膜的污染及其控制方法
浅析反渗透膜技术中防治膜污染的主要方法
浅析反渗透膜技术中防治膜污染的主要方法
反渗透膜技术是一种先进的水处理技术，可以实现对水中溶解性物质和微粒子的有效去除。
但是，在实际运行过程中，反渗透膜常常会受到膜污染的影响，导致处理效率下降和膜寿命缩短。
为了保证反渗透设备的持久稳定运行，需要采取一系列措施来防止和治理膜污染，本文将对反渗透膜技术中防治膜污染的主要方法进行浅析。
1.物理清洗法
物理清洗法是一种通过机械力和水流来清除膜表面污染的方法。
该方法适用于膜污染较轻的情况，可以有效地减少污染物的附着和沉积。
常见的物理清洗方法包括气体脉冲清洗、水脉冲清洗、化学喷雾清洗、超声波清洗等。
2.化学清洗法
4.污染预防控制
污染预防控制是一种通过预先控制污染物来源和限制其入侵来防治膜污染的方法。
该方法适用于避免污染物在膜表面积累和附着，有助于提高反渗透膜的工作效率和延长使用寿命。
常见的污染预防控制方法包括水预处理、定期检查和维护、优化生产流程等。
综上所述，反渗透膜技术中防治膜污染的主要方法包括物理清洗法、化学清洗法、生物清洗法和污染预防控制。
不同的方法可以根据膜污染的特点和程度灵活运用，以达到最佳的防治效果。
同时，还要合理运用不同的方法，以达到清洗效果最佳的效果。
膜的污染及其控制方法
膜的污染及其控制方法以下的三种污染即沉淀污染、吸附污染、生物污染，有时会同时发生，而且发生一种污染又可能加速另一种污染。
进行膜处理时，应对原水组分进行分析，识别造成膜污染的主要原因，以便更好地消除影响，延长膜的使用寿命。
1 沉淀污染以压力为推动力的膜分离技术有反渗透(RO)，纳滤(NF)，超滤(UF)和微滤(MF)。
根据不同膜与水中微粒的相互关系，可知沉淀污染对RO和NF的影响尤为显著。
当原水中盐的浓度超过了其溶解度，就会在膜上形成沉淀或结垢。
普遍受人们关注的污染物是钙、镁、铁和其它金属的沉淀物，如氢氧化物、碳酸盐和硫酸盐等。
设在溶液中有化学反应：x A y- +y B x+ =A x B y当不考虑盐类之间的相互作用时，溶度积K sp = γx A [A y- ] x γ y B [B x+ ] y 为常数。
其中，γ A 、γ B 为自由离子A和B的平均活度系数;[A]，[B]为溶液中的摩尔浓度;x，y为化学配比系数。
平均活度系数可用离子强度[I ]的函数来估测：logγ A =-0.509 Z A I 1/2，logγ B =0.509 Z B I 1/2 ;Z A 、Z B 为自由离子的化合价。
对稀溶液，如大多数天然水体，其活度系数γ A 、γ B 近似等于1。
2 吸附污染有机物在膜表面的吸附通常是影响膜性能的主要因素。
随时间的延长，污染物在膜孔内的吸附或累积会导致孔径减少和膜阻增大，这是难以恢复的。
腐殖酸和其他天然有机物(NOM) 即使在较低浓度下，对渗透率的影响也大大超过了粘土或其它无机胶粒。
与纯化水ro膜污染相关的有机物特征包括它们对膜的亲和性，分子量，功能团和构型。
带负电荷功能团的有机聚合电解质(如腐殖酸和富里酸)会与带有负电荷的膜表面之间存在静电斥力。
用在水和废水处理中的聚砜、醋酸纤维树脂、陶瓷和薄表层复合膜表面都带有一定程度的负电荷。
一般来讲，膜表面电荷密度越大，膜的亲水性就越强。
超滤膜在水处理中的污染及其控制措施
超滤膜在水处理中的污染及其控制措施关键词：超滤膜膜污染污染机理一、前言膜滤技术在水处理工艺中应用得到飞速发展，它能有效地分离去除水中的微生物、细菌、无机颗粒和有机物质等，并且具有处理水质稳定高效、占地面积小、节省药剂投加量、易于实现自动化操作等优点。
但由于膜表面极易污染堵塞，造成膜通量减少，只有通过增加反冲洗频繁，保证制水能力，导致膜的使用寿命大大缩短，从而增加了运行和经营成本。
膜过滤工艺的最终目标是要实现最低能耗下的高膜通量，现以陕西陕焦化工有限公司（下称陕焦）脱盐水站程控超滤的运行状况为基础分析如何控制膜污染速度。
二、膜污染过程机理掌握膜污染的机理是膜滤技术的关键，影响膜污染的最主要的因素是处理溶液中粒子与膜材料的互相作用，广义的膜污染不仅包括由于堵塞引起的污染，不可逆的吸附污染，而且包括由于浓差极化形成的凝胶层的可逆污染。
在水处理中比超滤膜孔径大的溶解性有机物是构成膜污染的主要成分，产生的膜阻力超过总膜阻力的50%，整个膜污染过程分为三个阶段：第一阶段是随着生物聚合物浓度的不断提高，可供使用的活性孔数量越来越少；第二阶段是迁移性生物聚合物沉积在孔内吸附的生物聚合物上，从而形成膜污染。
第三阶段，越来越多的迁移性生物聚合物聚集在膜表面，形成凝胶层和泥饼层。
随着生物聚合物浓度的变化，膜污染阶段可以合并变成两个阶段或阶段之间可相互转换。
三、膜污染的影响因素影响膜污染的因素主要有：膜结构及特性、膜使用条件、原水水质。
1.膜结构及特性膜结构及特性对控制膜污染十分重要。
在超滤过程中，膜、溶质和溶剂之间的相互作用受到膜材质、膜孔结构、膜的憎水性、膜表面电荷、膜的表面粗糙度等因素的影响，同时膜表面特性对于细菌的生存也起着重要作用。
当膜孔与粒子或溶质的尺寸相近时，极易产生堵塞作用，而当膜孔小于粒子或溶质的尺寸时，由于横切流作用，它们在膜表面很难停留聚集，不易堵孔。
膜孔径分布或分割分子量敏锐性，也对膜污染产生重大影响。
MBR中膜污染及其控制
1引言膜生物反应器是膜技术与生物反应器有机结合的产物，较早作为化工工业中一种高效的分离手段。
当它被引入环境工程领域用于污水处理时，其优良的水质、紧凑的结构及低污泥产量是传统工艺难以超越的。
通常提到的膜生物反应器，实际是三类反应器的总称，它们分别是膜-曝气生物反应器(Membrane Aeration Bioreactor)、萃取膜生物反应器(Extractive Membrane Bioreactor)和膜分离生物反应器(Biomass Separation Membrane Bioreactor)。
目前进行了大量富有成效的研究并已投入实际使用的只有膜分离生物反应器(Biomass Separation Membrane Bioreactor)，这里主要对该种膜生物反应器(Membrane Bioreactor)中膜污染控制的研究现状作简单评述。
尽管该类膜生物反应器的技术可行性早已被人们认可，但处理工艺的费用较高，在一定程度上限制了它的推广。
G.Owen指出，膜工艺的费用主要来自膜价格、膜更换频率和能耗需求。
随着制膜水平的提高，膜的价格已大大下降；膜的更换频率与膜的稳定运行有关，但膜污染问题大大影响了膜系统的稳定运行；能耗高的原因是多重的，其中之一是膜污染造成通量下降而迫使能耗加大以维持通量。
由此可见膜污染是影响MBR经济性和推广应用的主要原因。
2膜污染的形式在膜生物反应器中，膜处于由有机物、无机物及微生物等组成的复杂的混合液中，特别是生物细胞具有活性，有着比物理过程、化学反应更为复杂的生物化学反应。
因此膜污染是一个很复杂的过程，其机理目前尚不完全清楚。
此外，由于MBR多应用微滤膜和超滤膜，膜的污染问题较纳滤和反渗透膜更为严重。
从污染物的位置来划分，膜污染分为膜附着层污染和膜堵塞。
在附着层中，发现有悬浮物、胶体物质及微生物形成的滤饼层，溶解性有机物浓缩后粘附的凝胶层，溶解性无机物形成的水垢层，而特定反应器中膜面附着的污染物随试验条件和试验水质不同而不同。
超滤膜在水处理中的污染及其控制措施
超滤膜在水处理中的污染及其控制措施超滤膜污染控制技术是超滤膜技术推广的关键，超滤膜污染受到膜结构和特性，温度、压力、水中杂质、原生水质等因素的影响，造成超滤膜通水量减少、能耗增加、生产成本升高。
超滤膜清洗时比较复杂，并且还要使用化学药剂，会对周围水质造成再次污染。
超滤膜清洗难度大，在对超滤膜进行清洗过程中要对超滤膜污染问题进行区别对待，提前做好各项准备，当超滤膜污染超标时，及时地进行超滤膜清洗。
通过超滤膜与粉末活性炭的组合工艺、混凝剂超滤膜组合工艺等工艺创新可以提高超滤膜污染工作效率。
本文通过对超滤膜在水处理中污染的原理和特点的分析，根据对超滤膜污染影响因素的探究，提出超滤膜在水处理中的污染控制措施，以期促进超滤膜技术的发展。
标签：超滤膜；水处理；污染；控制措施引言随着科学技术的发展，膜过滤技术得到较快的发展，使用膜过滤技术可以有效去除水中的微生物、细菌、无机颗粒和有机物，超滤膜水处理技术具有良好的物化性能和分析性能，能够满足环境工程水质要求。
超滤膜技术可以实现对水的净化、浓缩、分析，有效实现水体净化，并且成本低，有着较好的发展前景。
可以通过促进科技创新，逐步转变经济发展方式对超滤膜进行技术创新，促进企业健康发展，企业在获得经济效益的同时可以获得社会效益和生态效益。
1、超滤膜技术概念1.1 超滤膜技术工作原理。
超滤膜技术是在压差推动力作用下进行的筛孔分离过程，即在一定的压力作用下，当含有大、小分子物质两类溶质的溶液流过被支撑的膜表面时，溶剂和小分子溶质（如无机盐类）将透过膜，作为透过物被收集起来；大分子溶质（如有机胶体等）则被膜截留而作为浓缩液被回收，从而可以实现对水质净化和浓缩，分离出相关溶液的技术。
超滤膜技术在应用中介于微滤和纳滤之间，膜孔径范围为0.005-0.1μm，截留分子量为1000-500，000道尔顿左右。
超滤膜工作原理主要体现在一定压力下进行过滤的半透性的膜。
受到压力的作用，溶液中的溶剂和低分子量的溶质会通过超滤膜上的孔洞到达膜的另一侧。
第四章 膜污染及控制
动态旋转膜
DYNO filter (Bokela)
Optifilter CR （Metso paper）
Rotary Membrane System (Spin TeK)
• 动态旋转膜是一种新型膜分离工艺，具有抗污染、低能耗、高通量等优点，已经成功 应用于高浓度乳品废水、含油废水等复杂料液体系的分离。
μ为溶液粘度；Rm为膜阻力；Rbl为浓差极化边界阻力；Rf为膜污染产生的 阻力； Rt(膜过程的总阻力)=Rm+Rbl+Rf ，串联阻力模型
如何定量测定各阻力？
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串联阻力模型
目前主要采用阻力系数法定量地表征膜污染程度，基本步骤如下：
①测定膜的初始纯水透过量 由于此时Rbl＝Rf＝0，根据上式可知
•凝胶的形成可以是可逆的或不可逆的 这对于膜的清洗是十分重要的 不可逆凝胶很难除去-尽可能避免这种情况 •对于用凝胶层模型来描述通量行为-凝胶形成是否 可逆并不重要
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浓差极化和凝胶形成
（凝胶层阻力Rg，膜阻Rm）
凝胶层模型
利用凝胶层模型可以描述极限通量的发生 假设溶质完全被膜截留则溶剂通过膜的通量随压力提高而增加，直到达到对应 于凝胶浓度的临界浓度 当压力进一步增加时，溶质在膜表面浓度不能进一步增加(因为已达最大浓度)， 所以凝胶层会越来越厚或越紧密 这表明，凝胶层对溶剂传递的阻力(Rg)增大-凝胶层成为决定通量的制约因素 在极限通量区域，压力增加使得凝胶层阻力增大，所以净的结果是通量不变( 此时忽略了大分于溶液的渗透压)
• 简述影响浓差极化的因素，或其危害。
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四、膜污染机理和模型
The mechanism and model of membrane fouling
MBR在城市污水深度处理中的应用及膜污染控制
MBR在城市污水深度处理中的应用及膜污染控制摘要：膜生物反应器（MBR）是一种将膜分离技术与传统污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理与回用工艺。
本文介绍了MBR工艺在平谷洳河污水处理厂二期工程中作为深度处理技术的应用情况。
针对该系统在实际运行过程中出现的膜污染和运行成本较高的问题，提出了可行性措施。
为MBR工艺在市政污水处理过程中的应用和生产运行提供了指导。
关键词：MBR；市政污水；膜污染控制；污水回用背景概述MBR膜处理工艺是基于膜分离材料的水处理新技术。
膜生物反应器（MBR）的最早研究始于20世纪60年代的美国。
1966年，由美国Dorr-Oliver公司首创研究开发。
膜分离技术的工程应用开始于20世纪60年代的海水淡化。
以后随着各种新型膜的不断问世，膜技术也逐步扩展到城市生活饮用水净化和城市污水处理以及医药、食品、生物工程等领域。
在全球水资源紧缺，受污染日益严重的今天，膜技术作为一种新型的再生水回用技术，近年来在国内外水处理技术领域日益得到广泛关注。
目前，MBR工艺因其自身诸多的优势正逐渐在国内的污水处理领域中得到了应用，但因该技术应用于生产在我国还属于起步阶段，对该工艺的运行和管理都相对缺乏经验。
平谷洳河污水处理厂是北京市平谷区重点环境保护项目之一，也是平谷区建设的第一座城市污水处理厂，承担着平谷城区的污水收集与治理任务。
该项目总投资1.93亿元，采用国内目前最先进的A2/O+MBR组合处理工艺。
本文着重介绍了MBR工艺的特点，以及该工艺平谷洳河污水处理厂中的设计和运行情况。
针对实践运行过程中所出现的膜污染问题，提出了多种行之有效的控制措施。
最后对MBR工艺的运行成本做了简要分析。
MBR工艺的特点膜生物反应器是一种将膜分离技术与传统污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理与回用工艺。
膜生物反应器主要由池体、膜组件、鼓风曝气系统、泵及管道阀门仪表等组成。
污水中的有机污染物经过生物反应器内微生物的降解作用而被去除。
反渗透膜生物污染的影响因素及控制方法的研究进展
反渗透膜生物污染的影响因素及控制方法的研究进展I. 研究背景随着现代水处理技术的不断发展，反渗透膜在水资源处理领域得到了广泛应用。
然而反渗透膜在使用过程中可能会受到生物污染的影响，这不仅会导致水质恶化，还可能影响到反渗透膜的使用寿命和处理效果。
因此研究反渗透膜生物污染的影响因素及控制方法具有重要的理论和实际意义。
近年来国内外学者对反渗透膜生物污染的研究取得了显著的进展。
他们通过实验研究、理论分析等多种手段，揭示了反渗透膜生物污染的形成机制、影响因素以及控制方法。
这些研究成果为提高反渗透膜的处理效果和使用寿命提供了有力的理论支持和技术保障。
首先研究者们发现，微生物是导致反渗透膜生物污染的主要原因之一。
不同类型的微生物在不同的水质条件下会产生不同的污染效应，如细菌、病毒、真菌等。
此外水温、pH值、溶解氧等因素也会影响微生物的生长和繁殖，从而加剧反渗透膜的生物污染问题。
其次研究人员还发现，水中有机物的存在也是导致反渗透膜生物污染的重要因素。
有机污染物可以为微生物提供营养物质和生长环境，促进其在反渗透膜上的附着和繁殖。
此外水中的无机盐类、胶体颗粒等也可能与微生物共存，共同影响反渗透膜的性能。
随着反渗透膜在水处理领域的广泛应用，研究其生物污染的影响因素及控制方法具有重要的理论和实际意义。
未来随着科学技术的不断进步，相信我们能够找到更加有效的方法来解决这一问题，为保护水资源和实现可持续发展做出更大的贡献。
反渗透膜在水处理中的应用随着水资源的日益紧张和水环境污染问题的严重性，反渗透膜作为一种高效、节能、环保的技术手段，在水处理领域得到了广泛的应用。
反渗透膜是一种具有高度选择性的膜分离技术，它能够有效地去除水中的溶解性固体、有机物、胶体物质以及微生物等污染物，从而实现对水质的净化。
目前反渗透膜在饮用水、工业用水、污水处理等领域都有着广泛的应用。
在饮用水处理方面，反渗透膜技术已经成为了一种主流的净水方法。
通过反渗透膜的过滤作用，可以有效地去除水中的硬度离子、色度、异味等污染物，提高水质的透明度和口感。
膜分离工程-第十章-膜污染要点
层面积． • Tansel在此基础上提出了一种超滤系统通量下降模型， • (Rm+Rc) t=t／(Rm+Rc)t=0=1-α+αe1/γ • 式中，γ为污染时间常数；α表征膜污染的程度．此数学模型
1.水温5-40℃ 2.好氧量<3mg/L 3.游离氯<0.2mg/L 4.铁<0.3mg/L
5.锰<0.1mg/L 6.浊度<0.3mg/L 7.淤泥密度指数<3-5mg/L
醋酸纤维RO膜对进水水质的要求
⑴原料液预处理(SDI的测定)
判断反渗透和纳滤进水胶体和颗粒污
染程度的最好技术是测量进水淤积指 数(Silt density index, SDI值)，有时也 称为污染指数(FI值)。它是设计 RO/NF预处理系统之前应该进行测定 的重要指标，同时在RO日常操作时也 需定时地检测。
上沉积引起的膜通量下降，则一种标准阻塞模型被建立： • (Rm+Rc) t=t／(Rm+Rc)t=0=（1+Bt）2， • B=KsJv0 • 式中，Ks指每单位流体横截面面积的下降．此表达式表示系
统阻力的依时性．
膜污染的数学模型
• 而若假设所有粒子到达膜面时不会直接阻塞膜面积，而是附 着在其它已阻塞膜孔粒子上，另一种凝胶化模型则表示为：
ห้องสมุดไป่ตู้
防止膜污染的方法
膜应用过程中产生膜的污染是很难避免的，但 是通过对不同的膜污染情况采取相应的措施来 减小膜的污染程度是可行的。
膜生物反应器工艺中膜污染因素及控制研究
膜生物反应器工艺中膜污染因素及控制研究膜生物反应器工艺中膜污染因素及控制研究摘要：膜生物反应器（MBR）是一种高效的废水处理技术，具有较高的出水质量和较小的占地面积，但膜污染问题限制了其应用范围和经济效益。
本文通过对膜生物反应器中膜污染因素的探究，并提出了一些有效的膜污染控制方法，旨在优化MBR工艺，提高废水处理效果。
一、引言随着环境污染问题的日益突出，废水处理技术得到了广泛的关注和研究。
膜生物反应器作为一种新兴的废水处理技术，具有出水质量高、占地面积小等优点，已经成为研究的热点。
然而，膜污染问题一直困扰着MBR的工程应用和发展，限制了其在废水处理领域的应用。
二、膜污染因素分析1. 生物污染膜生物反应器中存在大量的微生物生长，微生物附着于膜表面形成生物膜，使膜孔堵塞，导致通量下降。
生物污染主要由胶体、细菌和微生物附着引起，可通过适当的操作控制附着菌和生物活性。
2. 物理污染物理污染是指膜表面附着有机颗粒物、胶体、沉淀物等，导致膜阻力增加和膜通量下降。
物理污染可以通过膜预处理和适当的操作控制进行减少。
3. 化学污染化学污染是指废水中的溶解物质沉积在膜表面，形成氧化物堆积，引起膜表面的粘附和分子扩散受阻。
化学污染可以通过废水预处理和添加适量的化学药剂来控制。
三、膜污染控制方法1. 膜表面改性通过改变膜的表面特性，如表面电荷、亲水性等，可减少污染物在膜表面的吸附和附着，从而降低膜污染的发生。
2. 适当的应激措施可通过适当的应激措施，如适当提高水力剪切力、增加通气量等，促进膜表面的气泡切割和颗粒物的分散，减少物理污染。
3. 膜清洗和维护定期进行膜清洗和维护是控制膜污染的关键措施。
膜清洗可采用物理清洗和化学清洗相结合的方法，选择合适的清洗剂和清洗工艺，有效去除膜表面的污染物。
4. 持续监测与优化通过持续监测膜系统的运行状况和水质等指标，及时发现问题并采取相应措施；同时，可通过优化MBR工艺，如调整通气量、曝气方式等，来改善废水处理效果和降低膜污染的风险。
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。
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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。
MBR膜污染问题
4.2 清洗方法
膜清洗有物理清洗、化学清洗等方法。对于不同形式的 膜污染,应采用不同的清洗方法。
4.2.1 物理方法
水反冲洗、海绵球清洗 、空气反吹清洗、空曝气清洗 超声波清洗 、电清洗等
4.2.2 化学方法
化学清洗通常是根据膜的污染程度,用氧化剂(次 氯酸钠等)、酸(盐酸、硫酸、硝酸等)、碱(氢氧化 钠等)、络合剂、表面活性剂、酶、洗涤剂等化学 清洗剂对膜进行浸泡和清洗,是一种去除膜污染的 相对最有效的方法。
一.膜污染的定义及危害 二.膜污染的来源 三.影响膜污染的因素 四.膜污染的控制
一. 膜污染的定义及危害
1.1 膜污染的定义及分类
狭义的膜污染 广义的膜污染
1.2 膜污染的危害
膜污染直接导致膜通量的下降，膜使用寿命大 大缩短，从而提高了MBR的运行成本。
二.膜污染的来源
2.1 滤饼层 2.2 溶解性有机物质 2.3 微生物污染
三.影响膜污染的因素
膜污染的形成主要受膜固有性质、MBR运行 条件、污水特性等因素的影响。
3.1 膜固有的性质
膜污染程度与膜的材质、结构、膜孔径大小及分 布、疏水性、表面粗糙度及膜表面荷电性等有关
3.2 MBR运行条件
如料液的流速、操作压力、温度、曝气速度、 MLSS、污泥停留时间（SRT）水力停留时间 （HRT）等。
膜生物反应器中膜污染的物质来源是活性污泥混合液, 其成分包括微生物菌群及其代谢产物、污水中的有机大分 子、小分子、溶解性物质和固体颗粒等,每一部分都对膜产 生污染。因此对污泥混合液进有效预处理, 使其达到膜组 件的进水要求, 是防止膜污染的重措施之一通常采用的预 处理方法：化学絮凝、过滤、pH 值调节、臭氧处理等。
4.2.3 物理-化学清洗
膜污染机理的研究和防治措施
力的方法， 该方法包括了各种膜-有机物的相互作用形式(如静电作用、酸碱作用 等)，只需知道膜和有机污染物的特性，便可进行计算。该方法可用于描述各种 条件下发生的污染(各种膜、 各种污染物、 各种溶液条件等)， 避免耗费大量时间、 财力和资源进行试验来获得膜污染潜力。
1.2.2 污染层的成分和结构
膜污染层的结构同样也是近年来的研究热点之一， 解析污染物的化学组成和空间 结构对污染物的去除有指导意义。Wang 等在恒流死端过滤装置中分析了 MBR 上 清液中 SMP 对膜污染的影响峥 o。膜污染速度快时，SMP 截留率高，且出水污染 物浓度不断下降，表明 SMP 在膜表面形成凝胶层；而污染速度慢时，SMP 仅在初 始阶段由于吸附被截留。在 SMP 的组分中，多糖物质的截留率高达 75％，是形 成凝胶层骨架的主要成分，蛋白类物质(截留率约 50％)和腐殖酸(几乎不被截留) 很少参与骨架搭建。加人 EDTA 后膜污染大大减轻，说明二价离子与多糖类物质 之间的架桥作用对形成凝胶层具有重要作用。进一步利用滴定试验分析了 MBR 膜表面积累的 SMP 官能团， 发现氨基和羧基是与二价离子配位的主要官能团。计 算结果也表明，被膜截留的氨基和羧基量与 Ca、Mg 和 Fe 的量相当。Zhang 等利 [7] 用共聚焦激光扫描显微镜和荧光显色方法对 MBR 中的污染膜进行分析 ，针对不 同成分采用不同颜色的荧光染料， 发现被污染膜丝上不同深度生物膜的成分有较 大差异。该分析方法为解析 MBR 膜丝上生物膜污染层的结构提供了新的途径。 Brink 等对 MBR 中膜表面凝胶层进行 TOC、扫描电镜和 x 射线能谱(EDX)的分析。 当通量恒定为 76 L／(m2·h)时，膜阻力在前 6 h 内没有明显上升，之后呈指数 形式增加，同时膜表面的 TOC 含量由 3．3μg／cm2 上升至 6．59 μ g／cm2。扫描 电镜结果表明凝胶层厚度为 30 μ m，EDX 结果表明凝胶层表面含硅。以上研究表 明，MBR 膜丝污染层的结构相当复杂，呈现出有机大分子、无机金属离子、无机 非金属元素和微生物细胞相互交联的网状结构。
生物膜影响因素及其在环境污染控制中的研究
生物膜影响因素及其在环境污染控制中的研究近年来，生物膜作为一种生物学现象在环境科学领域中得到了广泛应用。
生物膜是一种结构相对稳定的复合生物组织，由微生物、胶体物质和周围液体组成。
生物膜的形成受多种因素的影响，如温度、pH、营养物浓度、微生物群落结构等。
本文将着重探讨生物膜形成的影响因素以及如何利用生物膜控制环境污染。
一、生物膜形成的影响因素1. 温度温度是影响生物膜形成的一个重要因素。
一般来说，生物膜在较高的温度下形成较快，但随着温度的升高，热能使微生物细胞死亡或减弱其形成能力，因此在高温环境下生物膜的生长速率反而降低。
2. pH值pH值是环境因素中对微生物生长和代谢影响最大的因素之一。
不同类型的微生物对pH值的适应性存在差异。
一些酸耐受菌，如果胶酸杆菌、大肠杆菌等可以在酸性环境下生长并形成生物膜，但其他菌种则不能。
因此，针对不同的微生物种类要确定合适的pH值范围来促进生物膜的形成。
3. 营养物质营养物质是影响生物膜形成的决定性因素之一。
微生物在生长过程中需要吸收各种营养物质来维持其正常生长和代谢活动。
有研究表明，细菌生长和生物膜形成会受到有机物和无机物的浓度限制。
例如，铜、铁等金属离子可以通过控制营养物质的转运来抑制细菌生长和生物膜形成。
4. 其他因素除了上述因素外，生物膜的形成还受到微生物的群落结构、氧气浓度、悬浮物浓度等多种环境因素的影响。
二、生物膜在环境污染控制中的应用由于生物膜本身具有耐受性、剪切强度高等特点，使之成为一种有效的污染控制手段。
以下是生物膜在环境污染控制中的应用。
1. 氨氮去除氨氮是污染物的重要成份之一，也是水体中一种普遍存在的问题。
该问题可以通过生物膜技术解决。
将生物膜制成固定化颗粒后投入污染水体中，生物活性的微生物可以吸附并降解水中的氨氮。
该技术被广泛应用于养殖、废水处理等领域。
2. 重金属去除重金属是污染水体中的常见污染物，在高浓度下有毒害性。
利用生物膜技术将微生物固定在多孔的介质中，可实现对重金属污染水体中的去除。
膜污染
①酸碱液清洗法 酸类清洗剂可以溶解并去除无机矿物质和盐类，溶出 结合在凝胶层和水垢层中的铜、镁等无机金属离子， 将残存的凝胶层和水垢层从膜表面彻底清洗以恢复其 通透能力。常用的酸有盐酸、硫酸、柠檬酸、氨基磺 酸等。配制酸溶液的pH 值因膜材料而定，对不同类型 的膜，应在合适的PH 值条件下进行清洗。碱性清洗液 可以有效去除蛋白质污染，破坏凝胶层，使其从膜表 面剥离下来。如对于大分子物质等在膜表面形成的凝 胶层，水反冲洗效果甚微，可用酸或碱液浸泡清洗。 常用的碱有磷酸盐、碳酸盐和氢氧化物等。碱性条件 下有机物、二氧化硅和生物污染物易被清除。
主要污染成分
有机类：蛋白质、脂肪类、多肽、多糖 等大分子。 无机类：碳酸钙、硫酸盐、硅酸盐的结 垢物质。 生物类：微生物粘附于膜表面形成菌群 的分泌物粘附其他有机物形成的菌膜。
膜污染过程
一体式膜-生物反应器装臵模拟
运行阶段
试验共运行了400 d, 按试验条件的不同整个试验过程 分为A 阶段( 初始运行阶段) 、B 阶段( 高污泥浓度 运行阶段) 、C 阶段( 膜过滤性能恢复阶段) 、D阶段 ( 低污泥浓度运行阶段) 和E 阶段( 高通量运行阶段) 5 个阶段。各运行阶段膜生物反应器的操作条件如表 所示。
②表面活性剂 不同的膜采用的表面活性剂不同。例如对于处理过 油田含油污水的超滤膜，采用新配制的SDS、异戊醇溶 液为清洗剂，分别用负压清洗槽和反压清洗槽同时清 洗的方法，恢复效果很好。对于反渗透膜，可用阴离 子型或非离子型表面活性剂清洗，禁用阳离子型表面 活性剂清洗。
5、操作压力及预处理情况
Kyn-Jin Kim的研究表明低压力时蛋白质在膜面沉淀比 在高压时难清洗, 这可能是在不同压力下形成沉积吸 附层时的机理不同, 低压时为多点吸附, 形成致密的 污染层。为便于后序膜过滤操作, 延长膜组件单次运 行时间, 减少清洗, 在料液过膜之前, 对其进行预处 理是十分重要的。
膜的污染名词解释
膜的污染名词解释膜，是一种常见于日常生活中的物质，具有广泛的应用领域，从科学技术到工业生产，从医疗器械到日常用品，都能看到膜的身影。
而污染，则是当膜表面或内部被外界因素所影响时，膜性能发生了改变，产生了污染物的存在。
在本文中，我们将探讨膜的污染现象及其相关的名词解释。
1. 膜的类型与应用膜，是一种较薄的物质层，具有特殊的物理结构和化学特性。
根据其制备方式和使用范围的不同，膜可分为多种类型，如过滤膜、分离膜、反渗透膜等。
这些膜在不同领域的应用广泛，如水处理、医疗、食品加工等。
2. 膜的污染现象膜的污染现象主要包括表面污染和内部污染两种形式。
表面污染是指膜表面被各种杂质覆盖、沉积或吸附，从而影响膜的透水性和分离性能。
内部污染则是指膜孔隙内部产生的污染物积聚，导致膜的传质效率下降。
3. 膜的表面污染膜的表面污染主要来源于悬浮物、蛋白质、胶体颗粒等。
这些污染物在水处理等应用中普遍存在，会沉积在膜表面形成附着物，称为膜污染层。
膜污染层的形成会导致膜的通量下降、阻力增加，降低了膜的使用寿命。
4. 膜的内部污染膜的内部污染主要来自胶体、沉淀物、微生物等。
这些物质会进入膜孔隙内部，形成膜表面和孔道的封闭性附着物，影响膜的通透性和选择性。
严重的内部污染会引发膜的堵塞和变形，从而使膜丧失分离能力。
5. 膜的污染控制与治理为了防止和减少膜的污染，需要采取一系列控制和治理方法。
首先，合理设计膜系统的操作参数，如水流速度、压力等，以减少对膜的污染。
其次，定期清洗膜表面和刷新膜孔隙，去除附着物和污染物。
最后，选择合适的防污涂层和预处理技术，提高膜的抗污染能力。
6. 膜的污染评价与分析为了对膜的污染程度进行评价和分析，可以采用多种方法，如扫描电子显微镜观察膜表面形貌，测量透水通量和溶质截留率，分析膜周围水体中的污染物浓度等。
通过这些指标的比较分析，可以判断膜系统的污染状况并制定相应的处理策略。
7. 膜污染物的生物降解为了彻底清除污染物并降低膜的污染程度，研究人员也致力于开发膜污染物的生物降解技术。
污水处理中的膜污染控制
污水处理中的膜污染控制在当今的污水处理领域，膜技术因其高效的分离性能而得到了广泛的应用。
然而，膜污染问题却始终是制约膜技术进一步发展和广泛应用的关键因素。
膜污染不仅会降低膜的过滤性能，增加运行成本，还会缩短膜的使用寿命。
因此，深入研究膜污染的控制策略具有重要的现实意义。
膜污染是指在膜过滤过程中，污水中的污染物在膜表面或膜孔内的积累和沉积，从而导致膜通量下降、跨膜压差升高以及过滤效率降低等现象。
膜污染的形成机制非常复杂，涉及到物理、化学和生物等多个方面。
从物理角度来看，膜表面的粗糙度和孔隙结构是影响膜污染的重要因素。
粗糙的膜表面容易吸附污染物，而较小的膜孔隙则容易被污染物堵塞。
此外，污水中的悬浮颗粒和胶体物质也会在膜表面形成滤饼层，增加过滤阻力。
化学污染主要是由于污水中的有机物、无机物与膜材料之间发生化学反应，导致膜表面性质的改变。
例如，有机物在膜表面的吸附和沉积可能会引起膜的亲水性下降，从而增加膜与污染物之间的相互作用。
无机物如钙、镁等离子可能会形成水垢，堵塞膜孔。
生物污染则是由微生物在膜表面的生长和繁殖引起的。
微生物会分泌胞外聚合物（EPS），形成生物膜，进一步加重膜污染。
为了有效控制膜污染，需要采取一系列的措施。
首先，优化膜的预处理工艺是至关重要的。
在膜过滤之前，对污水进行适当的预处理，如格栅过滤、沉淀、混凝沉淀等，可以去除污水中的大部分悬浮颗粒、胶体物质和有机物，减轻膜的污染负荷。
其次，选择合适的膜材料和膜组件也能在一定程度上控制膜污染。
具有良好亲水性和抗污染性能的膜材料能够减少污染物在膜表面的吸附和沉积。
同时，合理设计膜组件的结构，如增加膜的装填密度、优化流道设计等，可以提高膜的冲刷效果，减少污染物的积累。
膜的清洗也是控制膜污染的重要手段。
根据膜污染的类型和程度，选择合适的清洗方法，如物理清洗（反冲洗、气水冲洗等）、化学清洗（酸洗、碱洗、氧化剂清洗等）和生物清洗。
定期的清洗可以有效地恢复膜的性能，但需要注意的是，过度清洗可能会对膜造成损伤，缩短膜的使用寿命。
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膜的污染及其控制方法控制方法, 污染简介：反渗透系统在日常的运行中，难免会出现系统的无机物结垢、胶体颗粒物的沉积、微生物的滋生、化学污染以及其它问题，这些因素影响着系统安全稳定的运行。
关键字：反渗透结垢胶体污染SDI 化学污染相关站中站：膜技术产品及应用反渗透系统在日常的运行中，难免会出现系统的无机物结垢、胶体颗粒物的沉积、微生物的滋生、化学污染以及其它问题，这些因素影响着系统安全稳定的运行。
下面主要阐述膜系统在日常中出现的问题及控制方法。
一、无机物的结垢在水中存在Ca2＋、Mg2＋、Ba2＋、Sr2＋、CO32－、SO42－、PO43－、SiO2等离子。
在一般的情况下是不会造成无机物结垢，但是在反渗透系统中，由于源水一般浓缩4倍，并且pH也有较大的提高，因此比较难溶解的物质就会沉积，在膜表面形成硬垢，导致系统压力升高、产水量下降，严重的还会造成膜表面的损伤，使系统脱盐率降低。
衡量水质是否结垢有两种计算方法：控制苦咸水结垢指标对于浓水含盐量TDS≤10,000mg/L的苦咸水，朗格利尔指数(LSIC)作为表示CaCO3结垢可能性的指标：LSIC=pHC-pHS式中：LSIC：反渗透浓水的朗格利尔指数pHC：反渗透浓水pH值pHS：CaCO3溶液饱和时的pH值当LSIC≥0，就会出现CaCO3结垢。
控制海水及亚海水结垢指标及处理方法：当浓水含盐量TDS>10,000mg/L的高盐度苦咸水或海水水源，斯蒂夫和大卫饱和指数(S&DSIC)作为表示CaCO3结垢可能性的指标。
S&DSIC=pHC-pHS式中：S&DSIC：反渗透浓水的斯蒂夫和大卫饱和指数pHC：反渗透浓水pH值pHS：CaCO3溶液饱和时的pH值当S&DSIC≥0，就会出现CaCO3结垢。
其它无机盐结垢预处理的控制方案碳酸钙结垢预处理的控制方案在反渗透系统的结垢中，以碳酸盐垢为主，大多数地表水和地下水中的CaCO3几乎呈饱和状态，由下式表示CaCO3化学平衡：Ca2+ + HCO3– <---> H+ + CaCO3从化学平衡式可以看出，要抑制CaCO3的结垢，有几种途径：降低Ca2+的含量降低了Ca2+含量，可以使化学平衡向左侧移动，不利于形成CaCO3垢。
达到这种目的的方法有：离子交换软化法、石灰软化法、电渗析、纳滤等方法，他们都能有效地降低的Ca2+含量，从而达到抑制钙垢的生成。
Ca2+的增溶主要是以增加Ca2+的溶解度，从而降低结垢的风险。
方法：添加螯合剂、阻垢剂，增加Ca2+的溶解度，使平衡向左移动。
调节pH值主要是通过添加无机酸，从而提高H+的浓度，使平衡向左移动。
化学原理如下：CO2 + H2O <---> H2CO3 ――――⑴H2CO3 <---> H+ + HCO3- ――――⑵HCO3- <---> H+ + CO32- ――――⑶离子交换除碱法主要是通过降低CO32-的浓度来降低碳酸钙结垢的风险。
硫酸钙结垢预处理的控制方案离子交换除钙石灰软化除钙添加反渗透专用阻垢剂氟化钙结垢预处理的控制方案离子交换除钙石灰软化除钙阴树脂交换添加反渗透专用阻垢剂硫酸锶结垢预处理的控制方案离子交换除锶阴树脂交换添加反渗透专用阻垢剂硫酸钡结垢预处理的控制方案离子交换除钡阴树脂交换添加反渗透专用阻垢剂硅酸盐结垢预处理的控制方案预处理中的过滤石灰软化提高进水的温度提高进水的pH值添加硅分散剂二：胶体、颗粒物沉积胶体、颗粒物污染是比较常见的反渗透系统污染。
水中大量存在粘泥、胶体硅、金属的氧化物及有机质等颗粒物，在反渗透系统预处理中可以将源水中的这些污染源控制在一定程度，不致使对系统短期运行造成一定的影响。
但由于系统长时间的运行预处理处理效果不理想、预处理反冲洗不彻底、操作人员的日常操作不到位等原因，都会造成系统胶体、颗粒物的污染。
针对胶体污染，通过淤泥密度指数（Silt Density Index ，SDI）来衡量。
SDI数值反应了在规定时间内，孔径为0.45um测试膜片被测试给水中的淤泥、胶体、黏土、硅胶体、铁的氧化物、腐植质等污染物堵塞的比率和污染程度。
测试如下：首先应充分排除过滤池中的空气压力，使给水以30psi 的恒定压力通过直径为Φ 47mm 、孔径为0.45um的测试滤膜后开始测定：首先测定开始通过滤膜的500毫升水所需要的时间T0；在使水连续通过滤膜15分钟（T）后，再次测得通过滤膜的500毫升水所需要的时间T1；在取得以上3个时间数据之后，由此可以计算出该水源的SDI值：即SDI=(1-T0 /T1)×100/T在实际中，当T1为T0的四倍时，SDI为5；在SDI为6.7时，水会完全堵塞测试膜，而无法取得时间数据T1，在这种情况下需要对反渗透预处理系统进行调整，使其SDI值降至5.0以下。
SDI值不能反应完全反渗透系统的污堵情况，因为SDI仪测试是死端过滤，而反渗透系统是错流过滤。
为了防止反渗透系统胶体污染，我们要求进水SDI值小于5（最好是小于3），这样有利于系统长期安全运行。
降低反渗透进水胶体、颗粒物污染最有效的方法：合适的预处理（锰砂过滤、多介质过滤、活性炭过滤、超滤、微滤等等）；添加胶体分散剂；系统预防性的清洗；三、微生物的污染自来水一般通过控制余氯来抑制微生物的滋生，但是余氯有较强的氧化性，它能使反渗透膜表面氧化，影响膜的寿命和产水水质，因此反渗透系统运行对余氯要求非常严格（<0.1），这给微生物的生存繁殖提供了有利的环境。
微生物生长及排泄出的酸性粘泥会堵塞膜的微孔，致使压差上升，给系统的安全运行埋下了严重的安全隐患。
微生物的污染也是最常见的污染，经过大量的元件解剖及污染物分析实验，大多数污染是由微生物的繁殖引起的。
微生物污染过程主要有以下阶段：第一阶段腐殖质、聚糖至于其他微生物代谢产物等大分子在膜面上的吸附，形成具备微生物生存条件的生物膜；第二阶段进水微生物中黏附速度快的细胞形成初期黏附过程（生物膜生长缓慢）；第三阶段后续大量菌种的黏附，特别是EPS （细胞聚合物，Extracelluar Polymers。
它黏附在膜面上的细胞体包裹起来，形成黏度很大的税和凝胶层，进一步增强了污垢和膜的结合力）的形成，加剧了微生物的繁殖和群聚；第四阶段生物污染的最终形成阶段，生物膜的生长和脱除达到平衡。
造成膜的不可逆的堵塞氏过滤阻力上升，膜通量下降。
抑制反渗透系统微生物繁殖的方法：反渗透进水微生物的控制。
通过源水的菌藻控制（一般通过控制余氯），尽量减少预处理的死角，防止微生物繁殖；反渗透系统微生物控制。
通过连续式或间歇式加入非氧化性且对膜没有影响的杀菌剂，可以有效地控制和杀死反渗透系统滋生的微生物，再通过浓水将其带出系统。
四、化学污染化学污染是指进水中某些物质与膜面发生化学反应，从而引起沉积、沉淀以及膜表面的非常规老化，使膜表面发生污染或使膜的性能变差。
常见的情况有：预处理时絮凝剂选用不当；运行时阻垢剂的选用不当；清洗时清洗药剂选用不当；预处理控制不严格，致使进水中带入对膜有危害的物质（如：余氯的超标导致膜面活性层的氧化）。
化学污染处理主要从系统预处理的完善及操作人员技术水平的提高来进行预防，污染一旦产生很难清洗或者很难使膜的性能恢复。
除了上述几种常见的问题，我们也会碰到沙砾、活性进入膜系统造成膜的划伤，这些主要是预处理的缺陷或者操作的失误造成，这些也应该引起足够的重视。
膜的污染及其控制方法简介：膜的污染问题大体可分为沉淀污染、吸附污染、生物污染。
对各自形成的机理或原因进行了分析，并且提出了相应的控制方法。
关键字：膜沉淀污染吸附污染生物污染机理控制方法膜污染是指在膜过滤过程中，水中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于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性的不可逆变化现象［１］。
实际上，膜的可靠性是目前阻碍膜技术推广应用的关键之一，而污染问题又是影响其可靠性的决定性因素。
据调查，就超滤而言，污染仍是其主要问题，污染的消除将使超滤过程效率提高30%以上，使投资减少15%，而且能提高分离效果，使超滤范围拓宽［２］。
对膜污染种类及其成因的具体分析，将有助于采取合适的措施减弱或消除它的不良影响。
1沉淀污染以压力为推动力的膜分离技术有反渗透(RO)，纳滤(NF)，超滤(UF)和微滤(MF)。
根据不同膜与水中微粒的相互关系［３］，可知沉淀污染对RO和NF的影响尤为显著。
当原水中盐的浓度超过了其溶解度，就会在膜上形成沉淀或结垢。
普遍受人们关注的污染物是钙、镁、铁和其它金属的沉淀物，如氢氧化物、碳酸盐和硫酸盐等。
设在溶液中有化学反应：x Ay－＋y Bx＋＝AxBy当不考虑盐类之间的相互作用时，溶度积Ksp＝γxA［Ay－］xγyB［Bx＋］y为常数。
其中，γA、γB为自由离子A和B的平均活度系数；［A］，［B］为溶液中的摩尔浓度；x，y 为化学配比系数。
平均活度系数可用离子强度［I ］的函数来估测：logγA＝－0.509 ZAI1/2，logγB＝0.509 ZBI1/2；ZA、ZB为自由离子的化合价。
对稀溶液，如大多数天然水体，其活度系数γA、γB近似等于1。
如图1所示，进料液，浓缩液，渗透液浓度分别为Cf，Cr，Cp。
图1膜系统中不同位置的溶质浓度由阻截率知：R＝1－Cp/Cf(1)设系统回收率为r，由物料平衡，知：Cf－(1－r)Cr＝rCp(2)由式(1)，(2)可得：Cr＝Cf［1－r(1－R)］/(1－r)(3)由(3)式可以看出，浓缩液中截留盐浓度Cr，随进水浓度Cf，回收率r和截留率R的增加而增加。
此时，被截留的浓缩液溶度积Kspr＝γAx [Ay－]xrγBy[Bx+]ry。
当浓缩液溶度积Kspr与溶液溶度积Ksp的比值大于1时，就存在着盐析出的可能性。
实际上，方程(3)低估了促进沉淀生成和结垢的盐浓度，因为其推导中未考虑浓度极化。
鉴于这个原因，引入浓度极化因子PF(边界层与溶液中浓度之比值，大于1)，PF值通常可用回收率r的指数函数的形式来估计，PF＝exp(K×r)(4)其中K为半经验常数，对于商业应用的RO膜组件，取值为0.6～0.9，结垢在RO装置的最后几个单元中(即在浓度最高的地方)最先形成。
避免沉淀污染的方法主要是减少离子积中阳离子或阴离子的浓度。
例如，添加酸可减少氢氧化物和碳酸盐的浓度，使金属离子沉淀难以生成。
原水可通过石灰软化沉淀或离子交换等预处理方法去除易结垢的金属离子(如Ca2＋、Mg2＋等)。
还可以加入阻垢剂，例如磷酸六甲基，以阻碍沉淀生成。
2吸附污染有机物在膜表面的吸附通常是影响膜性能的主要因素。