水處理滲透膜污染防治與清洗指導(dǎo)手冊(cè) (一)

水處理滲透膜污染防治與清洗指導(dǎo)手冊(cè)

目錄

1.前言..............................................................2

2.污染物的類別.......................................................2

2.1.無機(jī)污染物...................................................2

2.2.有機(jī)污染物...................................................2

2.3.微生物污染物.................................................3

2.4.膠體污染.....................................................3

3.膜污染的影響因素及其防治.........................................3

3.1.膜污染的影響因素............................................3

3.2.膜污染的防治.................................................3

3.2.1.膜表面改性.............................................3

3.2.2.料液預(yù)處理.............................................4

3.2.3.操作條件的優(yōu)化.........................................4

4.膜法處理污水回用過程中如何防治膜污染............................4

4.1.預(yù)處理工藝的選擇............................................5

4.1.1.污水中無機(jī)結(jié)垢物質(zhì)引起的膜污染的預(yù)處理工藝選擇........5

4.1.2.污水中膠體引起的膜污染的預(yù)處理工藝選擇................6

4.1.3.污水中有機(jī)物引起的膜污染的預(yù)處理工藝選擇..............6

4.1.4.污水中微生物引起的膜污染的預(yù)處理工藝選擇..............7

4.2.膜材料及膜孔徑的選擇........................................8

4.2.1.膜材料的選擇...........................................8

4.2.2.膜孔徑的選擇...........................................9

4.3.結(jié)語.........................................................9

5.膜的清洗........................................................10

5.1.物理清洗....................................................10

5.1.1.等壓沖洗...............................................10

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5.1.2.反沖洗.................................................10

5.1.3.氣液混合振蕩清洗技術(shù)..................................10

5.1.4.負(fù)壓清洗...............................................10

5.1.5.機(jī)械刮除...............................................10

5.1.6.電清洗.................................................10

5.2.化學(xué)清洗....................................................11

5.2.1.堿性清洗劑.............................................11

5.2.2.酸性清洗劑.............................................11

5.2.3.酶清洗劑...............................................11

5.2.4.表面活性劑.............................................11

5.2.5.消毒清洗劑.............................................12

5.3.生物清洗....................................................12

1.前言

膜污染現(xiàn)象在多孔膜中較為常見，發(fā)生污染的最直觀表現(xiàn)就是通量的持續(xù)降

低，一般用通量下降的程度以及污染物的質(zhì)量來描述污染的狀況。

2.污染物的類別

2.1.無機(jī)污染物

以壓力為驅(qū)動(dòng)的膜分離系統(tǒng)中，由于膜的截留作用，在膜表面會(huì)發(fā)生體系中

組分的濃縮，導(dǎo)致濃差極化現(xiàn)象的產(chǎn)生。對(duì)于可溶性的組分來說，當(dāng)離子的含量

積超過其溶解度后就會(huì)在膜表面和孔內(nèi)形成沉淀或結(jié)垢。無機(jī)類污染物最主要的

是鈣和鋼等的硫酸鹽和碳酸鹽所形成所謂的水垢層，其中以CaCO3和CaSO4最為

常見。在大多數(shù)情況下，無機(jī)與有機(jī)污染物之間還存在著相互促進(jìn)的作用，加劇

膜的污染。

2.2.有機(jī)污染物

有機(jī)污染物主要為細(xì)菌胞外聚合物(EPS),蛋白質(zhì)、多肽、脂肪類和多糖等大

分子類的物質(zhì)，其中含有活性基團(tuán)的大分子物質(zhì)可能與金屬離子Ca?+,Mg??和

Ba?+等相互作用在膜的表面形成凝膠層，從而可使膜的通量下降或膜的過濾阻力

上升。

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2.3.微生物污染物

微生物污染主要是由微生物及其代謝產(chǎn)物組成的粘性物質(zhì)。膜的表面易吸附

腐殖質(zhì)、聚糖脂和微生物進(jìn)行新陳代謝活動(dòng)的產(chǎn)物等大分子物質(zhì)，具備了微生物

的生存條件，極易形成一層生物膜，因此造成膜的不可逆堵塞，使水通量下降。

2.4.膠體污染

藻類、細(xì)菌和有機(jī)物都可能處于膠體尺寸，這些膠體狀物質(zhì)有可能吸附于膜

表面引起污染。膠體物質(zhì)有不同的起源，它們產(chǎn)生的膜污染亦有很大差別。來自

非生物過程的膠體物質(zhì)有淤泥和黏土等無機(jī)物，它們引起的水通量衰減往往源于

濾餅層污染，它們一般不會(huì)熱力學(xué)不可逆地吸附在膜表面；積聚在膜表面的這些

類型的膠體很容易為水力清洗(如反沖洗和空氣擦洗)所去除。微生物新陳代謝產(chǎn)

生的膠體物質(zhì)往往永久性吸附在膜表面從而引起不可逆的吸附性污染。源于微生

物過程的膠體污染被歸類到微生物污染。

3.膜污染的影響因素及其防治

3.1.膜污染的影響因素

膜本身的特性如膜孔徑及其分布、膜結(jié)構(gòu)、膜的物理特性、膜-溶質(zhì)-溶劑之

間的相互作用；

被處理的污水水質(zhì)，特別是水中有機(jī)物的種類和濃度；

操作條件如污泥泥齡、溶解氧濃度、膜面流速、溫度等；

膜組件的特征尺寸，高度、曝氣系統(tǒng)布置等；

其他因素如微生物種群之間的相互影響、膜本身對(duì)生物膜生長的影響、細(xì)菌

胞外聚合物(EPS)的組成及濃度等。

3.2.膜污染的防治

3.2.1.膜表面改性

膜表面的改性可分為物理改性和化學(xué)改性。

物理改性包括共混和表面層。共混是將親水性高分子與成膜材料進(jìn)行共混，

以改善膜的親水性;表面涂層是指在膜表面上形成一層功能性預(yù)涂覆層，防止膜

材料與溶液中的組分發(fā)生吸附作用，從而提高分離膜的抗污染性。

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3.2.2.料液預(yù)處理

對(duì)料液進(jìn)行預(yù)處理是為了達(dá)到膜組件的進(jìn)水的標(biāo)準(zhǔn)（如反滲透膜要求進(jìn)料污

染指數(shù)SDI小于5）。預(yù)處理是指在原料液過濾前向其中加入一種或幾種物質(zhì)，使

原料液的性質(zhì)或溶質(zhì)的特性發(fā)生變化。

預(yù)處理包括化學(xué)處理和物理處理。

物理處理通常包括預(yù)過濾和離心，以除去可能阻塞膜孔的懸浮顆粒;化學(xué)處

理則包括調(diào)節(jié)料液pH值，使大分子或膠質(zhì)污染物遠(yuǎn)離等電點(diǎn)，以減少形成凝膠

層的趨勢(shì)。二價(jià)離子，如Ca?+和Mg?+等通過在大分子鏈上架橋可以形成沉淀，

而一價(jià)離子相反卻可預(yù)防沉淀和污染。所以人們多通過離子交換以去除多價(jià)離

子。化學(xué)過程還包括沉淀和絮凝，或用專門的化學(xué)藥品抗污或殺菌。

3.2.3.操作條件的優(yōu)化

操作條件的優(yōu)化包括控制初始滲透通量，反向放置微孔膜，利用高分子溶液

的流變特性及脈動(dòng)流操作和鼓泡操作，采用兩相流操作、離心操作、電超濾、振

動(dòng)膜組件和超聲波輻射等。

4.膜法處理污水回用過程中如何防治膜污染

膜污染是指與膜接觸的料液中的微粒、膠體粒子或溶質(zhì)大分子由于與膜的物

理、化學(xué)或生物作用，引起物質(zhì)在膜表面或膜孔內(nèi)吸附、沉積，造成膜孔徑減小

或堵塞，使膜通量變小且分離性能降低的現(xiàn)象。由于膜污染限制了膜的滲透通量,

降低了膜的使用壽命和膜的分離效率，嚴(yán)重制約著膜技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。因此，

關(guān)于膜法處理廢水過程中的膜污染的研究一直備受關(guān)注。

要預(yù)防和控制膜污染，首先要了解各種膜過程的過濾機(jī)理。一般來說，微/

超濾過程主要遵循篩分機(jī)理.，反滲透過程遵循溶解-擴(kuò)散機(jī)理“相應(yīng)地，反滲透

膜的污染一般為膜面污染，而微/超濾膜的污染一般為表面凝膠層污染和孔內(nèi)吸

附及孔堵塞引起的膜污染。表面污染一般為可逆膜污染，而孔內(nèi)堵塞和吸附一般

為不可逆膜污染。

在明確了各種膜過程的過濾機(jī)理以后，可以從以下幾個(gè)方面來預(yù)防和控制膜

污染。

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4.1.預(yù)處理工藝的選擇

預(yù)處理是指在原料液過濾前加入適當(dāng)?shù)乃巹?，以改變料液或溶質(zhì)的性質(zhì)，或

對(duì)料液進(jìn)行絮凝、過濾，去除較大的懸浮粒子或膠狀物質(zhì)，或調(diào)整料液的pH以

去除膜污染物，從而減輕膜的負(fù)荷和污染。

在選擇預(yù)處理工藝之前，首先要明確預(yù)處理的目的。膜前進(jìn)行預(yù)處理主要是

為了防止或減少膜污染，將膜污染降低到最低水平。因此，可以根據(jù)不同膜過程

的需求和進(jìn)水要求選擇合適的預(yù)處理工藝。首先，需在實(shí)驗(yàn)室確定各種膜過程中

的關(guān)鍵污染物，去除或減少對(duì)膜污染起主要作用的關(guān)鍵組分。預(yù)處理的目的并不

是去除所有污染物，而是去除對(duì)膜有污染或損害的關(guān)鍵污染物，因此處理要適度,

過度的預(yù)處理反而會(huì)引起新的膜污染。

4.1.1.污水中無機(jī)結(jié)垢物質(zhì)引起的膜污染的預(yù)處理工藝選擇

在雙膜系統(tǒng)運(yùn)行過程中，結(jié)垢土耍發(fā)生在反滲透膜元件上，如果超濾進(jìn)水中

的硬度和堿度過高，則容易在反滲透膜段發(fā)生結(jié)垢，引起反滲透產(chǎn)水通量快速下

降。因此，要減少反滲透膜段的結(jié)垢污染，需要對(duì)污水進(jìn)行膜前預(yù)處理。防止反

滲透膜結(jié)垢的預(yù)處理方式主要有以下幾種：添加阻垢劑、調(diào)酸、除硬等。

添加阻垢劑可以控制碳酸鹽垢、硫酸鹽垢以及氟化鈣垢，還可以抑制硅垢。

添加的阻垢劑可分為3類：六偏磷酸鈉、有機(jī)磷酸鹽和多聚丙烯酸鹽。添加殂垢

劑的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，膜前無任何處理步驟，且添加劑量可精確控制;缺點(diǎn)是會(huì)

增加濃水COD,高回收率下可能失效，阻垢劑含量高或阻垢劑種類選擇不當(dāng)時(shí)仍

有可能堵膜。

通過調(diào)酸，可使碳酸鈣維持溶解狀態(tài)。調(diào)酸處理的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，污水

pH不高時(shí)，成本低于除硬處理;缺點(diǎn)是調(diào)酸處理對(duì)Ca、Mg離子無去除作用，濃

水側(cè)Ca、Mg離子含量仍較高，且對(duì)管路防腐要求較高。此外，僅采用加酸控制

碳酸鈣結(jié)垢時(shí)，要求濃水中的LSI或S&DSI指數(shù)必須為負(fù)數(shù)。

除硬處理可采用石灰-純堿除硬或氫氧化鈉-純堿除硬。在水中加入氫氧化鈣

可去除碳酸鹽硬度，非碳酸鹽硬度可以通過加入碳酸鈉（純堿）進(jìn)一步降低。石灰

除硬的優(yōu)點(diǎn)是可同時(shí)降低硬度和堿度，比氫氧化鈉成本低，濃水LSI降低明顯；

缺點(diǎn)是泥渣量很大，泥渣沉降或過濾操作繁瑣。氫氧化鈉除硬的優(yōu)點(diǎn)是泥渣量少;

缺點(diǎn)是對(duì)堿度去除效果不好，濃水LSI仍較高，處理成本較石灰法高。

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4.1.2.污水中膠體引起的膜污染的預(yù)處理工藝選擇

膠體污染主要發(fā)生在超濾膜元件上，如果反滲透進(jìn)水中鐵、鎰、硅等含量超

過一定值，則在反滲透膜元件也會(huì)形成污堵，因此，必須控制進(jìn)水中的鐵、錦、

硅等含量。

膠體的粒徑范圍為在水中通常帶電。膠體粒子之間由于靜電斥

力的作用，不會(huì)發(fā)生聚合，很難自然沉降。因此，必須根據(jù)膠體物質(zhì)的特性，在

水中加入特定化學(xué)藥劑或采用其他方法，使其沉淀下來。

超濾膜前脫除膠體的方法主要有凝聚、絮凝(包括電絮凝)、混凝或氣浮等。

凝聚是在廢水中投加帶正離子的混凝藥劑，大量正離子在膠體粒子之間的存在可

以消除膠體粒子之間的靜電排斥，從而使微粒聚結(jié)。常用的凝聚劑有硫酸鋁、硫

酸亞鐵、明磯、氯化鐵等。絮凝是在廢水中加入高分子混凝藥劑，高分子混凝藥

劑溶解后，會(huì)形成高分子聚合物，這種高聚物的結(jié)構(gòu)是線型結(jié)構(gòu)，線的一端粒著

一個(gè)微小粒子，另一端拉著另一個(gè)微小粒子，在相距較遠(yuǎn)兩個(gè)粒子之間起著黏結(jié)

架橋的作用，使得微粒逐漸變大，最終形成大顆粒的絮凝體，加速顆粒沉降。常

用的絮凝劑有聚丙烯酰胺(PAM)、聚鐵(PE)等。凝聚與絮凝結(jié)合在一起使用的過

程為混凝過程。混凝定原水的懸浮物、有機(jī)物及膠體物質(zhì)等雜質(zhì)都有去除效果，

操作簡單，處理成本低，是目前國內(nèi)外應(yīng)用最普遍的水處理方法。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，

一般混凝+過濾可去除60%的膠體硅，混凝土澄清過濾可去除90%的膠體硅。

4.1.3.污水中有機(jī)物引起的膜污染的預(yù)處理工藝選擇

在污水處理過程中，脫除和濃縮有機(jī)物是主要目標(biāo)。在雙膜系統(tǒng)運(yùn)行過程中，

有機(jī)物引起的膜污染在超濾和反滲透膜段都有體現(xiàn)。由于煉油污水中的大分子有

機(jī)物相對(duì)較多，因此超濾膜段大分子有機(jī)物引起的膜面污染可能較反滲透膜段更

為嚴(yán)重。有機(jī)物容易吸附在膜面上引起膜通量急劇下降，當(dāng)高分子質(zhì)量的有機(jī)物

為憎水性或帶正電荷時(shí)，這種吸附過程更易進(jìn)行;當(dāng)pH>9時(shí)，膜表面及有機(jī)物均

呈負(fù)電荷，因此，高pH有利于防止有機(jī)物污染。但以乳化狀態(tài)出現(xiàn)的有機(jī)物會(huì)

在膜表面形成有機(jī)污染薄層，引發(fā)嚴(yán)重的膜性能衰減，必須在預(yù)處理部分除去。

目前來說，膜前預(yù)處理去除有機(jī)物的方式可分為以下2大類：物理化學(xué)法和

生物法。物理化學(xué)法主要包括吸附法、絮凝劑混凝沉淀法、高級(jí)氧化法;生物法

主要為膜前深度生化處理，包括接觸氧化、BAF、A/O、A/O/O等。其中，吸附

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法常用的吸附劑為活性炭，但活性炭吸附費(fèi)用較高，并且再生困難，容易產(chǎn)生二

次污染。絮凝法可有效去除水中的懸浮性物質(zhì)，防止膜發(fā)生膠體污染。高級(jí)氧化

法可有效去除水中難降解有機(jī)物。生物法如接觸氧化和BAF可有效降低水中的有

機(jī)物、氨氮、油，并截留大量懸浮物，BAF尤其對(duì)氨氮去除效果好。不同的預(yù)處

理方法各有優(yōu)勢(shì)，必須結(jié)合實(shí)際廢水水質(zhì)篩選出相應(yīng)的有機(jī)物去除手段。

4.1.4.污水中微生物引起的膜污染的預(yù)處理工藝選擇

微生物污染是指微生物在膜水界面上積累、凝結(jié)形成一層生物膜，影響摸系

統(tǒng)性能的現(xiàn)象。細(xì)菌的大小一般為1~3Hm.微生物可以看成是膠體物質(zhì)，可以按

照膠體污染的預(yù)處理方法或在超濾膜系統(tǒng)得到去除。然而，微生物的繁殖能力很

強(qiáng)，在適宜的生存條件下會(huì)迅速生長。

膜元件容易受到微生物污染的原因有3種：一是膜系統(tǒng)具有較大的膜表面

積，增加了黏附細(xì)菌的可能性;二是膜的過濾會(huì)將細(xì)菌遷移至膜表面;三是預(yù)處理

也是生物污染源，預(yù)處理投加的絮凝劑、殺菌劑或阻垢劑過量，會(huì)成為微生物的

營養(yǎng)源，并且膜組件內(nèi)部的潮濕陰暗為微生物生長提供了理想環(huán)境。若在污水進(jìn)

入膜系統(tǒng)前不對(duì)微生物加以殺滅，這些微生物將以膜為載體借助濃水段的營養(yǎng)鹽

而繁殖生長，嚴(yán)重威脅膜系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行。因此，污水在進(jìn)入膜系統(tǒng)前必須

進(jìn)行合理的殺菌處理，有效的除菌手段是保證膜系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素。

殺菌按性質(zhì)可分為化學(xué)殺菌和物理殺菌。化學(xué)殺菌主要采用殺菌劑，殺菌劑

的作用方式可分為殺菌作用和抑菌作用。污水處理中常用的殺菌劑可分為無機(jī)殺

菌劑和有機(jī)殺菌劑，也可按化學(xué)性質(zhì)分為氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌劑。無機(jī)

殺菌劑以氧化型為主，如二氧化氯、液氯、臭氧等，有機(jī)殺菌劑主要是陽離子的

季鏤鹽類物質(zhì)。

氧化性殺菌劑是強(qiáng)氧化劑，能夠氧化微生物體內(nèi)起新陳代謝作用的酶而殺滅

微生物。氧化性殺菌制的特點(diǎn)是殺菌速度快、成本較低，但藥劑使用過程存在一

定的安全隱患;非氧化性殺菌劑是以致毒劑作用使微生物的酶系統(tǒng)失去活性，破

壞細(xì)胞的新陳代謝，破壞細(xì)胞壁、細(xì)胞膜或其他特殊部位，它的作用不受水中還

原性物質(zhì)的影響，對(duì)pH變化不敏感。非氧化性殺菌劑可以彌補(bǔ)氧化性殺菌劑的

不足。

物理殺菌方式主要有超聲波與磁場(chǎng)組合殺菌、變頻電脈沖殺菌和紫外線殺菌

等。超聲波與磁場(chǎng)組合殺菌能夠自動(dòng)周期性地、有規(guī)律地產(chǎn)生各種頻率的強(qiáng)大直

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流脈沖電磁波，直接擊穿細(xì)菌的細(xì)胞壁而導(dǎo)致細(xì)菌死亡，同時(shí)污水在這種直流脈

沖電場(chǎng)作用下，迅速發(fā)生微弱的氧化還原反應(yīng)，在陽極區(qū)附近產(chǎn)生一定量的氧化

性物質(zhì)與細(xì)菌作用，破壞了細(xì)菌正常的生理功能，使細(xì)胞膜過氧化而死亡，從而

達(dá)到殺菌目的。紫外線殺菌是通過紫外線照射來達(dá)到殺菌目的，紫外線對(duì)微生物

的核酸可以產(chǎn)生光化學(xué)危害，紫外光被微生物的核酸吸收，一方面可使核酸突變,

阻礙其復(fù)制、轉(zhuǎn)錄，封鎖蛋白質(zhì)的合成;另一方面產(chǎn)生自由基，可引起光電離，

從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡，達(dá)到殺菌目的。紫外線殺菌的優(yōu)點(diǎn)是不需要向水中投加化學(xué)

品，設(shè)備維護(hù)要求低，僅需定期清洗或更換水銀蒸汽燈管;缺點(diǎn)是該法僅適用于

較干凈水源。變頻電脈沖殺菌是讓細(xì)菌觸電，外加交變電場(chǎng)會(huì)形成跨膜電位而穿

透細(xì)胞膜，導(dǎo)致微生物死亡。

化學(xué)殺菌劑的殺菌率大小依次主要受殺菌劑種類、殺菌劑濃度、殺菌劑作用

時(shí)間的影響。聚酰胺反滲透膜表面通常顯負(fù)電性，為了保持膜通量和脫鹽率，盡

量選擇和膜表面荷電性相同的殺菌劑。

4.2.膜材料及膜孔徑的選擇

421,膜材料的選擇

膜材料是膜技術(shù)的核心。污染物在膜上的吸附是由于膜、溶劑、污染物之間

相互作用的結(jié)果，當(dāng)然還與膜表面性質(zhì)和膜孔徑筆因素有關(guān)。針對(duì)污染物的性質(zhì)，

選擇合適的耐污染膜材料，可以有效地減少膜對(duì)污染物的吸附。

膜材料的選擇主要是基于膜材料的親疏水性、機(jī)械強(qiáng)度、荷電性能、耐化學(xué)

清洗性能及表面粗糙度等指標(biāo)。

污水體系中很多污染物都是帶電荷的。金屬氫氧化物膠體一般帶正電，很多

聚合物絮凝膠體帶負(fù)電，正確判斷污水中主要污染物的荷電性對(duì)選膜具有重要意

義。如果超濾膜所帶電荷與污水中的主要污染物所帶電荷相同，由于排斥作用則

將降低膜污染。此外，改變污水pH可以改變膜表面Zeta電位，因此，也可以通

過調(diào)節(jié)污水pH來減緩膜污染。

對(duì)于膜材料親疏水性能的選擇，一般來說，親水性的膜在水處理中具有更好

的抗污染能力，這是由于水中的污染物大部分為疏水性物質(zhì)。但是，由親水材料

制成的親水膜化學(xué)穩(wěn)定性稍差，pH使用范圍較窄，而由像PVDF等疏水性高分子

材料制成的疏水膜，因其化學(xué)性能更為穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度高，而被廣泛采用。為改

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進(jìn)疏水膜的抗污染能力，膜廠家一般采用不同的化學(xué)改性方法，使原疏水膜改性

為偏親水膜。目前超濾采用的多為經(jīng)過改性的親水膜，親水程度因各廠家改性方

法的不同而不同。

4.22膜孔徑的選擇

適宜孔徑的膜對(duì)防止膜污染有重要作用，因此確定膜材料以后，還要選擇適

當(dāng)?shù)哪た讖?。這就需要首先進(jìn)行污水水質(zhì)分析，確定污水中的主要污染物及其粒

徑分布，然后根據(jù)污水中的主要污染物粒徑及其分布以及所要達(dá)到的截留率來選

擇膜孔徑。

理論上講，在保證能截留所需粒子或大分子溶質(zhì)的前提下，應(yīng)盡量選擇孔徑

或截留分子質(zhì)量大點(diǎn)的膜，以得到較高透水量。但研究發(fā)現(xiàn)，選用較大孔徑的膜,

盡管初始通量較大，但具有更高的污染速率，長時(shí)間透水量衰減得更快，易使孔

堵塞導(dǎo)致膜污染。因此?，膜孔徑的詵擇應(yīng)比截留物質(zhì)的粒徑要小，這樣不僅可以

獲得好的處理效果，還可減少膜孔溶質(zhì)吸附和堵塞造成的污染。但孔徑越小，流

體阻力越大，通量越小。

有研究報(bào)道，膜的截留分子質(zhì)量(MWCO)應(yīng)比待分離顆粒相對(duì)分子質(zhì)量小一

個(gè)數(shù)量級(jí)。當(dāng)膜孔小于粒子或溶質(zhì)的尺寸時(shí)，由于橫切流作用，它們?cè)谀け砻婧?/p>

難停留聚集，不易堵孔。也有研究表明，膜孔堵塞主要和顆粒粒徑與膜孔徑的比

值(dp/dm)有關(guān);當(dāng)dp/dm<2.4時(shí)，以顆粒物質(zhì)在膜上形成的膜孔堵塞為主;而當(dāng)

2.4<10時(shí)，以顆粒物質(zhì)在膜表面形成的沉積濾餅層造成的膜孔阻塞為主。由此可

見，在選擇膜孔徑時(shí)，過大的膜孔徑反而容易造成膜污堵更嚴(yán)重，且不容易清洗。

因此,要根據(jù)污水體系的主要污染物粒徑分布，結(jié)合以上經(jīng)驗(yàn)選擇適當(dāng)?shù)哪た讖健?/p>

4.3.結(jié)語

在膜法污水回用過程中，膜污染是一個(gè)不可避免的問題，也是阻礙膜技術(shù)應(yīng)

用的重點(diǎn)和難點(diǎn)。膜污染限制了膜的滲透通量，使膜的使用壽命縮短，造成摸分

離性能下降和分離效率降低。影響膜污染的因素很多，它不僅與膜本身的特性有

關(guān)，也與膜組件、系統(tǒng)操作條件等有關(guān)。

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5.膜的清洗

5.1.物理清洗

5.1.1.等壓沖洗

適用于中空纖維組件。沖洗時(shí)首先降壓運(yùn)行，關(guān)閉濾液出口并增加原水進(jìn)入

速率，此時(shí)中空纖維組件內(nèi)壓力隨之升高，直至達(dá)到中空纖維外側(cè)腔體操作壓力

相等，即膜兩側(cè)壓差為0,這樣滯留于膜表面的溶質(zhì)分子懸浮于溶液中并隨濃縮

液排出。

5.1.2.反沖洗

指從膜的透過側(cè)通過液體沖洗，將膜面污染物除去的方法。同時(shí)應(yīng)該考慮在

較低的壓力下進(jìn)行（0.1MPa左右），以免引起膜破裂。

5.1.3.氣液混合振蕩清洗技術(shù)

氣液振蕩清洗方法是在膜組件的內(nèi)腔鼓入壓縮空氣，伴隨著反洗的透過液，

使中空纖維在空氣泡和水流的作用下晃動(dòng)振蕩，抖落或沖掉中空纖維外表面附著

的污染物。

5.1.4.負(fù)壓清洗

類似于反壓清洗原理，清洗時(shí)使膜組件接在泵的吸程上，造成膜的功能面壓

力低于膜的另一面壓力，從而使透過液逆流透過膜來達(dá)到清洗膜面及膜孔內(nèi)的污

染物。

5.1.5.機(jī)械刮除

對(duì)管式組件可采用軟質(zhì)泡沫塑料球、海綿球，對(duì)內(nèi)壓管膜進(jìn)行清洗，在管內(nèi)

通過水力讓泡沫塑料球、海綿球反復(fù)經(jīng)過膜表面，對(duì)污染物進(jìn)行械性的去除。該

法適用于以有機(jī)膠體為污染成分的膜表面的清洗。

5.1.6.電清洗

在膜上施加電場(chǎng)，則帶電粒子或分子將沿電場(chǎng)方向移動(dòng)，通過在一定時(shí)間間

隔內(nèi)施加電場(chǎng)，且在無需中斷操作的情況下從界面上除去粒子或分子。清洗劑的

選擇決定于污染物的類型和膜材料的性質(zhì)。在清洗方案的選擇中，應(yīng)考慮以下因

素:清洗設(shè)備的要求，膜的類型和清洗劑的相容性，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料，污染物的

鑒定，對(duì)使用過的清洗液的排放條件及由此造成的影響。

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5.2.化學(xué)清洗

許多化學(xué)試劑對(duì)去除污染物和其他沉積物是有效的?；瘜W(xué)清洗實(shí)際上涉及到

所使用的化學(xué)藥劑和污垢、沉積物和腐蝕產(chǎn)物及影響通量速率和產(chǎn)水水質(zhì)的其他

污染物的反應(yīng)。

5.2.1.堿性清洗劑

常用的是氫氧化物和磷酸鹽等。其中氫氧化物是指在某種程度上能溶解

SiO2,皂化脂類和溶解蛋白質(zhì)的物質(zhì)。磷酸鹽呈弱堿性，其清洗效果有限，常被

用作分散劑、溶解磷酸鹽、調(diào)節(jié)pH值、乳化脂類和膠溶蛋白等。

5.2.2.酸性清洗劑

1）硫酸

可用于較寬的溫度范圍，不揮發(fā)，其成鹽的溶解度較硝酸和鹽酸小，其反應(yīng)

劇烈，使用時(shí)有一定的危險(xiǎn)性；

2）鹽酸

最常用的一種清洗用酸，溶解能力強(qiáng)，廣泛用于去除SiO2以外的無機(jī)污垢和

堵塞物，且適用于低溫，但清洗過程