超滤膜NOM污染及化学清洗方法

酸 碱性药剂
柠檬酸 草酸 硝酸 盐酸 氢氧化钠
Ｃ ６ Ｈ ８ Ｏ ７ ·Ｈ ２ Ｏ Ｈ２Ｃ２Ｏ４ ＨＮＯ３ ＨＣｌ
ＮａＯＨ
氧化剂
三聚磷酸钠 次氯酸钠
Ｎａ Ｐ Ｏ ５ ３ １０
ＮａＣｌＯ
表面活性剂 螯合剂
甲醛
ＨＣＨＯ
十二烷基苯磺酸钠（ＳＤＳ） Ｃ１８Ｈ２９ＳＯ３Ｎａ 乙二胺四乙酸（ＥＤＴＡ） （ＣＨ３）２Ｎ２（ＣＨ３ＣＯＯＨ）４
化学清洗是减少膜污染的重要方法，是在不伤害 膜的前提下，用适当的化学药剂去除吸附在膜表面或 堵塞在膜孔中的污染物。化学清洗药剂有酸、碱性药 剂、高浓度离子溶液、表面活性剂等。常见的化学清 洗剂见表１［１］。
表１ 常用化学清洗剂
常用清洗剂名称 分子式
３．３ 试验结果分析 １） 憎水 ＮＯＭ 造成膜污染清洗方法的比较 对于憎水 ＮＯＭ 造成的膜污染，根据膜通量恢复
率，清洗剂的清洗效果依次为 ：ＮａＯＨ ＞ ＮａＣｌＯ ＞ 柠 檬酸 ＞ ＨＣｌ ＞ＳＤＳ＞ＥＤＴＡ。
碱性药剂（ ＮａＯＨ）清洗憎水 ＮＯＭ 污染膜效果比柠 檬酸清洗效果好。这是因为憎水 Ｎ Ｏ Ｍ 的污染物主要
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是憎水酸和中性物质，且 Ｎ Ｏ Ｍ 酸含量较高。 ２） 亲水 ＮＯＭ 造成膜污染清洗方法的比较 对于被亲水 ＮＯＭ 污染的膜，根据膜通量恢复率，
清洗剂的清洗效果依次为：ＮａＣｌＯ＞ 柠檬酸 ＞ＨＣｌ＞ ＮａＯＨ ＞ ＳＤＳ＞ ＥＤＴＡ。
真空加热炉除焦。这就提出了如何能在短期内实施加速冷却的难题。否则，利用氢氟酸的乙
醇装置就会使暴露于水中的所有金属部件遭受腐蚀，从而需要将其干燥到 ２３３Ｋ 的露点。解决
的方法是采用获得专利权的Ｎｉｃｏｏｌ（ｒ）反应器冷却过程，利用７７Ｋ的液氮和高度流动速度以加
快氮的汽化，并使催化床和反应器内壁的冷却效率增加到最大限度。 除上述的装置检修工作外，
Ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｆｏｕｌｅｄ ｂｙ ＮＯＭ ａｎｄ ｉｔｓ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｌｅａｎｉｎｇ
DING Yi, LIANG Hengguo, LIU Tao, WU He
(Logistical Engineering University,Chongqing 400041)
来自百度文库
将试压用水返回到装置一旁的储水罐内。
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¥技术博览¥
柔性聚酯清管器在多弯头管道清洗中应用
Ｐｌａｃｉｄ Ｒｅｆｉｎｉｎｇ公司是一座设在美国路易斯安那州阿连堡的属于私人所有的独立的炼油厂。
其定期检修工作原计划需要 ２１ ｄ才能完成，这样一来，其炼制产品和军用油料的输送就会违
约而受到损害。所规定的限期刚好能让炉子和重整装置、柴油加氢反应器完全冷却下来并为
Ｎ Ｏ Ｍ 造成膜过滤阻力的原因主要有： （１）吸附在膜的孔隙内； （２）吸附在膜的表面上； （３） 在膜表面上形成一层凝胶层和浓差极化层。
２ 化学清洗方法
为了使污染膜在短时间内恢复过滤能力和减小膜 的污染程度，常用的方法有：对原水进行适当的预处
收稿日期：２００４－０２－０６ 作者简介：丁 一（１９７８－），男，黑龙江省人，硕士研究生，从事市政工程。
１ ＮＯＭ污染膜的机理
膜的孔隙污染主要发生在膜过滤初期的 １ｈ 之内， 而膜的表面沉积污染主要发生在膜过滤开始 １ｈ 之后， 随着膜过滤时间的延长， ＮＯＭ污染物便在膜面上形成 一层凝胶层，并产生浓差极化。一般而言，只要原水 与膜接触，膜污染便开始［４］。
膜污染的表现是膜通量下降，实际截留污染物的 相对分子质量下降变小，运行压力上升。天然水中含 有的污染膜的有机物可分为 ４ 类：多糖类、聚酸基芳 烃类、蛋白质和氨基酸［３］。根据亲（憎）水性，可分 为憎水酸、中性憎水物质、亲水中性物质。
ＮａＣｌＯ
ＨＣｌ
７０
× ＮａＯＨ
×
柠檬酸
６０
×
＊ ＳＤＳ
＊
ＥＤＴＡ
×
＊
５０ ＊
０ １５ ３０ ４５ 时 间／ｍｉｎ
图 ２ 不同清洗剂对亲水 ＮＯＭ 污染膜的清洗效果
３ 清洗试验
３．１ 试验方法 试验采用 Ｎ Ｏ Ｍ 污染的磺酸盐 Ｐ Ｅ Ｓ 超滤膜，截留
的相对分子质量 ２００００，膜面积为 ５０ｃｍ２。原水 ＮＯＭ 特点见表 ２。
表 ２ 原水 ＮＯＭ 特点
原 水
ｐＨ ＤＯＣ／（ｍｇ·Ｌ－１） ＵＶ２５４ ／ｍ－１ 腐殖质占ＤＯＣ／％
憎水ＮＯＭ水源 ８．４ ６．５ ０．２７５ ９０．１
Ａｂｓｔｒａｃｔ The mechanism of membrane fouled by NOM was introduced. Effects of four chemical cleaning agents in two types of NOM foulants was compared. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ NOM; membrane fouling; cleaning strategies
以便于通过短半径的肘管、Ｕ 形弯头和已被堵死的汇管。该项任务包括管道扫线、清洗、检查
管道内径变化并探测有无妨碍检测作业进行的障碍物存在。根据甲方要求：既要对管道进行
水压试验以查明当前的问题，又要对管子做出评估以查明潜在的问题。Ｐｒａｘａｉｒ公司在最短时
限内，比原定时间提前一天完成了管道综合检修工作。经超声波检查后又进行了水压试验，并
表３ 不同清洗剂的清洗效果
清洗剂 质量分数／％ 憎水 Ｎ Ｏ Ｍ 污染膜 亲水 Ｎ Ｏ Ｍ 污染膜 的通量恢复率／％ 的通量恢复率／％
柠檬酸 １ ４９．７ ２４．８ ＨＣｌ ０．２ ４４．６ ２０．５ ＮａＯＨ ０．５ ６４．８ １８．９ ＮａＣｌＯ １ ５５．０ ４３．４ ＳＤＳ ０．２ ２９．３ １６．１ ＥＤＴＡ ０．５ ２０．５ １０．８
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理；用高速水流进行冲洗；优化操作条件和改变膜表 面的属性等［２］。这些方法都是从膜的物理化学性质出 发，对 Ｎ Ｏ Ｍ 的特性考虑较少，故清洗效果往往不够 理想。因此，在确定清洗方法时，应考虑不同水源中 Ｎ Ｏ Ｍ 的不同特性，并根据 Ｎ Ｏ Ｍ 的特性和膜的特点来 综合决定采用何种清洗方法。
亲水ＮＯＭ水源 ６．９ ３．３ ０．０９６ ４３．４
根据 Ｕ Ｖ ２ ５ ４ 分析和腐殖质含量，可以确定原水 Ｎ Ｏ Ｍ 的亲（憎）水性。憎水 Ｎ Ｏ Ｍ 水源中，憎水 Ｎ Ｏ Ｍ （可被 ＸＡＤ－８ 树脂吸收）占总 ＮＯＭ 量的 ７４．９％，亲 水 ＮＯＭ（ＸＡＤ－４ 树脂和 ＸＡＤ－８ 树脂都不吸收［５］）占
果要好。碱性药剂（ＮａＯＨ）清洗憎水 ＮＯＭ 污染膜效
果较好。
３）氧化剂（ＮａＣｌＯ）对于提高亲水 ＮＯＭ 水源造
成污染膜的通量恢复率比其他化学清洗药剂的效果
好。 参 考 文 献
［１］ 丁昭霞． 超滤膜污染机理及清洗技术试验研究［Ｄ］． 重庆：后 勤工程学院，２００３．
［２］ 刘忠洲，续曙光，李锁定． 微滤、超滤过程中的膜污染与清 洗［Ｊ］．水处理技术，１９９７， ２（３ ４）：１８７￣１９３．
化学药剂的清洗效果都不很理想。对比憎水 ＮＯＭ 污染膜和亲水 ＮＯＭ 污染膜通量恢复率，可发现， 即使污染较少，亲水 Ｎ Ｏ Ｍ 造成的膜污染更难去除。
４ 结论
１）水源中 Ｎ Ｏ Ｍ 的存在是造成膜污染的主要物 质。
２）根据膜通量的恢复率，化学药剂清洗憎水 Ｎ Ｏ Ｍ 原水的污染物比清洗亲水 ＮＯＭ 原水的污染物效
该炼油公司还要求对向一座燃烧炉供气的长 ２．２ ｋｍ、直径 １５２ ｍｍ 并具有多弯头（１０ 个 ９０°
的转角，８ 个４５°的弯头，而它们多处相隔很近）的埋地天然气管道进行全面检修。 承包工艺
装置和输气管道综合检修的Ｐｒａｘａｉｒ公司，为在短期内完成管道检修任务又有所创新。为了对
付这种多弯头的炼油厂加热炉供气管道的复杂性，Ｐｒａｘａｉｒ公司采用了一种柔性的聚酯清管器
＊
ＮａＯＨ
× ＳＤＳ
ＥＤＴＡ
＊ ＨＣｌ
×
柠檬酸
＊
１００ ０ １５ ３０ ４５ 时 间／ｍｉｎ
图 １ 不同清洗剂对憎水 ＮＯＭ 污染膜的清洗效果
渗透通量 ／（Ｌ·ｍ－２·ｈ－１）
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¥实用技术¥
清 洗 世 界 Cleaning World
Vol.20 No.3 Mar. 2004
超滤膜 Ｎ Ｏ Ｍ 污染
及化学清洗方法
丁 一 梁恒国 刘 滔 吴 和
（后勤工程学院， 重庆 ４０００４１）
摘 要 介绍了天然有机物（ＮＯＭ）造成膜污染的机理。根据相关试验数据，比较了不同 化学清洗方法对不同类型 Ｎ Ｏ Ｍ 造成膜污染的清洗效果。 关键词 ＮＯＭ 膜污染 清洗方法 中图分类号 Ｘ７０３．１ 文献标识码 Ｂ
天然有机物（ＮＯＭ）主要是指动植物在自然循环 过程中经腐烂分解所产生的大分子有机物。包括腐殖 质、微生物分泌物、溶解的动物组织及动物的废弃物 等。水源中天然有机物通常以悬浮物、胶体物及溶解 物形式存在。在用超滤膜处理水的过程中，原水中较 低的 ＮＯＭ 含量，对超滤膜的污染也比较严重。因此， 如何防止 Ｎ Ｏ Ｍ 污染及污染物的清除是膜污染研究的 热点。
２ ５ ． １ ％ ；亲水 Ｎ Ｏ Ｍ 水源中，憎水 Ｎ Ｏ Ｍ 占总 Ｎ Ｏ Ｍ 量 的 ２７．３％，亲水ＮＯＭ 占７２．７％。试验温度为２３￣２５℃， 传输压力在 ３５０ｋＰａ。 ３．２ 试验数据及结果分析
渗透通量 ／（Ｌ·ｍ－２·ｈ－１）
２００ １８０ １６０
１４０ ×
１２０ ＊
ＮａＣｌＯ
×
［３］ 熊毅． 天然有机物（ＮＯＭ）与膜［Ｊ］． 西南给排水，２００１，２３ （５）：１８￣２１．
［４］ 许保玖． 给水处理理论［Ｍ］． 北京：中国建筑工业出版社， ２０００．１０．
［５］ Ｌｅｅ Ｈ， Ａｍｙ Ｇ， Ｃｈｏ Ｊ ， ｅｔ ａｌ． Ｃｌｅａｎｉｎｇ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｆｏｒ ｆｌｕｘ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ａｎ ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｆｏｕｌｅｄ ｂｙ ｎａｔｕｒａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ［Ｊ］．Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓ，２００１，３５（１４）：３３０１￣３３０８．