膜污染与清洗技术
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关键词 ： 膜 ； 膜污染 ； 膜清洗
中图分类号 ： Ｘ ３ ８ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ７— ０ ３ ７ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３— ０ １ ３ １— ０ ４
Ｆｏ ｕｌ ｉ ｎｇ ｏ ｆ Ｍｅ ｍ ｂｒ ａ ｎｅ ａ ｎｄ Ｃｌ ｅ ａ ｎｉ ｎｇ ｏ ｆ Ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎｅ
一
膜 污染是 指 与膜接 触 的料 液 中 的微粒 、 胶 体粒 子 或 溶 质 大 分 子 与膜 存 在 物 理 、 化学 、 生 化 作 用 或 机 械
１ ３１ —
北方环境
第２ ９卷
第 ４期
Βιβλιοθήκη Baidu
２ ０ １ ３年 ４月
（ 尤其 是蛋 白质 ） 在 膜 表 面 或 膜孔 内沉 积 进 而 吸 附 其 他 的分子 ， 形成 污染 ； （ ４ ） 形 成 凝胶 层 ： 在 较 低流 速 时 ，
污染 ， 从而 导致 通量 的 递减 。如 果 膜 污染 问题 得 不 到
单 位面 积迁 移 水 速率 逐 步 下 降 （ 膜通 量 下 降 ）。 （ ２ ） 通 过膜 的压 力和 膜两 侧 的压 差 逐渐 增 大 （ 进 料 压 力 和 ＡＰ逐 渐增 大 ） 。（ ３ ） 膜 对 溶 解 于 水 中物 质 的透 过 性 逐 渐增 大 （ 矿 物截 留率 下 降 ） 。
引 言
随着 对物 质 的高分 离 与纯 化 技 术 的要 求 ， 膜 科 学 技术 应运 而生 ， 它是 一 门 新生 的 高分 离 、 浓缩 、 提 纯 及
净化 技术 ， 因它 具有 不 发 生相 变 、 能 耗低 、 适 用 于 多种
作用 而引起 膜表 面 或 膜孔 内吸 附 、 沉 积 以及 微 生 物 在 膜水 界 面 的积 累 ， 造成膜孔径变小或堵塞 ， 使 膜 产 生 透过 流量 与分离 特性 大 幅度 降低 的现象 ¨ Ｊ 。
ｗ ｅ ｌ ｌ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｌ ｅ ａ ｎ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ；ｆ ｏ ｕ ｌ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｍｅ ｍｈ ｒ ａ ｎ ｅ ；ｃ ｌ ｅ ａ ｎ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ
１ ． ３ 膜污 染产 生原 因
一
及 时解 决 将 造 成 产 水 通量 下 降 、 膜 寿命 下 降 、 膜 工 程
的运 行成本 直线 增加 ， 极 大 地 削弱 膜 工程 项 目的经 济 可行 性 。
般 认 为膜 污染 的原 因主 要有 以下 ４个 方 面 （ １ ）
１ 膜 的污染
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｓ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍｅ ｏ ｎ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｓ ｔ ｓ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ —ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ｓ ｉ ｎ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓ ，ｂ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｕ ｌ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｍｅ ｍ—
Ｌｕ Ｙａ ｎｇ
（ Ｂ ａ ｙ ａ ｎ ｎ ｕ ｒ Ｃ ｉ ｔ ｙ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ Ｍｏ ｎ ｇ ｏ ｌ ｉ ａ ， Ｌ ｉ ｎ ｈ ｅ ０ １ ５ ０ ０ ０ ）
治 膜污染 与 浓 差 极化 的 主要 手段 。虽 然 提 出的 新 方
法很多 ， 但 真 正 用 于 实践 的很 有 限 ， 仍 需 不 断 探 讨 其
１ ． ２ 膜污 染标 志及 症状 文 献列 出了膜受 到 污染 时 的 标 志 及 症 状 ｌ ２ Ｊ ： （ １ ）
特殊 溶 液 体 系 的分 离 、 分离装置简单、 分 离 效 率 高 和 传质 速 度 快 等 优 点 ， 应 用 范 围越 来 越 广 ， 受 到 许 多 领 域关 注 。但是 ， 随 着 膜运 行 时 间 的 增 长 ， 总会 发 生 膜
膜 污 染 与清 洗技 术
刘
杨
膜 污 染 与清 洗 技 术
刘 杨 （ 内蒙古 巴彦 淖尔市环境监测站 ， 临河 ０ １ ５ ０ ０ ０ ）
摘要 ：
目前膜 分 离已在 分离过程 中成 为最新 的技 术之 一 ， 但膜 的污染问题 限制着膜的广泛应用 。因此 ， 对
膜 污染以及膜清洗技术的研究具有重要 意义。本文概述 了膜 污染 的机理 、 预防措施及其 清洗 方法。
ｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｓ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｂ ｏ ｔ ｔ ｌ ｅ ｎ ｅ ｃ ｋ ｌ ｉ ｍｉ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｗ ｉ ｄ ｅ ｒ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｓ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｏ ｆ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｆ ｏ ｕ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｓ
１ ． １ 膜 污染 定义
浓差 极 化 ： 由于 膜 的 选 择 透 过 性 ， 被 截 留组 分 在 膜 料
液侧表 面积 累， 边界层 渗透压升高 ， 使得膜 的渗透通 量下降 ； （ ２ ） 膜孑 Ｌ 阻塞 ： 被分离溶质在膜表面或膜孔 内
形成 阻塞 ， 造成 通 量 下 降 ； （ ３ ） 膜孔吸附 ： 被 分 离 溶 质
中图分类号 ： Ｘ ３ ８ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ７— ０ ３ ７ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３— ０ １ ３ １— ０ ４
Ｆｏ ｕｌ ｉ ｎｇ ｏ ｆ Ｍｅ ｍ ｂｒ ａ ｎｅ ａ ｎｄ Ｃｌ ｅ ａ ｎｉ ｎｇ ｏ ｆ Ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎｅ
一
膜 污染是 指 与膜接 触 的料 液 中 的微粒 、 胶 体粒 子 或 溶 质 大 分 子 与膜 存 在 物 理 、 化学 、 生 化 作 用 或 机 械
１ ３１ —
北方环境
第２ ９卷
第 ４期
Βιβλιοθήκη Baidu
２ ０ １ ３年 ４月
（ 尤其 是蛋 白质 ） 在 膜 表 面 或 膜孔 内沉 积 进 而 吸 附 其 他 的分子 ， 形成 污染 ； （ ４ ） 形 成 凝胶 层 ： 在 较 低流 速 时 ，
污染 ， 从而 导致 通量 的 递减 。如 果 膜 污染 问题 得 不 到
单 位面 积迁 移 水 速率 逐 步 下 降 （ 膜通 量 下 降 ）。 （ ２ ） 通 过膜 的压 力和 膜两 侧 的压 差 逐渐 增 大 （ 进 料 压 力 和 ＡＰ逐 渐增 大 ） 。（ ３ ） 膜 对 溶 解 于 水 中物 质 的透 过 性 逐 渐增 大 （ 矿 物截 留率 下 降 ） 。
引 言
随着 对物 质 的高分 离 与纯 化 技 术 的要 求 ， 膜 科 学 技术 应运 而生 ， 它是 一 门 新生 的 高分 离 、 浓缩 、 提 纯 及
净化 技术 ， 因它 具有 不 发 生相 变 、 能 耗低 、 适 用 于 多种
作用 而引起 膜表 面 或 膜孔 内吸 附 、 沉 积 以及 微 生 物 在 膜水 界 面 的积 累 ， 造成膜孔径变小或堵塞 ， 使 膜 产 生 透过 流量 与分离 特性 大 幅度 降低 的现象 ¨ Ｊ 。
ｗ ｅ ｌ ｌ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｌ ｅ ａ ｎ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ；ｆ ｏ ｕ ｌ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｍｅ ｍｈ ｒ ａ ｎ ｅ ；ｃ ｌ ｅ ａ ｎ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ
１ ． ３ 膜污 染产 生原 因
一
及 时解 决 将 造 成 产 水 通量 下 降 、 膜 寿命 下 降 、 膜 工 程
的运 行成本 直线 增加 ， 极 大 地 削弱 膜 工程 项 目的经 济 可行 性 。
般 认 为膜 污染 的原 因主 要有 以下 ４个 方 面 （ １ ）
１ 膜 的污染
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｓ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍｅ ｏ ｎ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｓ ｔ ｓ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ —ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ｓ ｉ ｎ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓ ，ｂ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｕ ｌ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｍｅ ｍ—
Ｌｕ Ｙａ ｎｇ
（ Ｂ ａ ｙ ａ ｎ ｎ ｕ ｒ Ｃ ｉ ｔ ｙ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ Ｍｏ ｎ ｇ ｏ ｌ ｉ ａ ， Ｌ ｉ ｎ ｈ ｅ ０ １ ５ ０ ０ ０ ）
治 膜污染 与 浓 差 极化 的 主要 手段 。虽 然 提 出的 新 方
法很多 ， 但 真 正 用 于 实践 的很 有 限 ， 仍 需 不 断 探 讨 其
１ ． ２ 膜污 染标 志及 症状 文 献列 出了膜受 到 污染 时 的 标 志 及 症 状 ｌ ２ Ｊ ： （ １ ）
特殊 溶 液 体 系 的分 离 、 分离装置简单、 分 离 效 率 高 和 传质 速 度 快 等 优 点 ， 应 用 范 围越 来 越 广 ， 受 到 许 多 领 域关 注 。但是 ， 随 着 膜运 行 时 间 的 增 长 ， 总会 发 生 膜
膜 污 染 与清 洗技 术
刘
杨
膜 污 染 与清 洗 技 术
刘 杨 （ 内蒙古 巴彦 淖尔市环境监测站 ， 临河 ０ １ ５ ０ ０ ０ ）
摘要 ：
目前膜 分 离已在 分离过程 中成 为最新 的技 术之 一 ， 但膜 的污染问题 限制着膜的广泛应用 。因此 ， 对
膜 污染以及膜清洗技术的研究具有重要 意义。本文概述 了膜 污染 的机理 、 预防措施及其 清洗 方法。
ｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｓ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｂ ｏ ｔ ｔ ｌ ｅ ｎ ｅ ｃ ｋ ｌ ｉ ｍｉ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｗ ｉ ｄ ｅ ｒ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｓ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｏ ｆ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｆ ｏ ｕ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｓ
１ ． １ 膜 污染 定义
浓差 极 化 ： 由于 膜 的 选 择 透 过 性 ， 被 截 留组 分 在 膜 料
液侧表 面积 累， 边界层 渗透压升高 ， 使得膜 的渗透通 量下降 ； （ ２ ） 膜孑 Ｌ 阻塞 ： 被分离溶质在膜表面或膜孔 内
形成 阻塞 ， 造成 通 量 下 降 ； （ ３ ） 膜孔吸附 ： 被 分 离 溶 质