5.3  测定BSA通量的仪器和操作 10

5.4 结论 12

5.5 测定不同电压下膜通量的变化 12

5.6  测定不同PH下BSA膜通量的变化 13

5.7  测定电流对膜纯水通量变化的影响 13

5.8  测定不同的PVDF膜在相同的电压下BSA的通量变化 15

5.9  PVDF膜的通电清洗通量恢复率 16

5.10  电场对TOC去除率的影响 17

5.11 电场对膜表面污染物去除的影响 18

总结 20

致谢 21

参考文献 22

 1  绪论

    膜是膜技术的核心,决定膜的功能又包括膜材料的化学性质及膜的结构[1]。膜材料[2]的分类主要有以下几种:无机膜材料与有机高分子膜材料[3]。这两种膜主要有三个应用领域:液体分离膜材料、气体分离膜材料、荷电膜材料。

随着膜的广泛使用,膜污染[4]的问题引起了越来越多人的关注。任何膜只要投入使用就会有污染的存在,膜污染是处理物料中的微粒、胶体粒子或微粒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征的不可逆变化现象[5]。在膜污染的初始阶段, 粒径小于膜孔径的污染物颗粒会进入膜孔,其中一些由于吸附力的作用被吸附于膜孔内,减小膜孔的有效直径。在PVDF-g-PAA超滤膜的制备研究这篇期刊中,施柳青等人提出以DMF和NMP为溶剂制备的PVDF-g-PAA膜孔表面致密,透过通量小,对BSA截留率高；而以DMSO为溶剂制备的PVDF-g-PAA膜表面孔径较大,透过通量最大,对BSA的截留率迅速下降[6],这足以说明膜孔的有效孔径影响着过滤的效果。当膜孔吸附趋于饱和时,微粒开始在膜表面形成滤饼层随着更多微粒在膜表面的吸附,微粒开始部分堵塞膜孔,最终在膜表面形成一层滤饼层,跨膜通量[7]趋于稳定。

 1．1  研究进展

膜污染[8]的作用机理是当过滤开始后蛋白质沉积在膜的表面,随着过滤的进行,未凝聚的蛋白质由于与二硫化物的相互作用,对已聚集的蛋白质产生化学吸附,其中除了二硫化键以外, 范德华力、静电作用、憎水性氢键等都对蛋白质聚合和膜污染有影响。归根结底, 膜污染导致的后果就是膜通量下降, 原因可以归结为以下4点：（1）浓差极化。(2)膜孔阻塞。（3）膜孔吸附。(4)形成凝胶层。为了减轻和控制膜污染,我们可以有以下几个措施：(1)预处理。其中预处理的方式可以分为以下几种：

1、提高膜元件抗污染能力和优化膜组件结构

膜材质、孔径、粗糙度、亲/疏水性、表面电荷等都在一定程度上影响膜污染的速率,通常认为无机膜如陶瓷膜、金属膜等比有机膜具有更强的抗污染能力,但无机膜制造成本高,限制了它的广泛使用,因此研制低成本的无机膜是膜元件的一个重要发展方向。对有机膜而言,除选用抗污染能力较高的材料制造膜原件外,对现有膜原件进行表面改性从而改变膜面性质也是获得高抗污染能力膜元件的一个有效途径。 

2、优化系统运行的操作条件

针对不同的MBR运行状况,测出临界膜通量或临界TMP,保持系统在临界值以下运行是减缓膜污染、提高膜通量的有效方法 。需要注意的是,临界膜通量或临界TMP通常都由短期实验测得,而MBR在长期运行时会发生短期实验中并不明显的轻度膜污染的积累,因此系统即使在临界值以下运行,最终也会出现TMP骤增或膜通量骤减的情况。