膜污染及清洗第1頁/共21頁膜污染及化學(xué)清洗201414126曹行第2頁/共21頁目錄膜污染的定義膜污染的產(chǎn)生原因及分類膜污染的處理第3頁/共21頁什么是膜污染？膜污染是指在膜分離過程中，溶液中的微粒、膠體粒子或溶質(zhì)大分子由于與膜存在物理化學(xué)相互作用或機(jī)械作用而引起的在膜表面或膜孔內(nèi)吸附、沉積造成膜孔徑變小或堵塞，使膜透過流量與分離特性發(fā)生變化的一種現(xiàn)象。第4頁/共21頁第5頁/共21頁膜污染原因及分類濃差極化離子結(jié)垢金屬氧化物沉積膠體物污染生物污泥第6頁/共21頁膜污染可逆污染不可逆污染沉淀污染吸附污染生物污染第7頁/共21頁沉淀污染：當(dāng)原水中鹽的濃度超過了其溶解度，就會(huì)在膜上形成沉淀或結(jié)垢。普遍受人們關(guān)注的污染物是鈣、鎂、鐵和其它金屬的沉淀物，如氫氧化物、碳酸鹽和硫酸鹽等。吸附污染：有機(jī)物在膜表面的吸附通常是影響膜性能的主要因素。隨時(shí)間的延長(zhǎng)，污染物在膜孔內(nèi)的吸附或累積會(huì)導(dǎo)致孔徑減小和膜阻增大，這是難以恢復(fù)的。主要污染物是膠體，蛋白質(zhì)大分子，天然高分子有機(jī)物等。生物污染：

微生物在膜-水界面上積累，以及一些真菌，細(xì)菌直接或者間接降解膜聚合物，從而影響系統(tǒng)性能的現(xiàn)象。第8頁/共21頁去除污染方法膜材料的選取及膜組件安裝對(duì)原料液進(jìn)行處理選擇最佳的實(shí)驗(yàn)條件對(duì)膜進(jìn)行清洗第9頁/共21頁不同類型的污染物與膜之間的作用力是不同的，有機(jī)污染物（吸附污染）與膜之間的作用力是氫鍵、色散力吸附及憎水作用，生物污染與膜之間的作用力是靜電相互作用、氫鍵和范德華力。因此，污染物質(zhì)的類型直接影響清洗劑的選擇。在選用清洗劑之前需要對(duì)污染物成分進(jìn)行分析，針對(duì)污染物類型選出高效、經(jīng)濟(jì)的清洗劑種類。清洗機(jī)理第10頁/共21頁清洗方法物理法：熱水法、反壓沖洗、循環(huán)洗滌化學(xué)法：用適當(dāng)化學(xué)清洗劑去除膜污染超聲波法：利用超聲波在水中引起劇烈的紊流、氣穴和振動(dòng)達(dá)到去除膜污染的一種方法。電清洗法：在膜上施加電壓，使污染顆粒帶上電荷，使帶電粒子或分子沿電場(chǎng)方向移動(dòng)，通過在一定時(shí)間間隔內(nèi)施加電場(chǎng)，且在無需中斷操作的情況下從界面上除去粒子或分子。（缺點(diǎn)：需使用導(dǎo)電膜及安裝有電極的特殊膜器）第11頁/共21頁化學(xué)清洗劑的選擇化學(xué)清洗劑是利用某種化學(xué)藥品對(duì)膜表面有害雜質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)來達(dá)到清洗膜的目的。選擇化學(xué)藥品的原則是：一是不能與膜及其它組件材質(zhì)發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)；二是不能因?yàn)槭褂没瘜W(xué)藥品而引起二次污染。第12頁/共21頁酸溶液清洗劑酸類清洗劑可以溶解并去除無機(jī)礦物質(zhì)和鹽類，溶出結(jié)合在凝膠層和水垢層中的銅、鎂等無機(jī)金屬離子，將殘存的凝膠層和水垢層從膜表面徹底清洗以恢復(fù)其通透能力。常使用的酸有鹽酸、檸檬酸、草酸等。配制酸溶液的pH因膜材料而定。因此酸溶液清洗法可以處理沉淀污染。第13頁/共21頁堿溶液清洗劑堿性清洗液可以有效去除蛋白質(zhì)污染，破壞凝膠層，使其從膜表面剝離下來。如對(duì)于大分子物質(zhì)等在膜表面形成的凝膠層，物理清洗效果甚微，可用堿液浸泡清洗污染膜，堿性條件下有機(jī)物、二氧化硅和生物污染物易被清除。因此，堿溶液清洗法可以處理吸附污染。第14頁/共21頁氧化性清洗劑氧化性清洗劑如H2O2、NaClO等都具有強(qiáng)氧化性，是目前常用的殺菌劑。既除去了污垢，又殺滅了細(xì)菌。因此，氧化氫清洗劑可以處理生物污染。清洗不同的廢水處理用膜，應(yīng)采用不同的化學(xué)清洗方法，且化學(xué)清洗液的濃度要適宜。如質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%～5%的次氯酸鈉稀溶液對(duì)去除膜孔內(nèi)附著滋生的微生物有很好的效果。第15頁/共21頁膜污染可逆污染定期清洗濃差極化沉淀污染酸溶液清洗劑無機(jī)礦物質(zhì)鹽類吸附污染堿溶液清洗劑蛋白質(zhì)大分子生物污染氧化性清洗劑細(xì)菌真菌微生物第16