水处理中超滤膜污染研究进展
超滤膜和微滤膜在污(废)水处理中的应用研究现状及发展趋势
超滤膜和微滤膜在污(废)水处理中的应用研究现状及发展趋势超滤膜和微滤膜是目前污(废)水处理领域中广泛应用的膜分离技术。
本文将探讨它们在污(废)水处理中的应用研究现状及未来的发展趋势。
超滤膜和微滤膜具有相似的工作原理,主要通过分子筛选和物质分离的方式来去除污染物。
超滤膜孔径较小,一般在几个纳米到几十纳米之间,可以有效去除大部分的微生物、胶体和悬浮物等。
而微滤膜的孔径较大,一般在几十纳米到几百纳米之间,可以去除较大的颗粒和胶体。
目前,超滤膜和微滤膜在污(废)水处理中的应用广泛。
首先,它们可以用于饮用水生产中的污染物去除。
传统的水处理工艺中,往往需要采用多个步骤来去除有机物、微生物和胶体等,而膜分离技术可以将这些步骤合并,使净化过程更加高效和节能。
其次,超滤膜和微滤膜也可以应用于工业废水的治理。
一些工业过程中产生的废水中含有大量的悬浮物和胶体,传统的沉淀和过滤方法效果有限,而膜分离技术则可以实现高效的分离和浓缩,降低了处理成本。
然而,目前超滤膜和微滤膜在污(废)水处理中还存在一些挑战。
首先,膜的污染问题是一个关键的难题。
由于膜面积较大且密封性好,容易积累污染物,导致膜通量下降和膜阻力增大。
其次,高成本也是限制其应用的因素之一。
膜材料和设备的制备和维护成本较高,需要进一步降低成本才能实现在更广泛的领域中应用。
未来超滤膜和微滤膜的发展趋势主要集中在以下几个方面。
首先,研究人员将致力于开发更高效的膜材料。
目前常用的膜材料主要有聚酯、聚醚砜和聚酰胺等,未来的研究将在膜的孔径、分离性能和抗污染性等方面进一步改进。
其次,膜组件设计也是一个重要的研究方向。
改进膜的通量和膜阻力之间的平衡关系,优化膜模块的流体力学特性,可以进一步提高膜的分离效果。
此外,膜的污染问题也是亟待解决的难题。
研究人员可以通过改变膜表面的化学性质、加入抗菌剂和利用电化学方法等,减轻膜的污染问题。
总之,超滤膜和微滤膜在污(废)水处理领域中具有广阔的应用前景。
超滤技术中膜污染的控制研究
超滤技术中膜污染的控制研究超滤技术是一种利用微孔膜过滤的分离技术,被广泛应用于饮用水处理、废水处理、食品加工、药物制备等领域。
在超滤过程中,随着膜孔的不断被污染,膜通量逐渐下降,膜阻力增加,最终导致膜的失效。
膜污染成为制约超滤技术应用的主要问题之一。
本文主要探讨超滤技术中膜污染的控制研究,旨在为超滤技术的应用提供参考和指导。
一、膜污染的类型膜污染是指在膜分离过程中,由于悬浮物、胶体、无机盐、有机物等杂质在膜表面或孔隙中沉积、吸附、结垢、胶结等构成的膜表面或孔隙部位的物质堵塞,导致膜通量下降、透过率降低的现象。
根据污染物在膜表面附着的方式,膜污染可以分为物理性污染、化学性污染和生物性污染三种类型。
1. 物理性污染物理性污染主要包括颗粒物的截卡和沉积、气泡的附着和悬浮物的覆盖等。
这些污染物使得膜孔阻塞、膜表面粗糙、膜孔径减小,从而导致膜通量下降。
化学性污染主要包括有机物和无机盐的结垢、胶结、凝聚等。
有机物和无机盐在膜表面或孔隙中沉积形成结垢,使得膜孔阻塞,降低膜的通透性。
生物性污染主要是微生物在膜表面或孔隙中产生生物膜,形成生物覆盖层,这些生物膜不仅增加了膜的阻力,还影响了膜的分离效果。
二、膜污染的控制方法针对不同类型的膜污染,可以采取不同的控制方法,包括物理清洗、化学清洗、生物防控等,下面将对各种方法进行详细介绍。
物理清洗是利用物理力学的方法去除膜表面和孔隙中的污染物,主要包括气泡喷洗、超声波清洗、高压水冲洗等。
这些方法能够有效地清除膜表面和孔隙中的颗粒物、气泡等物理性污染,恢复膜的通透性。
2. 化学清洗3. 生物防控生物防控是通过改变超滤工艺操作参数,抑制污染物在膜表面或孔隙中的附着和生长,减轻膜的生物性污染。
包括优化进料水质、调整进料水的PH值、加入抗生素等措施。
除了以上几种常见的膜污染控制方法外,还可以根据实际情况采取一些特殊的控制措施,比如改变超滤工艺参数、提高超滤流速、增加反冲洗频率等。
水处理中超滤膜污染及其应对方式研究进展
水处理中超滤膜污染及其应对方式研究进展发布时间:2021-05-17T04:50:35.238Z 来源:《现代电信科技》2021年第2期作者:宋泽鹏1,2[导读] 总结了从源头上控制膜污染的探索方向,认为超滤技术要在运行方式和工艺设计上做出更合适的选择,未来将向着低能耗、低药耗、自动化和绿色化等方向发展。
(1天津泰达水业有限公司;2天津泰达津联自来水有限公司)摘要:对超滤膜污染以及缓解膜污染的主要方法进行了综述,介绍了污染原因、主要污染物质、污染类型,叙述了膜前预处理、膜清洗、膜改性等当下为应对膜污染所采用的主要方法和紫外、外加磁场、电场等膜污染控制新方法,总结了从源头上控制膜污染的探索方向,认为超滤技术要在运行方式和工艺设计上做出更合适的选择,未来将向着低能耗、低药耗、自动化和绿色化等方向发展。
关键词:超滤膜;膜污染;污染原因;预处理;膜清洗引言超滤是膜孔径介于微滤和纳滤之间,在压力作用下利用其筛分过程达到分离纯化目的的一种膜分离技术。
随着水处理技术的不断发展,超滤技术被广泛应用于火力发电化学制水中。
在除盐水处理系统前设置超滤能够去除水中悬浮物、胶体、大分子有机物、细菌、病毒等杂质,使后续除盐水处理系统的进水水质得到改善。
1.超滤膜水污染原因分析1.1水处理设备对原水的处理能力有限,导致超滤膜污堵因原水经过原始预处理和双介质过滤后依然存在一定的浊度和有机物,超滤装置在运行一段时间后,必然会出现不同程度的膜元件污堵的情况,通常表现为产水流量逐渐下降和运行差压上升。
为此,在超滤系统自动化运行程序中,添加了自动反洗的程序,即运行一段时间后,系统就会自动反洗,避免因压差过高导致膜元件不可逆的损伤,保证产水水质。
此种运行方式虽然可以减缓膜组的污染程度,但无法从根本上杜绝超滤膜污染。
1.2补给水水质差,导致超滤膜污堵新昌电厂水源是赣江水,赣江水受环境变化影响,河水浊度高时,处理效果达不到目标值,特别是夏季,补水中含有大量的微生物、有机物,有机物污染造成超滤膜产生恶臭。
超滤技术与设备在水处理领域的研究进展
超滤技术与设备在水处理领域的研究进展超滤技术是一种通过压力驱动,利用超微孔径的滤膜对水进行分离和过滤的技术。
随着水资源的日益紧缺和水质污染的加剧,超滤技术在水处理领域得到了广泛的应用和研究。
本文将对超滤技术在水处理领域的研究进展进行介绍和分析。
一、超滤技术原理超滤技术是利用超滤膜对水中的微粒、胶体、细菌、病毒等进行分离和过滤的技术。
超滤膜具有超细孔径,能够有效地截留水中的有机物质和微生物,从而实现对水质的净化和提纯。
超滤技术的原理是利用外加压力或负压力,将被处理的水体置于超滤膜的一侧,通过膜的孔隙将水中的杂质分离出去,从而得到清洁的水。
二、超滤技术在水处理领域的应用1. 污水处理:超滤技术可以有效地去除污水中的有机物质、微生物和悬浮固体,使污水得到净化和回用。
在污水处理厂和工业废水处理过程中,超滤技术常常被用于深度处理污水,实现水的循环利用和资源回收。
3. 海水淡化:超滤技术可以应用于海水淡化工程,通过超滤膜将海水中的盐分和微生物分离出去,从而得到淡化的水质。
海水淡化技术对于缓解淡水资源紧缺问题具有重要意义。
4. 工业用水处理:在工业生产领域,超滤技术可以应用于工业用水的净化和资源回收,从而实现水资源的节约和合理利用。
超滤技术在制药、电子、化工等行业的废水处理方面有着重要的应用价值。
三、超滤技术设备的研究进展1. 超滤膜材料的研发:目前,超滤膜的材料主要包括聚酰胺、聚醚砜、聚丙烯等,随着纳米技术和材料科学的不断发展,超滤膜材料的研发也在不断完善和更新。
纳米复合材料、无机有机复合材料和功能化表面材料等新型材料的应用,能够大大提高超滤膜的抗污染性能和分离效率。
2. 超滤设备的优化设计:超滤设备的性能主要取决于超滤膜的选择和设备的设计。
目前,研究人员在超滤设备的结构优化、操作方式改进和自动化控制方面取得了一些重要进展。
纵向渗透式超滤设备、横向渗透式超滤设备等新型设备的应用,能够提高超滤系统的处理效率和稳定性。
超滤膜技术在环境工程水处理中的应用研究
超滤膜技术在环境工程水处理中的应用研究【摘要】本文主要介绍了超滤膜技术在环境工程水处理中的应用研究。
在探讨了超滤膜技术在环境工程水处理中的重要意义、发展历程以及研究背景和意义。
在详细介绍了超滤膜技术的原理及特点,并分析了其在污水处理、饮用水处理、工业废水处理以及水资源回收利用等方面的应用研究成果。
在展望了超滤膜技术在环境工程水处理中的应用前景,提出了未来研究方向和发展趋势,并总结了本文的观点和研究成果。
本文旨在为环境工程领域的水处理技术提供参考和借鉴,推动超滤膜技术的进一步发展和应用。
【关键词】超滤膜技术、环境工程、水处理、应用研究、污水处理、饮用水处理、工业废水处理、水资源回收利用、应用前景、未来研究方向、发展趋势。
1. 引言1.1 超滤膜技术在环境工程水处理中的应用研究意义通过应用超滤膜技术,可以实现水资源的有效利用和循环利用,促进水资源的可持续发展。
超滤膜技术还可以减少化学药剂的使用量,降低处理成本,减少对环境的影响,符合可持续发展的理念。
超滤膜技术还能提高水处理的效率和性能,比传统的水处理方法更具优势。
研究超滤膜技术在环境工程水处理中的应用,可以有效解决当前水资源短缺和水质污染问题,推动环境保护和可持续发展。
这对于改善生态环境,提升社会经济发展水平具有重要意义。
1.2 超滤膜技术的发展历程超滤膜技术的发展历程可以追溯到20世纪60年代,当时随着膜材料的不断改进和膜分离技术的发展,超滤膜技术逐渐成为水处理领域的主流技术之一。
最初的超滤膜主要采用有机聚合物材料制备,其分离效率和脆弱性受到了一定的限制。
随着技术的不断进步,超滤膜的材料逐渐向无机材料转变,如陶瓷、金属等,使膜的性能得到了显著提升。
在过去几十年中,超滤膜技术经历了从单一膜材料到复合膜、中空纤维膜等多种形式的演变,使其适用范围不断扩大。
随着膜表面修饰技术的发展,超滤膜的抗污染性能和分离效率也得到了显著改善。
在环境工程水处理中,超滤膜技术的应用越来越广泛,被广泛应用于污水处理、工业废水处理、饮用水处理等领域。
水处理中超滤膜污染成因及其控制方法研究
水处理中超滤膜污染成因及其控制方法研究摘要:为应对人均淡水资源较低的问题,需要开展环保工程水处理工作,使水资源的利用率能显著提高。
目前主要是利用净化、沉淀等方式来对水资源进行净化处理,但随着水资源污染的逐步严重,对于水资源的净化处理有了更高的要求。
超滤膜技术是基于传统技术的升级,来提升水处理的效率和效果。
相关部门应结合实际来加强环保工程水处理中超滤膜技术的应用和研究,从而促进水处理工作开展。
关键词:水处理;超滤膜;污染成因;控制方法1超滤膜技术概述随着人们对水资源使用需求的不断增加,污水处理的急迫性也更高,可以有效解决我国环境面临的问题,因此,要加大超滤膜技术的普及力度,充分发挥超滤膜技术的价值,使环境工程得到更有效地发展。
传统水处理技术通常使用消毒剂和净水装置净化水资源,虽然其净化效果显著,但会对水质产生一定的破坏,而超滤膜技术可以改善这一问题,该技术既可以使水资源得到有效处理,还可以降低对水质的破坏。
利用超滤膜技术可以使污水中的杂质得到有效过滤和处理,不会对环境造成影响,在确保水质的同时,还可以有效控制污水处理成本。
超滤膜技术相较于传统的污水处理技术,操作更加简单,减少了人工的使用量,使资源得到有效利用。
作为一种新型、高效的水处理技术,超滤膜技术弥补了传统水处理技术的不足。
传统水处理技术的每一个处理过程都要用到化学药剂,但是在超滤膜处理技术中化学药剂的用量非常少,因而降低了化学污染发生的概率。
另外,超滤膜技术基本实现了设备自动化,很少用到人工操作,既降低了成本,还能够保护人们的生命安全。
超滤膜技术在实施过程中,化学性质和物理性质非常稳定,能够承受强酸碱、高温和抗水解等极端环境,技术的安全程度很高。
该技术主要是利用过滤膜净化和过滤水资源,有效分离其中的有害物质,使水资源能够得到循环利用。
在处理电子工业废水时,要考虑其特殊性质,保证过滤膜具有抗腐蚀性能,不会受到酸性物质的腐蚀。
2环保工程污水处理现状分析环保工程污水处理的问题主要包括了以下几个方面:首先是缺乏完善的基础设施。
超滤膜技术的进展和应用前景
超滤膜技术的进展和应用前景一、引言随着工业化和城市化的加速发展,资源的消耗和生产的废水排放,给环境带来了很大的压力。
然而,随着科技的不断发展,新型的水处理技术如超滤技术不断出现,无疑成为了水资源可持续利用的一大利器。
超滤技术以其卓越的过滤效果和结构紧凑、易于维护等优势,越来越被广泛运用在水处理,食品和饮料,生物制药和生命科学等领域。
在这篇文章中,我们将探讨超滤技术的进展和应用前景,以及其面临的挑战和解决方案,最后预测超滤技术的市场前景和展望。
二、超滤技术的进展1. 超滤技术的发展历程和现状超滤技术最早出现于20世纪50年代,当时只是一种实验室级的技术。
其随后得到了快速的发展,特别是在30年代末期的医疗领域,广泛应用于治疗患有尿毒症等疾病的肾脏衰竭患者。
如今的超滤技术已广泛应用于各个领域,特别是水处理领域。
除此之外,超滤技术还被应用于农业、食品、能源和环境等领域。
2. 超滤膜材料的改进和性能提升超滤膜材料的改进和性能提升是超滤技术进展的重要方面。
常见的超滤材料包括聚丙烯,聚酰胺,聚醚砜等。
超滤膜材料的改进主要是为了增强其抗污染,高通量和低能耗等特性。
在超滤膜材料的选择和设计方面,最近的研究表示,设计多层结构的超滤膜可以提高膜的性能。
此外,还有部分研究试图利用纳米材料和复合材料的纤维制造技术来设计和制造高性能的超滤膜。
3. 超滤系统的集成化和自动化趋势随着超滤技术进一步发展,超滤系统的集成化和自动化趋势也变得越来越重要。
在集成化方面,将预处理和辅助设备与超滤系统集成在一起,可以将系统的占地面积降至最小,并提高整个系统的工作效率。
自动化则主要是通过自动化控制系统,对超滤过程进行精细化操作,提高生产效率,并降低管理和运营成本。
三、超滤技术的应用前景1. 水处理行业中的超滤技术应用超滤技术在水资源的处理和保护方面具有重要意义。
应用于水处理领域,不仅可以减少污染物的浓度和提高水质,而且在水源的去除和回收方面也有较好的表现。
超滤膜技术在环境工程水处理中的应用研究
超滤膜技术在环境工程水处理中的应用研究【摘要】超滤膜技术是目前环境工程水处理领域中一种重要的技术手段。
本文从超滤膜技术的原理入手,探讨了其在污水处理、饮用水处理和工业废水处理中的应用情况,并分析了超滤膜技术的发展趋势。
研究发现,超滤膜技术在实际应用中具有明显的优势,能够有效去除水中悬浮固体、颗粒和有机物质。
通过对超滤膜技术的应用研究,可以提高水处理效率,减少污染物排放,保护水资源。
未来随着技术的不断进步和应用领域的拓展,超滤膜技术在环境工程水处理中的应用前景将更加广阔。
展望未来,有必要加强对超滤膜技术的研究,推动其在环境工程中的应用,为水资源的保护和水质的改善做出更大的贡献。
【关键词】超滤膜技术、环境工程、水处理、应用研究、污水处理、饮用水处理、工业废水处理、发展趋势、前景、研究成果、展望。
1. 引言1.1 背景介绍超滤膜技术是一种新兴的膜分离技术,通过使用微孔大小在0.001~0.1微米(μm)之间的膜对水进行过滤,能有效去除水中的微生物、有机物质、重金属离子和胶体颗粒等杂质。
随着各种污染物排放量的增加和水资源短缺的日益严重,超滤膜技术在环境工程水处理中的应用备受关注。
近年来,我国水污染和水资源利用问题成为社会关注的焦点,超滤膜技术在水处理领域的应用潜力巨大。
通过超滤膜技术处理污水,不仅可以将水中有害物质有效去除,还可以提高水资源的再利用率,减少对自然水源的依赖。
研究超滤膜技术在环境工程水处理中的应用具有重要意义。
本文旨在探讨超滤膜技术在环境工程水处理中的应用研究,深入分析其原理和在污水处理、饮用水处理、工业废水处理等方面的应用情况,旨在为超滤膜技术的推广和应用提供科学依据和技术支持。
通过本文的研究,可以为解决我国水资源短缺和水污染问题提供新的思路和方案。
1.2 研究意义超滤膜技术能够有效去除水中的大颗粒悬浮物、胶体颗粒、细菌等杂质,提高水质的纯净度,可以从根本上解决水资源污染的问题,保障人们日常生活用水的健康安全。
超滤技术在废水处理过程中的应用研究进展
超滤技术在废水处理过程中的应用研究进展引言:随着工业化和城市化的不断进步,废水处理问题日益突出,给环境和人类健康带来了巨大的威胁。
废水中的有机物、重金属等有害物质对水质造成了严重污染。
因此,寻找一种高效、环保的废水处理技术成为了当今的热门研究领域之一。
超滤技术作为一种重要的物理分离技术,因其分离效果优异、操作简单、技术可靠等优点,被广泛应用于废水处理过程中。
本文将对超滤技术在废水处理中的应用研究进展进行综述。
一、超滤技术概述超滤技术是一种通过孔径在0.001μm至0.1μm之间的滤膜,将悬浮物、胶体、高分子有机物等有害物质分离的技术。
其工作原理基于物质在压力驱动下通过超滤膜的筛分效应。
与传统的过滤技术相比,超滤技术能够单独分离水中的溶解性物质,同时可保留大部分的水分和溶液中的微量溶质。
二、超滤技术在废水处理中的应用1. 高浓度废水处理:超滤技术具有对高浓度污水的处理能力。
研究表明,超滤技术可以有效地将工业固定废水中的悬浮物、胶体颗粒以及高分子有机物等物质分离出来。
特别是在一些半导体、电镀、造纸等行业废水的处理过程中,超滤技术表现出了良好的分离效果和处理效率。
2. 脱盐处理:超滤技术对海水淡化中的脱盐处理有着广泛的应用。
海水中的盐类和病原微生物等有害物质可以通过超滤膜进行有效的分离和去除。
与传统的蒸发结晶方法相比,超滤技术具有能耗低、水质稳定等优点。
3. 重金属去除:超滤技术在重金属废水处理中起到了重要的作用。
通过调整超滤膜的孔径和选择合适的工艺条件,可以将重金属离子从废水中高效地分离出来。
研究证明,超滤技术对废水中的铅、镉、铜等重金属离子有很好的去除效果。
4. 农业废水处理:超滤技术在农业废水处理中也有广泛的应用。
农业废水中常含有大量的悬浮物、胶体和微生物等有害物质,超滤技术能够高效地将这些物质分离出来,保证农田灌溉水的质量安全。
5. 膜生物反应器:将生物处理与超滤技术相结合可以构建膜生物反应器,既能够实现废水的高效生物降解,又能够有效地分离生物颗粒。
试论膜法水处理中膜污染的化学控制研究进展
试论膜法水处理中膜污染的化学控制研究进展1. 引言1.1 水处理中膜法的重要性在膜法水处理中,通过半透膜的选择性透过和阻滞作用,能够有效地去除水中的悬浮固体、细菌、病毒等微小颗粒及化学物质,从而实现水的净化和回收利用。
与传统方法相比,膜法水处理具有更高的过滤效率和更小的处理体积,能够有效解决水资源的短缺和水污染的问题。
膜法水处理在现代水资源管理和保护中具有举足轻重的地位,对改善水环境、保障人民健康、促进可持续发展具有重要意义。
通过不断的研究和创新,膜法水处理技术必将在未来的水处理领域发挥更加重要的作用。
【内容达到2000字】。
1.2 膜污染对水处理的影响膜污染是指在膜分离过程中,因污染物的积累导致膜性能下降的现象。
膜污染会影响水处理系统的效率和稳定性,严重影响水质处理效果,甚至导致设备故障和停机。
膜污染会导致膜通量下降、截污性能减弱、能耗增加、运行成本升高等问题。
膜污染还可能会引起膜表面结构破坏、膜孔径变大、膜孔堵塞等现象,降低膜的寿命和稳定性。
有效控制膜污染对于水处理系统的正常运行和长期稳定性至关重要。
化学控制方法是目前应用最广泛、效果最明显的膜污染治理手段之一,具有调节作用、高效节能、易操作等优点。
通过科学合理的化学控制方法,可以有效预防和减轻膜污染带来的负面影响,提高膜分离系统的运行效率和稳定性。
2. 正文2.1 膜污染的类型与特点膜污染是指在膜分离过程中,随着操作时间的推移,水中的各种杂质和有机物逐渐在膜表面或膜孔道中沉积、吸附、结晶或凝聚形成的膜层。
膜污染的类型多种多样,主要包括物理性污染、化学性污染和生物性污染。
物理性污染主要指在膜表面或孔道中沉积的颗粒物、胶体物质、微生物等。
这些物质会堵塞膜孔道,降低膜通透性,导致膜通量下降,增加膜的阻力,影响膜的使用寿命。
化学性污染是指水中的化学物质与膜表面发生化学反应,形成结晶、凝聚或分解产物在膜表面沉积。
这些化学物质可能会破坏膜的结构,改变其表面性质,导致膜的性能下降。
超滤膜污染控制技术研究进展_1
超滤膜污染控制技术研究进展发布时间:2023-01-15T07:15:08.786Z 来源:《中国教工》2022年16期作者:刘永倩司秀荣[导读] 随着社会的发展和科技的进步,超滤膜被广泛应用于工业环境中刘永倩司秀荣北华航天工业学院建筑工程学院,河北省廊坊市,065000摘要:随着社会的发展和科技的进步,超滤膜被广泛应用于工业环境中,如过滤工业污水、分离饮用水、部分产品的分离与浓缩等,过滤主要依靠物理作用,并且它的效率和质量得到显著提高,是绿色发展理念下比较有优势的产品。
然而,最令商家和制造商困扰的是超滤膜污染问题的解决。
因此,为了了解目前已有的超滤膜控污技术,以及各种技术的优缺点,本篇综述将重点论述超滤膜污染控制技术的研究进展以及每种技术的应用前景。
关键词:超滤膜污染;控污技术;研究现状;发展前景一、引言超滤膜作为一种安全、便捷、高效的分离工具,在水体净化和污染物处理方面得到了长足发展和广泛应用[1,2]。
虽然得到长足发展和广泛应用,但是其在使用过程中易发生很多问题,如不可逆污堵、断丝、膜组件的更换等问题,本篇综述将针对受重视的不可逆污堵问题的控污技术进行论述。
二、超滤膜技术及其污染机理(一)超滤膜技术超滤膜是一种用于超滤过程能将一定大小的高分子胶体或悬浮颗粒从溶液中分离出来的高分子半透膜[3]。
超滤(ultrafiltration,UF)技术是介于微滤和纳滤之间的一种膜分离技术,平均孔径为3~100 nm,具有净化、分离、浓缩溶液等功能[4]。
其截留机理主要包括膜的筛分作用和静电作用,过滤介质为超滤膜,在两侧压力差的驱动下,只有低分子量溶质和水能够通过超滤膜,从而达到净化、分离、浓缩的目的[4]。
(二)污染机理通俗地理解,超滤膜污染就是膜的孔被堵住了,导致其它即将被过滤的液体等被处理的物质很难通过膜孔,甚至过不去,以致效率下降。
进一步查阅资料并分析可知污染的具体原因,可能是溶质及粒子与膜之间的吸附作用、与膜孔大小相近的颗粒直接堵塞孔口、在膜的外面形成一个阻碍层(滤饼或凝胶),也可能是多种可能原因共同的作用。
超滤膜污染类型研究进展
超滤膜污染类型研究进展膜分离技术被认为是21世纪最有前途、最具发展前景的重大高新技术之一,它在工业技术改造中起着战略性作用。
膜分离技术对许多传统产业的发展起着关键作用。
然而,膜污染问题始终是限制其应用的瓶颈,减少乃至消除膜污染将能大大拓宽其使用范围。
因此,近年来,超滤膜污染的预防及控制措施研究依然是人们关注和研究的热点问题。
标签:超滤;膜污染;控制技术;进展0 膜污染类型研究进展膜污染是一系列不同物质之间的物理作用和化学反应的结果导致的,其中包括原水中不同污染成分之间的相互作用以及这些污染物成分和不同材质膜表面之间的物理化学作用。
造成膜污染的因素主要有以下几种:原水污染物成分,主要污染物成分的浓度,水化条件(pH,离子强度,二价阳离子浓度等),膜材料自身属性(膜表面形态,亲疏水性,带电性,孔隙率等),温度,运行模式,水动力学条件(初始过膜通量,错流速率)等。
就污染物而言,膜污染一般可以分为四种类型:颗粒物污染、无机物污染、有机物污染和微生物污染。
1 颗粒物污染根据研究可以将自然水体和污水中的颗粒物分为四类:1)可沉降颗粒物(>100μm);2)超胶体颗粒物(1μm—100μm);3)胶体颗粒物(0.001μm—1μm);4)可溶解颗粒物(0.001μm)。
颗粒物引起的膜污染机制分为三类:膜孔堵塞,滤饼层的形成和浓差极化。
(1)膜孔堵塞膜孔堵塞是颗粒物污染的第一阶段,也是造成污染最严重的阶段。
膜孔堵塞可以分为三种不同的形式:1)标准膜孔堵塞,即颗粒物在膜孔周围沉淀;2)完全膜孔堵塞,即颗粒物镶嵌到膜孔内;3)中间膜孔堵塞,即上述两种形式相互结合导致的堵塞。
随着水中颗粒物持续不断地沉积在膜表面,滤饼层逐渐形成,膜污染进入下一阶段。
(2)滤饼层形成一旦滤饼层在膜表面形成,那么滤饼层将会取代膜的角色,决定过膜通量的变化和过滤去除的效果。
有研究表明,增大跨膜压差或者过滤速率会加重浓差极化现象和膜污染。
超滤膜处理地表水过程中膜污染的研究进展
1 3
在 固液 交界处 的 电荷 分布不 同于溶 液本体 等 。 CS G G
23 过滤 通 用模 型 .
SC ae A 等 1 出 了 …个对 于膜 的不 同过 滤 h fr 8 1 给 一
阶段 的通 用数 学模 型 :
dV = d『 J
模 型描 述 了 电荷 分布[ 。 1
收稿 日期 : 090 —6 2 0 —32
作者简介: 张耀宗 ( 99 17 一), 博士研究生, 男, 工程师, 研究方向为水污染控制 联 系 电话 :3 13 3 5 ; - i zz 】0 125 2 Ema :y@mal ak id . l inn a. uc . e n
张耀 宗等 , 超滤膜 处 理地表 水 过程 中膜 污染 的研 究进 展 了数 学模 型 。
膜 污 染 。
324 藻 ..
类
在 膜表 面形 成污 染层 ; 染物粒 径 与膜孔 径接 近 时 , 污 膜 通 量 的下 降最 为 明显 【 。最 初 的膜 污 染 会使 膜 孔 径 减 小 , 高膜对 污染 物 的去 除率 , 提 随着膜 污 染 的加
剧, 污染 物 会在膜 表 面形成 滤饼 层 , 并且滤 饼 层 的 比 阻与膜 孔径 呈反 比关 系[ 8 1 。
在较 低 的 p 下通 量 明显 下 降 , 因于 NO 大分 子 H 归 M
电荷 的减 少 。 同时 B ZDo g指 出, n 降低 p 能够 降 H
低 NO 的尺 寸 , M 促进 其 在膜 上 的吸 附 , 果产 生 明 结
澳 大 利 亚 的 A I c ae 等 研 究 了膜 孔 径 与 膜 S h fr
32 污染 水质 影响 因素 . 321 有 机物 . .
水处理中超滤膜污染成因及其控制方法研究
水处理中超滤膜污染成因及其控制方法研究摘要:近年来,水质提升成为我国公共供水事业的重大任务之一,其中先进、可靠和经济可承受的新兴水处理技术的应用,对实现水质提升起到了关键的支撑作用。
本文主要对水处理中超滤膜污染成因及其控制方法进行研究。
关键词:水处理;超滤膜;控制方法引言当前,开展污水深度处理,合理分配水资源等工作已经成了我国当前的一项重要任务。
1超滤膜技术工艺原理超滤膜技术是通过压力将液体中的溶剂与低分子量溶质从滤膜一端的空隙输送到另一端,可通过滤膜将高分子量溶质拦截,实现液体物质截留的效果。
这种超滤膜技术的作用机理是一种分子筛选作用,同时其表面还含有一定的化学物质,可通过静电作用过滤物质,同时滤膜还可以随液体运动进行浓缩与过滤更小的分子量溶质,让溶质穿过滤膜小孔,将病毒、杂质、藻类等物质隔绝在膜的另一端。
相关研究表明,超滤膜技术的物质截留效果可将粒径500~500000nm的物质进行隔绝,而滤膜上的孔径范围一般为0.002~0.1μm,拥有0.2MPa左右的静压差,因此,在处理过程中可将水资源中的高分子物质进行隔绝,隔离其中的有害物质,同时还应计算膜阻力。
通过计算膜阻力,可对膜进行一定的调节,从而可以让膜透过一些可以被透过的分子,如饮用水净化中对人体有益处的微量元素等,在使用中可起到较为良好的效果。
2水处理中超滤膜污染成因膜污染类型分为有机污染、无机污染与生物污染。
有机污染是膜污染的主要表现形式,有机物的存在导致了有机污染的产生。
有机物亲疏水性与溶解性等都对膜污染有较大影响。
选用腐殖酸、海藻酸钠和牛血清蛋白来模拟二级出水中腐殖类、多糖类和蛋白质等有机物对超滤膜的污染情况,发现海藻酸钠造成的膜污染最严重。
大部分的无机污染是由化学沉积和生物沉积所导致的,当溶液中某种污染物超过水溶液的溶解极限就会在膜表面沉积,甚至会破坏膜结构。
在不同浓度Mg2+条件下腐殖酸对膜污染的影响,研究发现当Mg2+含量较低时,随着离子强度的增大,加剧了腐殖酸对膜的污染。
超滤膜技术在环境工程水处理中的研究与进展丁玻
超滤膜技术在环境工程水处理中的研究与进展丁玻发布时间:2021-11-06T03:39:23.129Z 来源:基层建设2021年第24期作者:丁玻[导读] 随着经济等方面不断发展,在我国各个行业飞速发展中,无形之中也给环境质量构成了严重影响成都市兴蓉再生能源有限公司四川省成都市 610000摘要:,尤其是以水环境污染问题最为严重。
面对深层次水污染现状下,如果沿用之前处理形式,必然不能达到最终理想处理结果,甚至还会制约水资源利用率。
随着时代进步发展,超滤膜技术的出现,将其应用在环境工程水处理工作中,在极高分离效率下,也是提高处理质量的重要保证。
在接下来的文章中,将具体针对超滤膜技术应用要点进行详细分析,希望能够给相关人士提供些许参考依据。
关键词:超滤膜技术;环境工程;水处理引言:在环境工程水处理中应用的超滤膜技术,就是全程依靠膜透过分离工艺,有效过滤以及分离溶液,实际上就是一种微透过或者是略透过方法。
因为此项技术的融入,面对胶体物质或者是颗粒物质等,都能够达到理想过滤结果,而且也是溶液更具净化效果的重要保证。
相比较之前行业人士应用的处理方式,超滤膜技术能够有效减轻人员操作压力的同时,也是提高分离以及过滤量的关键,由此受到了行业人士高度青睐。
1.超滤膜水处理技术简述在环境工程水处理过程中应用的超滤膜技术,面对水资源中存在的溶质,能够借助微孔将其过滤到膜的另一端,从而达到过滤的效果。
因为此项技术的应用,能够将存在于水中杂质进行有效分离,提高水资源质量以及安全性。
在之前很长一段时间内,行业人士所开展的水处理工作,虽然能够去除水中异味以及较大颗粒的杂质,但是如果水资源中含有很多较小颗粒的物质,自然不能做到彻底分离,严重降低了水环境安全。
伴随着我国各个行业的发展,虽然一定程度上带动了经济水平的提升,但是也引发了比较严峻的环境危机,摆在人们面前最为紧急的任务,就是及时做好水环境治理工作。
随着科技力量迅猛提升,在当前我国环境工程水处理工作中,相关工作人员更对超滤膜技术形成了极高关注,有去除水资源中所有杂质的基础上,而且也不会威胁到环境质量。
超滤膜技术在废水处理领域中的应用研究进展
超滤膜技术在废水处理领域中的应用研究进展超滤膜技术在废水处理领域中的应用研究进展近年来,水资源短缺和水污染问题日益严重,对于废水处理技术的需求也越来越迫切。
作为一种高效、环保的分离技术,超滤膜技术在废水处理领域中得到了广泛的关注和应用。
本文旨在介绍超滤膜技术在废水处理领域的应用研究进展,并探讨其优势和挑战。
超滤膜技术是一种通过孔径较小的膜进行分离过滤的方法。
其过滤孔径通常在0.001-0.1微米之间,能有效地过滤掉悬浮固体、胶体颗粒、有机物等。
相较于传统的混凝沉淀、生物处理等方法,超滤膜技术具有高效、节能、无需添加化学品等优点。
因此,它在废水处理领域应用广泛,取得了许多突破性进展。
首先,超滤膜技术被广泛应用于污水回用方面。
通过超滤膜的过滤作用,废水中的有机物、重金属等被有效去除,净化后的水可用于农业灌溉、工业循环水等方面。
此外,部分地区还将超滤膜技术应用于饮用水的制备中,取得了良好的效果。
其次,超滤膜技术在生物处理过程中也得到了广泛应用。
传统的废水处理方法通常采用生物处理来去除废水中的有机物,而超滤膜技术可以有效地将菌体、菌组胞和其他悬浮物截留在膜的一侧,使处理过程更加稳定高效。
此外,超滤膜对微生物的杀灭作用也提高了出水质量。
此外,超滤膜技术还可应用于电子废水处理中。
电子废水中往往含有多种有机物和重金属离子,且浓度较高,传统的处理方法效果有限。
而超滤膜技术通过调节操作参数,可以实现对不同组分的选择性分离,从而提高了处理效果。
研究表明,超滤膜可以有效去除废水中的有机物、重金属等,使处理后的水质达到国家排放标准。
然而,超滤膜技术在应用过程中也面临着一些挑战。
首先,超滤膜的污染问题较为突出。
废水中的颗粒、胶体等物质会在超滤膜表面形成污染层,从而影响膜的通量和分离效果。
其次,超滤膜的稳定性和寿命也是一个需要解决的问题。
在废水处理过程中,膜容易受到有机物、重金属等物质的腐蚀和破坏,导致寿命缩短。
为解决这些问题,目前的研究主要集中在膜材料的开发和改进上。
超滤技术与设备在水处理领域的研究进展
超滤技术与设备在水处理领域的研究进展【摘要】本文围绕着超滤技术与设备在水处理领域的研究进展展开讨论。
首先介绍了超滤技术的基本原理,接着分析了超滤设备的分类和特点。
然后通过一系列应用案例阐明了超滤技术在水处理领域的重要性及有效性。
接着探讨了超滤技术的发展趋势以及与其他水处理技术的比较优势。
最后总结指出,超滤技术在水处理领域具有广阔的应用前景,不断创新将推动水处理技术的发展,同时为解决水资源问题提供了重要的技术支持。
超滤技术与设备在水处理领域的研究进展为提高水质、保护水资源,以及促进环境可持续发展提供了重要的理论和技术参考。
【关键词】超滤技术、超滤设备、水处理领域、研究进展、基本原理、分类和特点、应用案例、发展趋势、比较、应用前景、创新、技术支持、水资源问题解决。
1. 引言1.1 超滤技术与设备在水处理领域的研究进展随着科技的不断发展,超滤技术不断进行创新和改进,包括膜材料的改良、设备的升级以及工艺的优化等方面。
超滤设备也在不断发展,根据不同的需求可以选择不同类型的超滤设备,包括中空纤维超滤膜、薄膜蒸发器、离心式超滤设备等。
这些设备在处理不同水质及水量时起着重要的作用。
超滤技术在水处理领域的应用案例也越来越多,不仅可以用于处理工业废水、生活污水,还可以应用于海水淡化、水源地净化等领域。
超滤技术的发展趋势是朝着高效、节能、环保的方向发展,并且不断与其他水处理技术相结合,实现更好的水处理效果。
超滤技术在水处理领域具有广阔的应用前景,不断创新将进一步推动水处理技术的发展,为解决水资源问题提供重要的技术支持。
2. 正文2.1 超滤技术的基本原理超滤技术是一种通过微孔隔离和截留水中悬浮物、胶体物质、微生物等杂质的分离技术。
其基本原理是利用超滤膜的微孔尺寸较小,通常为0.01-0.1微米,能够有效截留水中的颗粒物和大分子有机物质,使水分子和小分子物质通过,从而实现对水质的净化和脱盐。
超滤膜的微孔尺寸是根据需要过滤的目标物质的大小而选择的,这样可以精确控制超滤效果。
水处理中超滤膜污染及其应对方式研究进展
水处理中超滤膜污染及其应对方式研究进展2.苏州科特环保股份有限公司江苏省苏州市215000摘要:超滤技术是一种以物理筛分以及微渗透为原理,利用膜两侧压差去除水中的杂质,从而实现大小物质分离的膜分离技术。
具有处理效果好、分离效率高、微生物安全性高、压力要求低、节能环保和易于自动化控制等众多优点。
本文对水处理中超滤膜污染及其应对方式研究进展进行探讨。
关键词:超滤膜;膜污染;污染原因1缓解膜污染主要方法1.1膜前预处理及组合工艺联用通过混凝、过滤和氧化等方法对进入超滤膜之前的待处理水进行预处理,将超滤技术与其他水处理技术联用可以有效降低水中污染物的含量或者改变污染物的形态,不仅能够提升出水水质,还能减轻膜污染,延长膜的使用寿命。
XU等分别采用混凝和芬顿2种预处理工艺,然后再用超滤工艺处理二次出水,同时与直接超滤进行了对比,发现直接超滤时膜污染最为严重,而2种预处理均能有效的缓解膜污染[1]。
SHEN等以聚合氯化铝-聚二甲基二烯丙基氯化铵为混凝剂在超滤前进行混凝预处理,发现可以形成大粒径、分形维数小的絮凝体,这些絮凝体会沉积在膜表面形成疏松的滤饼层,可以有效缓解天然有机物造成的膜污染[2]。
采用外循环连续过滤-超滤组合工艺对松花江水进行处理,结果表明组合工艺比直接超滤对CODMn 、UV254和氨氮的去除率都有不同程度的提高,且膜污染速率远低于直接超滤。
由此可见,膜前预处理及组合工艺的使用对膜污染的缓解有很大的帮助。
总的来说,膜前预处理及组合工艺的合理运用往往都能取得良好的效果,不但可以缓解膜污染,而且还可以得到更好的出水水质。
1.2膜清洗超滤膜在使用过一段时间后会受到不同程度的污染,导致水处理效果变差、出水效率降低,为了使膜得到充分的利用,需要对受污染的膜进行清洗,尽量使膜的性能得到恢复。
常用的清洗方法有物理清洗、化学清洗和生物清洗。
物理清洗的方法包括水力冲洗、空气冲刷等。
朱佳等探究了反冲洗对处理重金属废水的平板陶瓷膜和聚偏氟乙烯(PVDF)膜的影响,对膜污染有一定的缓解作用[3]。
超滤膜污染成因及改性措施研究进展
超滤膜污染成因及改性措施研究进展寇相全(哈尔滨工业大学建筑设计研究院,哈尔滨 150090)摘要:超滤膜因其优越的性能,广泛应用于生物制品、医药制品和食品工业的分离、浓缩以及纯化环节。
然而,膜污染问题一直制约着超滤膜的进一步发展。
在膜污染发生之前,可以通过化学改性(等离子改性、表面涂层包覆改性、共混改性)的方法来改善膜的防污性能。
文章综合国内外的相关研究成果,介绍了超滤膜的污染形式以及改性方法。
关键词:超滤膜;膜污染;膜改性中图分类号:X701 文献标志码:A 文章编号:1006-5377(2021)03-0054-04超滤膜作为一种安全、便捷、高效的分离工具,在水体净化和污染物处理方面得到了长足发展和广泛应用[1, 2]。
“超滤”这个术语在1907年由Benchold首次提出,它指的是静水压促使液体通过半透膜[3]。
这种分离技术针对的是分子量较高的分子和悬浮固体,具体取决于特定膜所规定的截留分子量(MWCO),以及其他由膜性质所决定的因素,如分子形状、电荷和流体动力条件[4]等。
超滤膜实现分离的主要原理是尺寸排除与筛选,然而,由于可能存在各种化合物,粒子和膜之间可能发生各种各样的反应,这些反应的存在也可能会对分离过程产生影响。
通过扫描电镜观察到超滤层是一层均匀的海绵层,具有良好的附着力,适宜厚度约为9mm(见图1)[4]。
图1 超滤膜膜孔结构1 超滤膜的污染1.1 污染形式超滤膜污染通常是通过吸附、堵塞孔洞、形成滤饼或凝胶等产生的。
当溶质、粒子与膜之间存在特定的相互作用时,就会发生吸附。
这是分离蛋白质和腐殖酸(HA)等大分子时的常见问题,通常是不可逆的[5]。
如果不进行化学清洗,被此类大分子污染的膜就无法恢复。
由于超滤膜的孔径大小与许多大分子相当,孔内吸附引起的内污染是造成超滤膜整体通量下降的主要原因之一。
吸附的热力学性质使其区别于其他形式的沉积,这些沉积是由施加在沉积物上的外力造成的,而不是热力学平衡的结果[6]。
水污染处理过程中超滤膜技术的应用研究
水污染处理过程中超滤膜技术的应用研究摘要:近年来,随着水资源污染问题愈发严重,水资源保护和污水处理二次利用逐渐受到人们重视,本文针对这一现状,对超滤膜技术原理和特点进行分析,对水污染处理过程中超滤膜技术的应用进行探讨,以此为水污染处理提供一定参考。
关键词:水污染处理;超滤膜技术;原理和特点;应用思路一、超滤膜技术分析(一)超滤膜技术概述超滤膜技术,其实就是利用筛孔分离对水资源中杂质进行过滤和去除的技术,由其核心“膜”俗称超滤膜而得名,在实际运行时,如图1所示,通过膜两端压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在与膜孔径大小相关的筛分过程,水及小分子物质通过超滤膜表面微孔成为透过液,大于微孔径物质则被截留在膜进液侧成为浓缩液,从而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。
图1 超滤膜技术原理示意图(二)超滤膜技术特点与传统污水处理技术相比,超滤膜技术通过对原有处理技术的创新和改进,在水处理方面拥有更加明显优势,可以获得良好的处理效果。
其技术特点,如表1所示,不仅分离截留和处理效果更加完善,并且具备化学稳定性、智能化、成本低和可重复使用等优势,使得超滤膜具有良好应用前景。
表1 超滤膜技术特点二、水污染处理过程中超滤膜技术的实际应用分析(一)居民饮用水处理方面的应用居民用水作为水资源使用中比重最大的一环,由于水资源污染问题逐渐严峻,居民用水量保障已经成为重要问题,并且随着水资源环境恶化,居民饮用水中也出现病原体、微生物等杂质,直接威胁到居民生命健康安全。
所以,针对这一现状,合理利用超滤膜技术对居民饮用水进行处理显得尤为关键。
实际应用时,将自来水引入超滤膜技术中,通过超滤膜技术内外压差压力下,利用膜表面微孔径压迫水流通过,从而实现对自来水中杂质与微生物的分离过滤。
但是,实际应用时,由于自来水中杂质较多,需要注意超滤膜堵塞问题,应该定期对超滤膜进行化学清洗处理,以此确保超滤膜长期稳定使用。
其次,在应用时,还可以先对自来水中病原微生物进行彻底清除,如通过混凝沉淀法的方式,利用超滤膜技术与CASS相结合,以此形成对居民饮用水的高效分离实现对水资源的回收利用,以此有效保障居民饮用水安全。
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水处理中超滤膜污染研究进展【摘要】随着超滤膜技术在水处理领域中的应用越来越广泛,超滤膜污染已成为现阶段迫切需要解决的问题。
结合国内外,有关超滤膜污染的最新研究进展,总结了引用超滤膜污染的物质,阐述了膜的性质、操作条件与膜污染之间的关系,归纳了超滤膜的污染机理以及引起污染的原因,并指出今后超滤膜污染的眼睛方向。
【关键词】超滤,膜污染,污染物种类,污染机理超滤膜通常是指不对称多孔膜,表面孔径在20-50mm,可截留分子质量范围较宽,从数千到数十万u。
一般认为,超滤是一种刷孔分离过程,其中溶剂和小分子溶质透过膜被收集,而大分子溶质被膜截留成分浓缩液。
超滤技术是一种低能耗、无相变的物理分离过程,它具有高效节能、无污染、操作方便和用途广泛等优点。
目前,超滤膜不仅广泛应用于分离、浓缩、纯化生物制品,提纯医药制品和食品工业等领域,而且在饮用水处理、废水处理、超纯水制备以及血液处理中也发挥着巨大的作用。
由于膜的截留作用,膜很容易受到污染,使膜的通透性下降,从而导致分离效率降低且影响膜的使用寿命。
因此膜污染是制约超滤膜应用的重要原因之一。
笔者结合国内外有关超滤膜污染的最新研究进展对影响膜污染的因素进行了综述,并对今后超滤膜污染的研究方向进行了探讨。
一.引起膜污染的物质不同水中含有不同的污染性物质,因此其对膜的污染也有所差别。
研究表明,引起膜污染的物质主要有无机物、有机物、悬浮物和细菌等。
1.无机物仅在无机离子的作用下,污染物对超滤膜的影响并不十分明显,但由于分离液体的复杂性,当其中存在有机物时,有机物和无机物之间的互相作用会对膜造成污染。
研究发现,无机离子易被有机物联结,使无机物以及有机物的形态发生变化,从而加剧膜污染。
Y.J.Chang 等在用中空纤维超滤膜处理天然原水时发现,沉积在膜表面的物质多为铝、硅、钙和铁等物质。
其认为溶解性有机物发挥了“黏合剂”的作用,将无机离子和膜表面连接起来。
S.H.Y oon 等进行了腐殖酸对纳滤膜膜通量的下降。
研究者认为,腐殖酸首先吸附或沉积在膜表面,然后钙离子将溶液和膜表面黏连,从而将溶液和膜表面的腐殖酸连接起来,加快了膜通量的下降。
M.Kabsch-Korbutowicz等在对含腐殖酸以及钙盐的溶液进行超滤实验时发现,增加钙离子浓度,会使腐殖酸收缩并与金属离子生产络合体而阻塞膜孔。
2.悬浮物悬浮物主要包括泥沙、粘土、大分子有机物、微生物、化学沉定物、细菌等,悬浮物的粒径大约为0.001-100µm。
超滤时,大的悬浮物会沉积在膜表面,较小的悬浮物颗粒则滞留在膜孔中,更小的悬浮物颗粒在通过膜后会对后续的反渗透进一步造成影响。
当有机物与悬浮物质混合时,其膜通量比只存在有机物时高,且随着悬浮物的增加,膜通量下降的速度减缓,原因可能是悬浮物吸附了有机质,减小了有机物与膜之间接触的机会,从而降低了膜污染。
3.有机物有机物是造成膜污染的主要原因、有机物的溶解性、亲疏水性、分子质量等对膜的污染都有影响。
有关有机物的溶解性对膜污染的影响,国内外已有广泛的研究。
F.Rogella的研究表明,溶解性有机物是造成超滤膜污染的关键因素,特别是腐殖酸类有机物通过膜孔内部吸附以及膜表面拦截形成紧密的吸附层而使膜受到污染。
C.F.Lin等通过研究也发现,腐殖酸类有机物是超滤膜的主要污染物,并且其羧基含量与膜污染成正比。
H.A.Mousa通过实验研究发现,实验初期腐殖酸首先在内孔中吸附,而引起孔道阻塞,然后在膜表面吸附形成滤饼层。
董秉直等在对黄浦江原水膜分离性能研究中发现,当浊度固定时,增加溶解性有机碳,会使膜过滤阻力迅速增加。
针对有机物分子质量对膜污染的影响,国内外研究者投入了大量的精力。
A.W.Zularisam 等的研究表明,有机物分子质量对膜污染有很大影响。
G.Crozes等的研究表明,小分子有机物尤其是粒径远小于膜孔径的有机物,是造成膜污染的主要因素。
国内外关于有机物亲疏水性对膜污染的影响研究数不胜数。
A.W.Zularisam等的研究表明,有机物的亲疏水性与膜污染直接有很大关系。
L.Fan等将有机物分离成强疏水性、弱疏水性、极性亲水性和中性亲水性有机物,并考察了其对膜污染的影响。
实验表明,中亲水性有机物是造成膜污染的主要因素。
Jixing Y ang等的研究表明,引起膜污染的有机物主要是亲水性有机物。
但J.A.Nilson等的研究却得到相反的结果,研究中发现,疏水性有机物是引起膜污染的主要因素,而亲水性有机物对膜通量的影响不大。
Y.Chen等研究认为,引起膜通量快速下降的主要因素是大分子质量疏水性有机物。
综上所述,引起膜污染的主要原因是有机物,但是水中存在的钙离子等无机离子能加速有机物对膜的污染,而悬浮物的存在能减缓有机物对膜的污染。
因此要根据水中离子含量,综合考虑各种成分的相互作用,确定引起膜污染的主要因素,提出具有针对性的方案恢复膜通量。
二膜类型对膜污染的影响膜技术应用的关键是筛选合适的膜材料,不同材料、结构和孔径的膜具有不同的处理效果、产水通量。
产水水质和使用寿命。
膜材料的表面能、极性、核电性、化学结构、亲疏水性等影响着膜污染。
目前的膜材料主要是聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚砜。
聚醚砜等。
A.Drews的研究表明,膜污染与超滤膜性质尤其是膜表面亲疏水性有很大关系。
亲水性好的膜材料抗污染能力强。
R.H.Sedath等通过添加阴离子、表面活性剂及表面氟化等方式提高膜表面亲水性,使膜污染得到明显降低。
K..H.Choo等通过氟聚合物、聚砜及纤维素3种不同的膜材料,研究吸附在膜表面的物质的表面自由能的变化时发现,含氟聚合物的疏水性最小并且造成的膜污染最小。
Guojun Zhang等在研究聚偏氟乙烯和聚砜超滤膜处理污泥样品过程中的污染情况时发现,污染最严重的是表面粗糙和疏水性强的聚砜膜。
孔径分布窄的超滤膜的筛分作用较强,过滤性能优异,随着孔径的增加,膜通量会迅速提高,但是孔隙率增大,膜内吸附随之增强,膜污染加剧。
膜孔的曲折率越小,膜通量就会越大。
金康鹏等通过研究发现,孔径小的超滤膜容易形成滤饼层从而降低膜孔内污染。
由于污染物容易进入到孔径打的膜孔内部引起内孔污染,因此相对于孔径小的超滤膜,孔径大的超滤膜膜表面的污染物较少。
三操作条件对膜污染的影响超滤分离过程中操作压差、操作时间、操作湿度、膜面流速等操作条件对超滤膜污染的影响不容忽视。
适当的操作压力、较大的线流速能减缓滤饼层的形成、控制流体稳定性和在临界流量条件下运行均可减缓膜污染。
1 操作压差Xianghua Zhen等的研究表明,在超滤分离过程中,未受污染的膜,浓差极化作用可忽略,膜通量与压力成正比;随着过滤过程的进行,膜表面滤饼层逐渐形成而引起膜污染,并且随压力的增大,膜通量的增加变慢。
沈飞等的研究表明,在低于临界压力的条件下进行超滤操作游乐园减缓膜污染。
因此超滤时,应根据实验临界通量确定适宜的炒作压差,以降低膜污染的速率。
2 操作时间在超滤分离过程中,随着运行时间的延长,在浓差极化等作用下,膜表面会形成污染层并且堵塞膜孔,导致膜通量下降。
因此需要根据水质状况、膜清洗状况等因素来确定运行周期的长短。
3 操作温度赵立和等的研究表明,温度变化会引起料液粘度改变,进而影响膜通量。
随着温度的升高,料液黏度下降,扩散系数增加,从而降低了浓差极化的影响,有利于膜通量的增加。
但是温度升高也会改变料液的其他性质,使料液中的某些组分的溶解度下降,使污染加剧。
研究表明,改变温度会影响膜面以及膜孔与料液中污染物的相互作用,使膜通量发生变化。
4 膜面流速H.Ma等的研究表明,适当的膜面流速可使凝胶层变薄,租了下降,从而减小浓差极化的影响,使膜通量提高。
当膜面流速超过临界值后,浓差极化作用显著,剪切力增大,使得污染物变形而被挤入模孔导致膜通量降低。
改变料液的流动状态有助于提高膜的分离效率,因此应根据实际情况确定合适的膜面流速,有效地减弱浓差极化作用,提高膜的抗污染能力,从而提高膜分离效率同事延长膜的寿命。
四膜污染机理关于膜的污染机理目前研究中尚没有统一的理论,但普通认为,从微观上膜污染是在范德华力以及电层作用下的大分子污染物和膜表面以及大分子溶质间相互作用的结果。
在范德华力和双电层的作用下,与膜表面带电性相同的污染物对膜的污染小,而带电性与膜表面相反的污染物对膜的污染严重。
从宏观上讲,浓差极化使得某些溶质在膜编码的浓度超过其溶解度;同时水中微粒、胶体离子或溶质分子与膜发生物理化学作用,使膜的透水量下降。
滤饼层是大量微粒在膜表面逐渐累积而形成的覆盖在膜表面的污染层,其会增加透过阻力,降低膜通量。
膜的吸附是污染物与膜微观作用的结果,是造成膜污染的关键,膜孔堵塞是由于污染物在膜表面货膜孔内吸附或沉积造成的,其结果使膜孔窄化,导致膜通量下降。
张国俊等的研究表明,超滤除杂有3种形式:(1)在膜表面的机械截留;(2)在膜孔中停留;(3)在膜表面及膜孔内吸附。
膜污染是由无机物沉淀、有机物吸附、可怜沉淀和微生物黏附生长及其相互作用引起的。
L.Seminario等的研究表明,膜孔堵塞是由于污染物沉积在膜的编码及吸附于膜孔内部引起的。
N.Mugnier等的研究中发现,超滤膜清洗后仍有相互作用而无法完全清除。
钟东平等通过研究发现,膜污染主要是由浓差极化、膜孔滤饼层形成引起的可逆污染和阻塞、吸附引起的不可逆污染。
五展望超滤膜分离技术具有操作方便、节能、无相变、易实现规模化等优点,但膜易污染、通量易降低、操作弹性小的特点制约了膜的工业应用、因此应从以下几个方面进行研究:(1)深入研究污染物之间的相互作用,完善膜污染机理,确定不同污染物对不同膜的污染程度,为选膜和确定合理的操作条件提供理论依据。
(2)强化具有针对性及实用性且能够工业化的预处理的研究,找到更高效的预处理手段,减缓膜污染。
优化操作条件,针对污染物的特性研究廉价高效的清洗技术和清洗剂。
(3)改善现有膜材料,研究出强度高、亲水性强、抗菌、抗氧化、易清洗、寿命长的新型超滤膜。
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