浅谈膜污染的危害

浅谈膜污染的危害

前言

膜污染是在过滤过程中，水中的微粒、胶体粒子或者溶质大分子与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流量与分离特征的不可逆变化现象[2]。膜受到污染后主要表现为膜的渗透通量减小，同时伴有水质变差，也使膜的使用寿命缩短，加大处理费用。对于超滤膜来说，一旦水与膜接触污染就开始，随着凝胶层形成，膜的透水量逐渐下降，所加压力的作用逐渐不明显，在此状态下运行的膜使用后必须进行清洗，以恢复其透水性能[3]。

1试验方法和装置

如图1所示，炭滤后水又管道进入超滤系统的原水箱，经过超滤装置进入产水箱。系统设置水泵、流量计、真空表及阀门。

图1 浸没式超滤系统处理工艺流程图

1-PLC自控系统；2-原水水箱；3-浸没式超滤组件；4-曝气头；5-曝气风机；6-反冲电磁阀；7-反冲泵；8-产生压力表；9-产水电磁阀；10-產水泵；11-产水箱；12-加药系统。

2试验结果与讨论

为了研究操作条件对浸没式超滤膜污染的影响，试验从改变运行周期设计了3组试验，一组试验周期为1周，然后进行化学维护性清洗（次氯酸钠有效氯浓度224mg/l），保证初始条件基本相同，再进行下一组试验。浸没式超滤系统在不同操作条件下跨膜压差变化值如下表1。

表 1 浸没式超滤系统不同操作条件下跨膜压差变化值

表3是浸没式超滤系统不同操作条件下跨膜压差变化值。由表3可知，不同运行周期下，浸没式超滤系统膜污染变化较大。

不同操作条件下，膜污染跨膜压差变化如下图2至图4。

图2 运行1分钟、停止1分钟跨膜压差变化

图3 运行5分钟、停止1分钟跨膜压差变化

图4 运行10分钟、停止1分钟跨膜压差变化

从图2、图3和图4可以得出，运行时间对浸没式超滤膜影响最大，运行时间越长，膜污染增长越快。抽吸时间越短，可能主要为吸附污染，膜表面形成还没有密实，凝胶层中有多个小孔分布，而抽吸时间越长，凝胶层可能变得非常密实，大大降低超滤膜的膜通量，膜阻力增长越快。当停止运行后，膜两侧的压力降为零，膜表面的污染物脱落下来，但是运行时间越长，越难以脱落。运行周期中的停抽时间和抽吸时间直接影响对膜可逆污染的控制效果。抽停时间越长，跨膜压差增长越大，抽吸时间越短，越有利于减缓膜污染。因此理论上，抽吸时间越短，停抽时间越长越有利于控制膜污染。但是为了提高系统的产水率，系统的运行时间需要综合考虑各因素才能确定。

3结论

通过分析浸没式超滤不同运行周期的膜污染，结果显示选择合理的停抽时间和抽吸时间对膜的稳定运行非常重要。当运行时间为1分钟时，跨膜压差最小，而运行时间为10分钟时，跨膜压差最大，说明运行周期中停抽时间和抽吸时间对膜污染影响比较大，抽吸时间越短，膜污染程度越小。因此在选择超滤运行周期时，要综合考虑产水量，膜清洗费用等因素。

参考文献

[1]环国兰，张宇峰，杜启云.膜污染分析与防治[J].水处理技术，2003，29（1）：1-4.

[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，1997，23（4）：187-193.