膜污染的影響因素及其防治
1.膜污染的影響因素
膜本身的特性如膜孔徑及其分布、膜結(jié)構(gòu)、膜的物理特性、膜溶質(zhì)。溶劑之間的相互作用;
被處理的污水水質(zhì),特別是水中有機(jī)物的種類和濃度;
操作條件如污泥泥齡、溶解氧濃度、膜面的流速、溫度等;
膜組件的特征尺寸,高度、曝氣系統(tǒng)布置等;
其他因素如微生物種群之間的相互影響、膜本身對生物膜生長的影響、細(xì)菌胞外聚合物的組成及濃度等。
2.膜污染的防治
1.膜表面改性
膜表面的改性可分為物理改性和化學(xué)改性。物理改性包括共混和表面層。共混是將親水性高分子與成膜材料進(jìn)行共混,以改善膜的親水性;表面涂層是指在膜的表面上形成一層功能性預(yù)涂覆層,防止膜材料與溶液中的組分發(fā)生吸附作用,從而提高分離膜的抗污染性。
2.料液預(yù)處理
對料液進(jìn)行預(yù)處理是為了達(dá)到膜組件的進(jìn)水的標(biāo)準(zhǔn)(如反滲透膜要求進(jìn)料污染指數(shù)SDI小于5).預(yù)處理是指在原料液過濾前向其中加入一種或幾種物質(zhì),使原料液的性質(zhì)或溶質(zhì)的特征發(fā)生變化。
預(yù)處理包括化學(xué)處理和物理處理。物理處理通常包括預(yù)過濾和離心,以除去可能阻塞膜孔的懸浮顆粒;化學(xué)處理則包括調(diào)節(jié)料液PH值,使大分子或膠質(zhì)污染物遠(yuǎn)離等電點(diǎn),以減少形成凝膠層的趨勢。二價(jià)離子,如Ca2+和Mg2+等通過在大分子鏈上架橋可以形成沉淀,而一價(jià)離子相反卻可預(yù)防沉淀和污染。所以人們多通過離子交換以去除多價(jià)離子?;瘜W(xué)過程還包括沉淀和絮凝,或用專門的化學(xué)藥品抗污或殺菌。Otaki對原水紫外線外照射也可有效除去由有機(jī)微生物增長帶來的膜污染。
3.操作條件的優(yōu)化
操作條件的優(yōu)化包括控制初始滲透通量,反向放置微孔膜,利用高分子溶液的流變特性及脈動(dòng)流操作和鼓泡操作,采用兩相流操作、離心操作、電超濾、振動(dòng)膜組件和超聲波輻射等。例如Laborie等人采用兩相流超濾技術(shù)在中空纖維超濾膜制飲用水中用連續(xù)切向空氣流,使膜表面產(chǎn)生氣-液兩相流,可產(chǎn)生高剪切力和流體不穩(wěn)定性,阻止顆粒物在膜表面上沉積,即使在很低氣速下超濾通量也明顯提高。空氣噴射使濾餅蓬松,亦使通量增加,極限氣速下通量可增加155%。