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1、膜法水处理,杜茂安,主要内容,水处理用膜及其组器技术,膜处理技术试验研究,膜法水处理工程及应用,膜污染及其控制技术,1,2,3,4,1.水处理用膜及其组件技术,1.1 膜分离法概述 膜分离法是微孔过滤、超滤、反渗透、渗析、电渗析方法的统称。该种方法利用特定膜材料的透过性能,在一定驱动力的作用下,实现对水中颗粒、胶体、分子或离子的分离过程。微孔过滤、超滤和反渗透是以压力差作为驱动力的膜分离法,渗析是以浓度差作驱动力,而电渗析是以电位差作为驱动力。,膜分离法的分类目前常见的几种膜分离法主要有:微孔过滤(Microfiltration MF,0.0315m);超滤(Ultrafiltration U
2、F,0.00510m);纳滤(Nanofiltration NF, 0.1m )反渗透(Reverse Osmosis RO, 0.00050.08m );电渗析(Electrodialysis ED, 0.00050.1m );扩散渗析(Dialysis,0.00050.1m);渗透蒸发(Pervaparation PV);液膜(Liquid Membrane LM)等。电渗析、反渗透和超滤是目前给水与废水处理常用的三种膜分离技术。,膜分离过程,被动传递,促进传递,主动传递,与前两者情况不同,各组分可以逆其化学势梯度而传递,为热力学“上坡”过程。其推动力是由膜内某化学反应提供。主要发现于生命
3、膜。,在此过程中,各组分通过膜的传质推动力仍是膜两侧的化学势梯度。各组分由其特定的载体带入膜中。促进传递是一种具有高选择性的被动传递。,为热力学“下坡”过程,其中膜的作用就像一物理的平板屏障。所有通过膜的组分均以化学势梯度为推动力。组分在膜中化学势梯度,可以是膜两侧的压力差、浓度差、温度差或电势差。,现已工业化的主要膜分离过程均为被动传递过程。,1.2 膜材料及其制备,按膜的材料分类 (1)天然膜 生物膜(生命膜):天然物质改性或再生而制成。 (2)合成膜 无机膜:金属的、硅酸盐的、玻璃的等等;有机膜即高分子聚合膜;仿生膜(合成生物膜):单分子层、双分子层、多分子层膜等。,微孔膜的制备,均质膜
4、的制备,非对称膜的制备,(1)以高分子溶解于适宜的溶剂中形成溶液,其中高分子含量为10%30%(质量分数);(2)将溶液浇铸于100500m厚的平板底膜上;(3)将它浸于适宜的非溶剂中,对大部分高分子而言,这种非溶剂是水或水溶液。,复合膜的制备,已制成的复合膜中,常用聚砜作多孔支撑,因其化学性能稳定,机械性能良好。现在也有用其他高分子化合物,如聚丙烯腈偏氟乙烯等。也试用无机物,如石英玻璃和硅酸盐类作多孔支撑。无机膜的一般分离因子小,但渗透率高,且可耐高温。 最初的复合膜是浇铸的纤维素稀溶液浮于水表面,待溶剂蒸发后,将薄膜取出放在底膜上。这种技术不适合大规模生产。一般是直接将选择性的膜层原料溶液
5、浇铸于多孔底膜上。现在有用等离子体聚合法和相际共聚法等新进展。,1.3 膜组件,工业上常用的膜组件形式主要有五种:板框式、螺旋卷式、圆管式、毛细管式和中室纤维式。前两者使用平板膜,后三者均使用管式膜。后三种膜组件的差别主要在于所使用的管式膜的规格不同。其大致直径范围为:圆管式10mm;毛细管式=0.510.0mm;中空纤维式0.5mm。,板框式,板框式是膜分离中最早出现的一种膜组件形式,外形类似于普通的板框式压滤机。它是按隔板、膜、支撑板、膜的顺序多层交替重叠压紧,组装在一起制成的。 板框式膜组件的优点是;制造组装简单,操作方便,膜的维护、清洗、更换比较容易。缺点是:密封较复杂,压力损失较大,
6、袋填密度较小( 400m)。目前其应用的领域为 UF、 MF、RO、 PV、 ED。,螺旋卷式,螺旋卷式膜组件是用平板膜密封成信封状膜袋,在两个膜袋之间衬以网状间隔材料,然后紧密的卷绕在一恨多孔管上而形成膜卷,再装入圆柱状压力容器中,构成膜组件。料液从一端进入组件,沿轴向流动,在驱动力的作用下,透过物沿径向渗透通过膜到中心管导出。螺旋卷式膜组件的优点是:结构简卑。造价低廉,装填密度较高( 1000m2m),有进料分隔板。物料交换效果好。缺点是:透过液流动路径较长,难以清洗,膜必须是可以焊接或粘贴的。目前其应用的领域力RO、PV、NF、GP。,圆管式,管式膜组件是由圆管式的膜和膜酌支撑体构成。管
7、式膜组件有内压型和外压型两种运行方式。实际中多采用内压型,即进水从管内流入,透过液从管外流出。管式膜直径在624mm之间。 管式膜组件的优点是:料液可以控制湍流流动,对堵塞不敏感,易于清洗,膜组件中压力损失小。其缺点是:装填密度小(100m)。其适用领域为MF、UF、RO。,毛细血管式,毛纫管式膜组件是由直径为0.56mm的膜管构成的,具有一定的承压性能,所以不用支撑管。膜管一般平行排列井在端头用环氧树脂等材料封装起来。毛细管式膜组件的运行方式有两种:料液流经管外,透过液从毛细管内流出和料液流经毛细管内,透过液从管外排走。 毛细管式膜组件的特点是装填密度较大(600I200m3)。制造费用低,
8、但抗压强度较小,料液一般为层流,抗污染性较差。其应用领域为UF、 GP、 DL、 PV。,中空纤维膜组件,中空纤维膜组件和毛细管式膜组件的形式相同,只是中空纤维的外径较细,为40250m,内径为2542m。其耐压强度很高,在高压下不发生形变。 中空纤维膜组件的优点是:装填密度可以很高(达1600030000/m),单位膜面积的制造费用相对较低,所以可以采用物理化学稳定性能好、透水率低的尼龙中空纤维膜,寿命可达5年。膜的耐压性能高,不需要支撑材料。其缺点是:对堵塞很敏感,污染和浓差极化对膜的分离性能产生很大的影响,但是通过改变流动方式可以对污染和浓差极化加以改善。,1.4 膜的性能,(1)膜通量
9、和膜的过滤方式 膜通量是单位时间单位膜面积上通过的物质的量。在水处理中膜通量的单位是m3m-2s-l或者Lm-2h-l。在膜分离过程中,影响膜通量的主要因素有:膜的阻力单位膜面积上的驱动压力膜表面的水动力学状况膜污染和其清洗情况,(2)膜的分离性能参数 膜过滤过程中通常希望膜具有良好的机械性能、高的膜通量和高的选择性。而后两个要求实际上是相互矛盾的。因为高的选择性通常只能通过较小的孔径获得,而较小的孔径必然引起较大的水力阻力和较低的膜通量。膜通量与膜的开孔率成正比。孔隙率越大越好。膜的阻力还与膜的厚度成正比。再者,较宽的孔径分布范围必然使膜的选择柱变差。因此膜的最理想的物理结构是厚度薄、孔径范
10、围窄并且表面孔隙率高。 表征膜的分离性能的参数主要有两个。一个参数是各种物质透过膜的速率的比值。即分离因素,通常用截留率来表示。它的大小表示了该体系分离的难易程度。截留率有表观截留率和本征截留率之分。,表观截留率,本征截留率,式中 Cb为溶质在膜的料液侧的主体溶液中的浓度;Cm为溶质在料液侧的膜表面上的浓度;Cp表示溶质在渗透产物侧的浓度。,另一个参数是物质透过膜的速率,或称膜通量,即单位面积膜上单位时问内透过的渗透物的量。其定义义式为:,式中J表示膜的通量;mm-2s-1;V表示透过液的体积,m3; S表示膜的有效面积, ; t是运行时间,s。,(3)膜工艺中的物质传递 膜分离必须通过力的作
11、用才能发生。膜分离的推动力可以是膜两侧的压力差、电位差或浓度差。力可以是自然力,也可以是加载上去的。在膜生物反应器工艺中最重要的传质现象是对流和扩散。 对流是由料液运动引起的,其流动方式或流态取决于运动速度。流速高时呈紊流状态,低时呈层流状态。一般来讲,流动速度越高,膜通量越大因此通常希望增加膜高压侧的紊流程度。 扩散是由料液中的离子、原子或分子的热运动产生的,逾常称为布朗宁扩散。扩散的基本定律是Fick第一扩散定律,即扩散速率正比于浓度梯度与布朗宁扩散系数的积。颗粒越小,扩散速率越大。,2. 膜处理技术试验研究,2.1 膜生物反应器的组成和特点 通常提到的膜生物反应器,实际上是三类反应器的总
12、称,它们分别是:膜膜生物反应器(MABR);萃取膜生物反应器(EMBR);膜分离生物反应器(MBR)。,2.2 膜生物反应器的特点,能够高效地进行固液分离,分离效果远好于传统的沉淀池,出水水质良好,出水悬浮物和浊度接近于零,可直接回用,实现了污水资源化。膜的高效截流作用,使微生物完全截留在反应器内,实现了反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(STR)的完全分离,使运行控制更加灵活稳定。反应器内的微生物浓度高,耐冲击负荷。有利千增殖缓馒的硝化细菌的截留、生长和繁殖,系统硝化效率得以提高。通过运行方式的改变亦可有脱氮和除磷功能。,泥龄长。膜分离使污水中的大分子难降解成分在体积有限的生物反应器内有足
13、够的停留时间,大大提高了难降解有机物的降解效率。反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行,可以实现基本无剩余污泥排放。系统采用PLC控制,可实现全程自动化控制。占地面积小,工艺设备集中。,2.3 膜生物反应器的能耗,MBR的能耗比常规活性污泥法(00.5kWhm3)高。高能耗的原因首先是因为MBR过程必须保待一定的膜驱动压力。其次是MBR中MLSS非常高,水中氧的传质效果住往很差,所以MBR工艺采用加大曝气量的方式来玫善这一状况,因而造成能耗偏高。再者污染使膜通量迅速降低,必须增大流速,冲刷膜面,减轻膜污染以维持所需要的膜通量。 MBR的能耗主耍来自供水泵、循环泵、渗透水抽吸泵和曝气系统。
14、浸没式MBR通过反应器中的气体运动来实现所需的错流速度,通过高干膜的水位来实现所需的压力。而外置式是通过一个大的水泵来实现微生物循环,满足所需的高压和流速的。因此浸役式比外置式总能耗要低。,2.4 膜反应器的发展方向,现有的诚市污水处理厂的更新升级。特别是出水水质难以达标或处理流量剧增而占地面积无法扩大的情况。 应用于无排水管网系统的地区,如小居民点、度假区、旅游风景区等。 应用于有污水回用需求的地区或场所,如宾馆、洗车业、客机、流动公厕等充分发挥膜生物反应器占地面积小、设备紧凑、自动控制、灵活方便的特点。 应用于高浓度、有毒、难降解工业污水的处理。MBR在技术上的优势决定它可以对常规方法难以
15、处理的污水进行有效的处理,并目出水可以回用。垃圾填埋渗滤液的处埋及回用。在小规模的污水处理厂(站)的应用。膜技术的价格问题决定它目前比较适于小规模污水的处理。,2.5 膜生物反应器的应用,(1)膜生物反应器在生活污水及其回用处理中的应用Kubota膜生物反应器工艺及其城市污水处理实例 Kubota平板式淹没膜生物反应器最早运用于日本,在此工艺中,膜组件浸没于曝气池中。同所有膜生物反应器一样。Kubota工艺可在较高的污泥浓度下运行,一般MLSS在1500020000mg/L范围内,标准的Kubota装置包括两部分,上部为150个插入玻璃纤维加强塑料外壳的平板膜,平板膜之间有约7mm的距离。 K
16、ubota装置的下部在匹配的外壳内安装了粗气泡扩散器,气泡和活性污泥可以在上部的平板膜之间流动。下部空气扩散器释放出的气泡使污泥产生一个通过膜表面向上的错流(流速为0.5m/s,这股错流减少了膜污染,并使处理水可以在较低压力下通过膜过滤至出水收集管路,每块膜板包括固态丙烯腈丁二烯苯乙烯支撑板和超声波焊接法焊接的平板膜并在二者之问有隔离层。每块膜板的膜面积为0.82,膜孔径为4m。,在正常的运行中,处理永通过膜单无,透过通量取决于膜单元的水头(一般在11.5m),而膜单元的数量取决于所要求的最大流率,因此透过通量决定了本力停留时间。通常污水在进入Kubota装置之前应该先经过格栅和23mm的筛网
17、。如果要求脱氮,还应有缺氧区和相应的从好氧反应器回流至缺氧区的回流系统。典型的Kubota膜生物反应器流程如下图所示。,Porlock是英国北Somerset诲岸的一个约有4000人的村庄, Kubota污水处理装置即建在从该村庄和周围山上能够俯视到较低的地方,出水排人近诲滨的海水中,由于要求所建污水厂和围环境融合为一体,因此处迎袋置应具有高效紧凑的特点。 该污水厂是在经过中试试验后建成的,于1998年2月开始运行。污水厂最大处理规模为1900m3d,共有24个Kubota膜单元分别安装于4个好氧反应器中。处理水依靠重力流流经各反应器。由于潮永储存的需要,处理后的污水需用水泵提升至潮水池中,如
18、下图所示。,在运行的前14个月,出水水质很好,类似于中试试验的结果,如表所示。一般最终出水的BOD不超过5mgL,并且不受进水BOD变化的影响;细菌的平均去除率为6log,其中肠道病毒和大肠杆菌噬菌体等病毒的平均去除率为4log;出水的浊度乎为0.3NTU。,(2)膜生物反应器在工业废水处理中的应用一体式好氧膜生物反应器处理医院污水 在北京海淀乡卫生院内用一体式膜生物反应器处理医院污水。海淀乡卫生院是一家规模较小的综合性医院,用水量平均为20m/d。因此该工程的设计流量定为20md,处理装置的构造图如下所示。,整个装置由生物反应池和膜组件组成,生物反应池为完全混合式好氧活性污泥曝气他,有效容积
19、6m3,内设隔板将其分为大小相等的两个池子,内置聚乙烯中空纤维膜组件24块,每块膜组件的面积为4m2,膜总面积为96m2。膜组件下设穿孔管曝气,曝气量控制在8090m/h。中空纤维膜间歇运行,臭吸频率为开13min,停2min。压差汁用于监测膜过滤压力的变化。液位计用来控制活性污泥反应器的液面,流量计用于测定膜出水的流量。在该装置中,污水先流人调节池,然后由泵提升经细筛网过滤后进入膜生物反应器,生物处理后,在泵的抽吸作用下,经膜过滤得到处理水。,该膜生物反应器对COD、氨氮、浊度的平均去除率分别为80%、93%、83%。其中COD的去除是由生物反应器中的活性污泥起主要作用,膜分离进一步弥补生物
20、反应器处理性能的不稳定性,保证出水COD稳定、良好;而氨氮的去除主要是生物反应器作用的结果。,3.膜法水处理工程及应用,3.1 膜法饮用水处理苦咸水淡化 90年代初期,膜分离技术中的微滤、反渗透在我国西部省区水年代初期,膜分离技术中的微滤、反渗透在我国西部省区水处理方面开始应用,在石油工业战线多用于苦咸水淡化,特别是在高矿化度、高硬度苦咸水淡化和含铬高氟、低矿化度苦咸水淡化方面。,工艺流程,其处理特点为:反渗透系统对二价及多价离子的截留效果明显高于单价离反渗透系统对水质极差的 SO4Cl-NaMg型和SO4Cl-Na 型苦咸水中的溶解性总固体、总硬度、铁、锰、钙、镁、钾、钠、硫酸盐、氯化物、二
21、氧化硅等无机盐的去除率为96%100%;稳定运行 2年后,总硬度、氯化物、硫酸盐、溶解性固体等指标的去除率仍98% ,出水水质优于国家和世界先进水质标准,说明去除效果显著反渗透系统对人体健康危害较大的氟化物去除率达96%,六价铬去除率92.5% ,去除效果明显;反渗透系统对污染性及毒理学指标,如耗氧量、 氨氮、亚硝氮、硝氮和砷的去除率为40%83% ,低于上述无机盐类去除率,但由于原水中污染性指标含量相对较低, 40%83%的去除率完全可以满足生活饮用水卫生标准要求;,苦咸水中,微生物含量在地表水、地下水中差异较大,提高到反渗透系统对细菌总数检测的去除率从44.6%提高到93.2%,去除效果明
22、显; 原水中毒理学指标及部分理化指标,如铜、锌、铅、铬、镉、银、汞、硒、氰、挥发酚类、三氯甲烷、四氯化碳、苯并芘、滴滴涕、六六六的含量均低,大都低于检验方法的检出下限,膜系统对上述指标的去除率绝大部分达到100%。,自来水膜处理 对于被污染的水质,除了对自来水可进行工厂化的深度处理外,还可使用了膜家用净水器。膜法净水器采用微滤(MF)或超滤(UF)技术,微滤滤芯有折叠式或中空纤维式,超滤滤芯大多为中空纤维式,也有卷式膜。其净水工艺为:(1)自来水5m聚丙烯无纺布折叠式滤芯活性炭吸附过滤0.2m微孔膜折叠式滤芯家用净水(2)自来水5m聚丙烯无纺布折叠式滤芯活性炭吸附过滤中空纤维超滤滤芯家用净水,
23、3.2 膜法工业废水处理 糖类和蛋白质类废水的处理 马铃薯生产淀粉的废水膜处理实验装置及流程如下图所示。,实验用膜装置为聚砜(PS)和聚丙烯腈(PAN)中空纤维超滤膜组件,具体指标见下表。,在本实验条件下,对该废水的处理条件选为:操作压力0.1MPa,进料流量70L/h,温度为室温,超滤前调整料液pH值3.5左右。超滤效果比较好,废水COD值8175mg/L ,经超滤处理后降 为3610mg/L ,COD 去除率为55.8% 。实验发现在料液体系中pH值的影响是显著的,在pH值为3.5左右,接近蛋白质的等当点,此时蛋白质的溶解度最小,因此截留率提高。同时 pH值在35左右,不但可以提高超滤效果
24、,对防止料液的变质也起到一定保护作用。污染后的膜用 40、0.1mol/L的NaOH溶液来清洗,恢复率在90%左右。,含碱、含酸类废水的处理,化工厂在生产过程中产生的酸、碱废水中,难降解物质的COD、BOD5、SS都很高。 在采用浸入式屏幕状结构的中空纤维膜组件的MBR处理酸、碱废水工艺中,MBR由6组SMI型膜组件组成,处理水量为220m3d,实际运行中膜通量为 0.2m(d)。出水中的SS几乎为零,COD的去除率大于95,工艺运行稳定、操作 简单、管理方便。,常州市羊毛衫毛条厂曾采用外压套管式UF装置处理洗毛生产线一槽、二槽、三槽排出 的废水。UF膜装置配置了型号为UF48的17个膜组件,
25、总计膜面积68m2。装置中膜组件设计为三组,其中两组为两并两串,一组为两并三串。UF运行方式为间歇式操作。主要操 作参数:运行温度为4550;uF系统的运行压力为进口小于0.36MPa,出口大于 0.12MPa;膜面流速为3ms,;UF水通量为3540L(m2h);浓缩倍数依原水羊毛脂浓 度不同,一般为35倍,浓缩液的羊毛脂浓度控制在40g/L左右;膜清洗周期依洗毛工艺不同,对助洗剂为NaCl的洗毛废水,运行24h后清洗一次,对助洗剂为碳酸钠和硫酸钠的洗毛废水,一般在运行一周后清洗一次。,洗毛废水的处理,工艺流程,处理效果,该系统的运行结果表明,洗毛一槽、二槽、 三槽废水中COD、羊毛袖脂、T
26、S的一次性去除率分别大于95、99和80,UF透过水 的COD从进水的68000mgL左右降至3000一5000mgL左右,羊毛油脂从进水的 14500mg儿左右降至100一300m8L左右。,制药废水的处理,该工程处理废水量为200m/d,废水来自生产医用、兽用和农用抗生素原料过程提取柱晶白霉素、农用井冈霉素、农畜两用阿维菌素后排放的废水,以及这些制药发酵液板框压滤机的清洗废水。 混合废水通过格栅,大颗粒可沉固体及漂浮物被拦截,进入调节池,经调节水量、水质和预曝气后 用泵输送至混凝反应池,分别加入适量的PAC、PAM溶液进行混凝和絮凝反应,反应液自 流入沉淀池进行固液分离。经过上述预处理的废
27、水上清液溢流进入Pw膜生物反应器,在 充氧曝气和微生物的作用下将有机物降解为二氧化碳和水,并由膜组件进行固液分离,处理 后废水达标排放。物化沉淀池分离的污泥和Pw膜生物反应器排放的少量剩余污泥分别排 至污泥池,再用泵输送至污泥脱水机进行脱水,泥饼外运填埋处理。,工艺流程,处理效果,工程运行结果表明,在进水CODcr为71302480mgL,BOD5为617668mg L,NH3N为141一I 49mgL的条件下,排出水的CODcr、 BOD5 、 NH3N的平均去除率分 别达到了98、96、98以上,符合国家排放标准的要求。,4. 膜污染及其控制技术,4.1 膜面浓差极化 在膜分离过程中,料液
28、中的溶剂在压力驱动下透过膜,溶质(离子或不同分子量的溶质与颗粒物)被截留,由于水的通量J不断把溶质带到滤膜表面,使溶质在滤膜表面处的浓度Cm高于溶质在水溶液主体中的浓度Cb在浓度梯度的作用下溶质由膜面向本体溶液扩散,形成边界层,使流体阻力与局部渗透压增大,导致膜通量下降。当溶剂向膜面流动溶质向膜面流动的速度与浓度梯度使溶质向本体溶液扩散的速度达到动态平衡时,在膜面形成一个稳定的相应于浓度差比Cm -Cb的边界层,称为浓差极化边界层,这个现象称力浓差极化。,膜面浓差极化的危害使膜表面溶质浓度增高,引起渗透压增大,从而减小传质驱动力。当膜表面溶质浓度达到其饱和浓度时,便会在膜表面形成沉淀或凝胶层,
29、增加透过阻力。膜表面凝胶层或沉积层的形成会改变膜的分离特性。当溶质在膜表面达到一定的浓度时,有可能对膜发生溶胀或溶解恶化膜的性能。严重的浓差极化导致结晶析出,阻塞通道,运行恶化。,4.2 膜污染与防治 膜污染是指在膜过滤过程中,污本中的微粒、胶体粒子或溶质分子与膜发生物理化学相互作用,或因为浓差极化使某些溶质在膜表面超过其溶解度及机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸耐、沉积,造成膜孔径变小或堵塞,使膜产生透过流量与分离特性发生变化的现象。膜污染中有些可以通过一定的方法消除或减轻,而某些则使膜发生了永久性改变,无法消除。,膜污染的防治-化学防治,原料液预处理,研制污染物难以吸附的膜材料,化学清洗法
30、,预处理是指在原料液过滤前向其中加入一种或几种物质,使原料液的性质或溶质的特性发生变化,如进行预絮凝、预过滤或改变溶液pH 值等方法,以脱除一些与膜相互作用的物质,从而提高过滤通量。,常用的化学防污染法还有用清洗剂对已经污染的膜进行清洗来部分恢复膜的渗透通量。,膜表面的改性可分为物理改性和化学改性。物理改性是指用一种或几种对膜的分离特性不会产生很大影响的小分子化合物, 化学改性将某些物质加入制膜液中,使其在成膜过程中均匀分布于膜的内外表面以改变膜的表面性能,提高膜的抗污染性。,滤饼机械刮除:典型的实例是利用海绵球的滚动来刮除滤饼并清洗膜面。膜面搅拌:通过对膜表面物流的搅拌,使得物流的湍流程度增
31、大形成薄流层,可以减小膜表面的污染。错流过滤:指主体流动方向平行于过滤表面的压力驱动过滤过程。稳态湍流:控制浓差极化和膜污染最简单的方法就是提高错流速度,使流体处于稳态湍流的状态。不稳定流体流动:不稳定流体流动是指在流动系统中,各个截面上流体的流速、压强、密度等有关物理量不仅随位置而变化,而且随时间而变化。,膜污染的防治-物理防治,流化床:为了强化膜过滤过程中的界面传质效应,可以采用通人气泡或加入固体颗粒如金属球、玻璃球等分散相形成流化床的方式。松弛法:所谓松弛法是指在过滤一段时间后间隔地停止一段时间,再开机操作,这样也可以提高膜通量。反向冲洗法:反向冲洗就是从膜的透过物一侧通气体或液体,将膜
32、面的堆积物除去的方法。脉冲法:采用脉冲供液的方法也可以起到防止膜面污染的效果。增大膜面流速:增大原料液的膜面流速,利用高的剪切力来减小膜的污染,也是经常采用的方法。,4.3 污染膜清洗与膜性能维护 膜的清洗方法通常可以分为物理方法和化学方法。物理方法一般是指用高流速水进行冲洗,或将膜组件提升至水面上用喷嘴喷水冲洗,用海绵球机械擦洗和反洗(尤其对单皮层中空纤维膜适用)等。它们的特点是简单易行,费用低。近来新发展的抽吸清洗方法具有不添加新设备、清洗效果好的优点,受到人们青睐。另外,电场过滤、脉冲清洗、脉冲电解清洗及电渗透反洗研究也十分活跃,具有很好效果。,膜的水力清洗,在实际应用中,水力清洗仍然是
33、常用的清洗方法。它主要可以去除可逆污染物(凝胶层)以及部分不可逆污染物(膜表面沉积物)。在清洗时,应注意选择合适的流速、压力和清洗周期。一般认为,在水力清洗时,采用高膜面流速有利于膜通量的恢复,但流速越高,能耗也越高,一般流速大约在2m/s左右。采用低操作压力同样有利于膜通量的恢复。选择合适的清洗周期既有利于膜通量的恢复,延长膜的使用寿命,又能保证处理的效率。,化学清洗通常是使用化学清洗剂,如稀酸、稀碱、酶、表面活性剂、络合剂和氧化剂等。它们的作用主要是通过化学反应破坏膜面的凝胶层和膜孔内的有机物,溶出结合在有机大分子中的金属离子。如选用酸类清洗剂,可以溶解除去矿物质及,而采用碱溶液(如氢氧化钠水溶液)则可有效地脱除蛋白质污染。但是,对于不同种类的膜,选择化学清洗剂时要慎重,以防止化学清洗剂本身对膜的损害。,膜的化学清洗,一体式污水膜活性污泥法工业废水处理装置无须如传统活性污泥法那样的污泥浓度管理、曝气槽溶解氧浓度测定及检查等日常管理,只须定期进行如下管理:机器的检查;真空负压的检查,确定膜两侧阻力有无上升;处理水的水量和质量监测; 曝气槽的检查,曝气状态的目视确认,风量的确认,以及用简易的MLSS计测定污泥的浓度。,膜的维护管理,本节完!,