1.膜污染的成因及分析方法
一般认为,膜污染可以分为物理污染与化学污染。物理污染包括膜表面的沉积和膜孔孔内的堵塞,这与膜孔结构、膜表面的粗糙度、溶质的尺寸和形状有关;化学污染包括膜表面和膜孔内的吸附,这与膜表面的荷电性、亲水性、吸附活性点及溶质的荷电性、亲水性及在溶液中的溶解度等有关。膜污染机理研究主要从理论和分析方法两方面来探讨膜通量下降的原因、确定影响膜污染的各种因素,从而指导膜污染控制方法和清洗方法的研究。理论分析中常用的污染模型包括阻力模型和阻塞模型。
2.韦伯斯特超滤膜的污染及对策研究
2.1韦伯斯特超滤膜污染的形成
海水对韦伯斯特UF膜造成污染的物质主要有无机盐(CaSO4,CaCO3等),有机物(腐殖酸等)、胶体(硅酸铝胶体等),细菌和悬浮固体等。这些物质与膜存在物理化学作用或机械作用,在膜表面或膜孔内附着、沉积,使膜孔径变小或堵塞,造成了UF膜不可逆污染。Ning报道,氢氧化铁、氢氧化铝和硅等胶体,可通过交联有机或无机聚合物增大颗粒直径,形成凝胶态和无定形态污染物。
2.2超滤膜污染的研究方法
1)国内外常用SDI(污染指数)和MFI(修正污染指数)来表示超滤膜的进水和出水水质,表征超滤膜的处理效果。
2)对韦伯斯特超滤膜表面污染状况的研究则常采用电子显微镜(SEM)、气-质联用(GC-MS)和超声波装置等仪器设备。
3)Brehant用SEM观测海水(FeCl3为絮凝剂)污染的UF膜,并用能谱分析发现污染层中含有镁、铝、硅、钾、钙和铁,这些物质可能来源于淤泥、石灰岩、粘土和藻类。GC-MS高温分解沉积层发现:多聚糖是主要成份,占48%,其次是多羟基芳烃类物质,而氨基糖和碳氢化合物几乎没有。
4)超声法是考察膜污染的一种新型方法,该法特点是只对膜表面状况敏感。
5)柴国墉等用超声时域反射法(UTDR)区分膜污染与浓差极化或者可能的膜形变对通量的影响,对膜污染进行了创造性研究。结果表明,在线超声时域反射法可以利用反射波的振幅和回声抵达超声传感器的时间来监测浓差极化、膜污染(例如CaSO4污染),也可以用来测量膜的压紧度和污染层厚度。
2.3韦伯斯特超滤膜海水淡化预处理污染对策
当膜污染严重时,必须对韦伯斯特UF膜进行清洗,以确保UF过程的正常运行.近来,国内外在UF膜污染的理论研究与应用实践的基础上,积累了不少行之有效的经验和方法,例如强化过滤操作、改变进水水质、开发新型便利的清洗、反冲技术等。通常,提高料液流速(强化过滤操作之一)是最可行的操作,它可以改善膜面料液的水力学条件,减小膜面流体边界层厚度,降低浓差极化,延缓凝胶层的形成,减少膜污染。