2)浓度极化及凝胶层 对于油水体系,由于存在浓度极化,在膜表面的溶质浓度[15,16]跨越某一定值,其在膜面构成凝胶层,凝胶层会附着在膜表面,从而堵塞膜孔,造成污染。对于此类污染可以通 过脉冲法来控制膜污染的大小,即把稳态的流体变成脉动流,这样可以大大增大溶质的传 质系数,从而减少浓度极化,这样凝胶层就不会形成,可以减少膜污染。
3)膜孔粘附
随着膜过滤的开始,即膜与料液一旦接触,膜污染就已经开始了,并且无法完全消除, 大分子溶质、微粒、胶体颗粒与膜相互作用粘附在膜表面,来自优I尔Y论S文C网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766 造成膜性质的改变。膜面电荷 受到料液性质影响,从而膜的截留效果[17,18,19]。某些膜材料具有可离解基团同时带有很强 的极性,在与料液接触时,由于溶剂感化或离解感化的作用,使膜的表面也具有一定的电荷性,在与料液中带电的溶质发生了互相感化时,当料液与膜表面带有不同电荷,两者就 会互相靠近,从而导致膜表面吸附溶质。
4)微生物污染
不仅单个细菌有可能会像颗粒那样堵塞膜孔造成污染,而且细菌等微生物粘附在膜的 表面会形成菌群,菌群的分泌物就会有利于细菌和有机物相互粘连,从而形成菌膜,菌膜 附着在膜表面难以清除。
1。3。2 阻力分析
膜污染之后,会使膜的纯水通量和膜的分离效果发生不可逆的变化。因此研究膜的过 滤阻力的分析对于研究膜污染和膜清洗方法具有重要指导意义[20,21]。在膜开始过滤的一段 时间内,膜的纯水通量会随着时间的延续发生急剧下滑的现象。这一般认为是料液中的某 些小于孔径颗粒在过滤过程中直接穿过膜的表面而将大的膜孔径堵住,此时料液通过膜孔 的阻力大大增加,从而导致膜的纯水通量下降。在膜的阻力分布中,膜的自身阻力与浓度 极化产生凝胶层的阻力占据了很大一部分,此结论对于膜清洗具有重要意义。
1。4 膜清洗的方法
在上述介绍膜污染时,也简单的提到了控制膜污染的方法。然而无论什么样的控制方 法都不能完全清除膜污染,只要膜分离存在,膜污染就会存在。随着时间的延续,膜污染 对膜分离效果的影响就会越来越大,为了提高膜的分离效率,膜清洗技术也在不断发展, 膜清洗可以恢复膜的纯水通量、延长膜使用寿命,从而节约成本。
1。4。1 清洗机理
1。4。2 清洗方法
根据膜的基本特性,例如膜的强度、耐腐蚀性、耐高温、抗氧化性等和污染物的基本 物化性质,源G于J优L尔V论N文M网WwW.youeRw.com 原文+QQ75201`8766 例如不同温度下的溶解度、污染物的电荷性、能与什么溶液进行反应等,我们 选择不同的清洗方法,常见的膜清洗方法有[22]:
1)物理清洗
1。 高速水流冲洗:利用高速的水流带走膜面的污染物
2。 海绵球机械洗:有利于有机物污染物的清洗
3。 反冲洗:在膜的透过一侧吹送气体或液体,来清洗膜面杂质
4。 脉冲电场清洗:利用脉冲电场来去除污染物