,随蛋白质浓度的增大,膜污染加重,稳定通量增大;泵送时间增长,膜污染速度加快,通量增大;通过纯水清洗加超声清洗的方法去除可逆污染,清洗后膜与新膜过滤通量相当.     

超滤处理糖蜜酒精废液中膜清洗方法的研究

糖蜜酒精废液超滤处理中膜的污染程度直接关系到膜的通量与使用寿命。本文对超滤法处理糖蜜酒精废液过程中清洗方法进行了研究。试验表明,保持清洗剂40℃温度下,先用反渗透水清洗30 min,再依次用0.2%NaClO溶液清洗30 min,0.2%HNO3清洗30 min,能够较好的降低该废液超滤处理中膜的污染,膜通量率可恢复到91.7%。     

吸附预处理对缓解超滤膜污染的试验研究

以鄱阳湖原水为研究对象,考察了PAC吸附预处理对超滤膜处理出水的水质、膜通量变化和膜截留性能的影响,并探讨了不同条件下引起膜污染的污染物种类。结果表明,吸附预处理可以提高膜通量,缓解膜污染,处理后的原水中TOC的去除率大约为40%,提高了吸附-超滤组合工艺对有机物的去除效果。当增加吸附预处理,膜通量下降幅度明显减小,相比鄱阳湖原水直接进行超滤处理时的膜通量,能提升20%以上。在最佳吸附预处理条件下,超滤膜主要截留了鄱阳湖原水中的色氨酸、溶解性微生物产物和一部分腐殖酸,说明类蛋白质是引起膜通量下降的主要污染物。因此,采用吸附-超滤组合工艺可以提高超滤膜过水通量,缓解膜污染。     

应用于电镀废水处理的反渗透膜的化学清洗

反渗透在污水深度处理与回用方面应用前景广阔,膜污染的控制问题是该项技术发展的限制因素.化学清洗是控制膜污染的主要方法之一.对应用于电镀废水处理的反渗透装置,首先采用1%盐酸酸洗去除重金属污染,再采用1%NaOH和0.025%十二烷基苯磺酸钠(SDS)混合清洗液进行碱洗去除膜面的有机污染物,最后采用浓度为50 mg/L的非氧化性杀菌剂2,2-双溴代-3-次氮基-丙酰胺(DBNPA)清洗生物污染.清洗后,该装置在0.5 MPa下的膜通量由清洗前的13.9L/m2·h提高到28.3 L/m2·h,膜通量恢复到初期的89.4%;清洗过程的监测结果表明反渗透处理电镀废水时,重金属离子易吸附(沉积)是膜污染最主要因素.     

肌苷发酵液的陶瓷膜过滤研究

以工业化陶瓷膜考察了肌苷发酵液在不同浓缩比下的拟稳定通量、粘度及湿固含量变化,在此基础上,将发酵液进、出口调换,可使膜通量提高;分析了水洗方式对肌苷含量及膜通量的影响;探讨了膜的污染机理,提出了有效的膜清洗方法.结果表明:200 nm膜适宜于肌苷发酵液的膜过滤,按流加率4%加入洗水有利于菌体的洗涤,不可逆污染阻力Rf在总阻力中占主要地位,有效的化学清洗方法是:用1%NaOH和0.2%NaClO混合溶液清洗膜40 min后,再以0.5%HNO3溶液清洗5 min,膜通量可迅速恢复.图7,表2,参8.     

膜生物反应器处理餐饮废水的初步研究

通过对膜生物反应器处理餐饮废水的研究，分别考察了膜组件的操作压力，膜面流速以及活性污泥浓度等对膜通量的影响．结果表明，膜组件的操作条件为：P=0．2MPa，V=6．5m／s-7．5m／s时较为合适；压力比较低时，膜通量与压力成正比，压力比较高时，膜通量与压力无关．随温度的升高，膜通量成比例的增加．膜通量与污泥浓度呈线性关系．膜面流速并非越高越好．采用SEM对膜污染情况进行了分析．并对膜清洗方法进行了研究．本实验确定膜的清洗条件为：清水冲＋0．2％Na10（浸泡0．5h）＋1％醋酸（浸泡0．5h），清水反冲可使膜通透能力略有恢复，NaC10浸泡后可使无机膜通透能力恢复到原来的62％，酸洗后可使无机膜通透能力恢复到原来的84％以上．     

渗滤法提纯活性品红溶液

采用DK纳滤膜进行了间歇恒容渗滤提纯活性品红溶液,考察了操作条件对膜性能的影响,并对该过程中膜污染阻力的组成及污染膜的清洗进行了研究.实验结果表明:操作压力从0.8MPa增加到1.4MPa时,稳定渗透通量增大,渗透通量衰减速度加快;搅拌转速从50r/min增加到300r/min时,稳定渗透通量增大,渗透通量衰减速度减慢;污染膜的污染阻力主要由凝胶层和滤饼层阻力构成.清洗结果表明:采用pH=5.0的HCl溶液清洗30min能使渗透通量恢复到新膜通量的99%以上.     

高污泥负荷膜生物反应器处理生活污水研究

对高污泥负荷条件下的膜分离生物反应器进行了研究.试验结果表明,在污泥负荷低于0.6 kgCOD/kgMLVSS.d的情况下,膜污染出现前的稳定运行时段较长,比通量下降速率增加缓慢且出水水质较好.     

预处理工艺控制膜污染试验及其机理分析

探讨了3种不同预处理技术对延缓超滤膜污染的作用.试验表明,前臭氧+在线混凝+超滤(工艺1)、前臭氧+超滤(工艺2)、前臭氧+预氯化+超滤(工艺3)3种工艺超滤膜过滤的临界通量分别为86.5,59.8,68.1L·(m2·h)-1.其中工艺1临界通量最大,且其稳定运行的时间最长(约190h),能够在一定程度上控制膜污染,这主要是因为水中的有机污染物质通过"矾花"被吸附到胶体类颗粒物上,通过膜筛分截留,减缓了有机污染物质与膜表面的接触与相互作用.控制、缓解膜污染方面,工艺3效果最好,其原因是在NaClO作用下有机物分子特征改变,一方面降低膜的通量负荷,改变其亲疏水性,另一方面NaClO使得滤饼层的电负性增大,过滤截留物和溶解性有机物较易在水力冲洗中被冲掉,跨膜压差得到很好恢复.通过扫描电镜发现,超滤膜表面附着一层滤饼层,滤饼层较疏松,而膜孔已被污染物堵塞;红外光谱研究发现,超滤膜经过氧化预处理和化学清洗,膜表面的某些基团被氧化,膜表面特性被改变.