超滤装置污染原因分析及处理

guolvfenlitech3

2019-05-02   环球过滤分离技术网   guolvfenlitech3

随着超滤技术在水处理工艺中的广泛应用，超滤膜的污染因其预处理工艺、预处理效果以及各地水源水质的不同，会产生各种各样的污染。超滤膜污染到一定程度，就必须进行清洗。而超滤膜在遭受重度污染的情况下，在线清洗已经不能够满足膜元件性能恢复的需要，离线清洗就成为解决这一问题的唯一办法。本文主要介绍了超滤膜污染的原因与分类以及超滤膜污染后的控制措施以供参阅。

超滤膜污染的原因

膜污染指的是溶液中的微粒、胶体或溶质大分子物质与膜接触中发生物理、化学、生化作用或机械作用，吸附或沉积在膜面或膜孔内，以及微生物在膜表面积累造成膜孔径变小或堵塞，使膜出现产水量与分离特性大幅度降低的现象。

由于各地水源水质不同，所采用的预处理方式也不尽相同，所以UF膜元件的原因也不尽相同，常见的污染原因及特征有以下几种：  

（1）对于超滤预处理过滤器来讲，源水为井水的情况下，设备滤速大于8.5米/小时，而地表水设计中设备滤速大于8米/小时，导致超滤进水浊度过高；

（2）源水中含有数量过多的胶体、悬浮物等杂质，而在设计中没有去除或降低措施；

（3）超滤预处理设备及管路在设计安装过程中存在缺陷，由于设备自身的原因产生污染物；（4）超滤膜元件设计通量超标的超滤装臵压差升高快,产水量衰减及浊度上升快。

以上设计缺陷均有可能导致超滤系统清洗频率的增加，同时这些缺陷也难以通过后期的技术改进或者调试等措施来彻底消除，给系统的长期安全运行留下隐患，因此合理的清洗工艺及方案对于延长类似超滤装臵的使用寿命来说就至关重要。

超滤膜污染的分类

基于人们目前的认识水平，从微污染水源水处理中常见的污染物种类和性质出发，可将膜污染分为以下几类。

1.无机物污染

无机物污染主要是指由悬浮物质引起的膜污染。它主要通过两个途径来实现，一是无机颗粒物质在膜表面及膜孔内积累；二是不断沉积的颗粒物质可能会形成逐渐上升的阻力。

2.有机物污染

有机物主要是指由水中的各种有机物引起的膜污染。它主要表现在膜表面的污染层或膜孔堵塞。有研究表明，天然有机物（NOM）对超滤膜的污染首先是中低分子量组分入侵膜孔，然后是高分子量组分在膜表面封锁。T.Carroll等人将原水中的有机物分离成亲水性、疏水性、弱疏水性和中性，然后分别进行膜过滤，结果表明，亲水性有机物是造成通量下降的主要因素。

3.微生物污染

微生物污染主要是指由微生物本身及其分泌物导致的膜污染。有研究者发现细菌能够粘附在膜表面并形成生物膜，且这种生物膜具有生物活性并影响水力渗透性。又有研究表明，细菌在膜表面的粘附能力取决于其释放的胞外聚合物（EPS）。

超滤膜污染后得控制措施

污染物积累到一定程度时，需要对超滤膜进行清洗。膜清洗主要分为物理清洗与化学清洗。物理清洗可分为正冲与反冲两种，而化学清洗则根据污染的程度采用不同浓度的氧化剂。

a、中空纤维超滤膜的物理清洗法：

该方法是利用机械的力量来去除膜表面污染物。整个清洗过程不发生任何化学反应。

①等压水力冲洗法：对于中空纤维超滤膜等压冲洗法是行之有效的方法之一。具体做法是关闭超滤液出口阀门，全开浓缩水出口阀门，此时中空纤维内外两侧压力逐渐趋于相等，因压力差粘附于膜表面的污垢松动，籍增大的流量冲洗表面，这对去除膜表面上大量松软杂质有

效；

②水气混合清洗法：将净化过的压缩空气与水流一道进入超滤膜内，水——气混液会在膜表面剧烈的搅运作用而去除比较坚实的杂质。效

果比较好，但应注意压缩空气的压力与流量；

③热水及纯水冲洗法：热水（30℃～40℃）冲洗膜表面，对那些粘稠而又有热溶性的杂质去除效果明显。纯水溶解能力强。纯水循环冲

洗效果比较好；

④负压反向冲洗法：是一种从膜的负面向正面进行冲洗方法，对内外有致密层的中空纤维或毛细管超滤膜是比较适宜的。这是一种行之有效但常与风险共存的方法，一旦操作失误，很容易把膜冲裂或者破坏中空纤维或毛细管与粘结剂的粘结面而形成泄漏。

b、中空纤维超滤的化学清洗法：

利用某种化学药品与膜面有害物质进行化学或溶解作用来达到清洗的目的。选择化学药品的原则，一是不能与膜及其他组件材质发生任何化学反应或溶解作用，二是不能因为使用化学药品而引起二次污染。

①酸洗法：常用的酸有盐酸、草酸、柠檬酸等。配制后溶液的PH值因材质类型而定。例如CA膜清洗液PH=3～4，其他PS、SPS、PAN、PVDF等膜PH=1～2。利用水泵循环操作或者浸泡0.5～1h，对去除无机杂质效果好；

②碱洗法：常用的碱主要有氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠等。配制碱溶液的PH 值也因膜材质类型而定，除CA膜要求PH=8左右以外，其他耐腐蚀PH=12，同样利用水泵循环操作或者浸泡0.5～1h，对去除有机杂质及油脂有效；

③氧化性清洗剂：利用1～3％H2O2，500～1000mg/LNaClO 等水溶液清洗超滤膜，既去除了污垢，又杀灭了细菌。H2O2 和NaClO是目前常用的杀菌剂。

④加酶洗涤剂清洗：加酶洗涤如0.5％～1.5％胃蛋白酶、胰蛋白酶。对去除蛋白质、多糖、油脂污染物质有效。

结论

随着超滤膜性能的不断改进、价格不断降低以及膜处理技术的日趋成熟，完全有可能取代水厂常规处理工艺，为微污染水源水的处理打开新的思路。因此，应当不断完善超滤膜处理技术，使其在微污染水源水处理方面发挥更大的作用。


来源于：www.guolvfenlitech.com