膜污染
- 格式:ppt
- 大小:1.77 MB
- 文档页数:17
膜的污染及其控制方法以下的三种污染即沉淀污染、吸附污染、生物污染,有时会同时发生,而且发生一种污染又可能加速另一种污染。
进行膜处理时,应对原水组分进行分析,识别造成膜污染的主要原因,以便更好地消除影响,延长膜的使用寿命。
1 沉淀污染以压力为推动力的膜分离技术有反渗透(RO),纳滤(NF),超滤(UF)和微滤(MF)。
根据不同膜与水中微粒的相互关系,可知沉淀污染对RO和NF的影响尤为显著。
当原水中盐的浓度超过了其溶解度,就会在膜上形成沉淀或结垢。
普遍受人们关注的污染物是钙、镁、铁和其它金属的沉淀物,如氢氧化物、碳酸盐和硫酸盐等。
设在溶液中有化学反应:x A y- +y B x+ =A x B y当不考虑盐类之间的相互作用时,溶度积K sp = γx A [A y- ] x γ y B [B x+ ] y 为常数。
其中,γ A 、γ B 为自由离子A和B的平均活度系数;[A],[B]为溶液中的摩尔浓度;x,y为化学配比系数。
平均活度系数可用离子强度[I ]的函数来估测:logγ A =-0.509 Z A I 1/2,logγ B =0.509 Z B I 1/2 ;Z A 、Z B 为自由离子的化合价。
对稀溶液,如大多数天然水体,其活度系数γ A 、γ B 近似等于1。
2 吸附污染有机物在膜表面的吸附通常是影响膜性能的主要因素。
随时间的延长,污染物在膜孔内的吸附或累积会导致孔径减少和膜阻增大,这是难以恢复的。
腐殖酸和其他天然有机物(NOM) 即使在较低浓度下,对渗透率的影响也大大超过了粘土或其它无机胶粒。
与纯化水ro膜污染相关的有机物特征包括它们对膜的亲和性,分子量,功能团和构型。
带负电荷功能团的有机聚合电解质(如腐殖酸和富里酸)会与带有负电荷的膜表面之间存在静电斥力。
用在水和废水处理中的聚砜、醋酸纤维树脂、陶瓷和薄表层复合膜表面都带有一定程度的负电荷。
一般来讲,膜表面电荷密度越大,膜的亲水性就越强。
MBR膜系统清洗方案1、MBR膜污染简介MBR膜污染是指在膜过滤过程中,水中的微粒、胶体粒子或溶质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在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞,导致膜通量衰减的现象。
2、MBR膜清洗判定(1)当膜通量降至初始值的60%。
(2)恒流量运行,当跨膜压差TMP上升至60kPa左右。
(3)当每平米膜累积产水量26m 3左右(例如运行通量15LMH 时,运行时间达到90天)。
(4)出现上述任一条件时,建议进行化学清洗。
3、MBR膜清洗注意事项为了最大限度地发挥组件的性能,请注意以下事项:(1)化学清洗膜组件之前,在冲洗组件表面附着污染物时,应采用大水量低水压的冲洗方式,避免水压过高造成膜丝损伤。
(2)膜架拆装及移动过程中应保持产水管路清洁。
(3)清洗过程中,应避免人为操作不当造成膜组件损伤,例如,踩踏、器械划伤等。
(4)膜组件清洗过程中,应保持膜组件湿润状态,避免膜组件风干脱水。
(5)在寒冷地区,建议采用在线清洗的方式,保证清洗水温,避免组件结冰。
风干脱水和结冰都会对膜组件造成不可逆损伤。
4、MBR膜清洗方案选择当物理清洗效果不佳时,可采用化学清洗方法,在清洗前先进行污染物类型的判定,根据污染物不同选择合适的清洗方案;下表为我公司建议的清洗方案:建议化学清洗方案注:(1)如使用非以上药剂或超过浓度上限,请提前咨询我公司,否则出现一切后果自负。
(2)清洗液温度一般可控制在20-35C,提高清洗液温度能够增强化学药剂活性,可以增强清洗效果。
(3)在多种清洗剂复配清洗时,每次清洗后,应排净清洗液,用优质水冲洗干净,PH达到中性,才可再用另一种清洗剂清洗。
5、MBR 膜化学清洗化学清洗可分为原位清洗和离线清洗,具体采用何种清洗方式,需根据现场情况决定。
5.1、原位清洗原位清洗指在膜池进行的清洗方式,是利用固定配置的清洗装置采用一定配比的化学药品溶液对膜组件进行清洗的过程,如下图所示原位清洗清洗步骤:(1)制定清洗方案,停止产水泵和鼓风机,并关闭管路所有阀门;(2)排净膜池内混合液,用清水(膜产水)将膜组件上附着的污泥冲洗干净,再用清水冲洗膜池;(3)待膜池冲洗干净后,通过反洗或其他方式将清水注入膜池到指定清洗液位;(4)向膜池注入清水的同时开启加药系统,将指定种类的药剂按所需浓度注入膜池;(5)开启鼓风曝气系统5-10分钟将药剂混匀后将其关闭;(6)按上表提供的清洗方案进行浸泡(酸洗浸泡过程中每间隔1小时曝气10分钟);(7)清洗结束后,将膜池内药液排净,通过反洗系统注入清水到指定液位后停止反洗,开启曝气系统曝气30分钟;(8)曝气结束后,排净膜池内清水,进入混合液,恢复生产;5.2离线清洗离线清洗是指从膜系统内取出膜单元,在独立的化学清洗池中对膜组件进行清洗的过程,如下图所示。
浅谈膜污染的危害前言膜污染是在过滤过程中,水中的微粒、胶体粒子或者溶质大分子与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在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[2]。
膜受到污染后主要表现为膜的渗透通量减小,同时伴有水质变差,也使膜的使用寿命缩短,加大处理费用。
对于超滤膜来说,一旦水与膜接触污染就开始,随着凝胶层形成,膜的透水量逐渐下降,所加压力的作用逐渐不明显,在此状态下运行的膜使用后必须进行清洗,以恢复其透水性能[3]。
1试验方法和装置如图1所示,炭滤后水又管道进入超滤系统的原水箱,经过超滤装置进入产水箱。
系统设置水泵、流量计、真空表及阀门。
图1 浸没式超滤系统处理工艺流程图1-PLC自控系统;2-原水水箱;3-浸没式超滤组件;4-曝气头;5-曝气风机;6-反冲电磁阀;7-反冲泵;8-产生压力表;9-产水电磁阀;10-產水泵;11-产水箱;12-加药系统。
2试验结果与讨论为了研究操作条件对浸没式超滤膜污染的影响,试验从改变运行周期设计了3组试验,一组试验周期为1周,然后进行化学维护性清洗(次氯酸钠有效氯浓度224mg/l),保证初始条件基本相同,再进行下一组试验。
浸没式超滤系统在不同操作条件下跨膜压差变化值如下表1。
表 1 浸没式超滤系统不同操作条件下跨膜压差变化值表3是浸没式超滤系统不同操作条件下跨膜压差变化值。
由表3可知,不同运行周期下,浸没式超滤系统膜污染变化较大。
不同操作条件下,膜污染跨膜压差变化如下图2至图4。
图2 运行1分钟、停止1分钟跨膜压差变化图3 运行5分钟、停止1分钟跨膜压差变化图4 运行10分钟、停止1分钟跨膜压差变化从图2、图3和图4可以得出,运行时间对浸没式超滤膜影响最大,运行时间越长,膜污染增长越快。
抽吸时间越短,可能主要为吸附污染,膜表面形成还没有密实,凝胶层中有多个小孔分布,而抽吸时间越长,凝胶层可能变得非常密实,大大降低超滤膜的膜通量,膜阻力增长越快。
水处理中膜污染的三种类型和对应解决方案膜污染是水处理领域中一个常见的问题,主要是指膜表面或孔道的堵塞、污染和破坏,导致膜的通量下降和该除的杂质不能有效地被滤出。
根据不同的污染物性质和膜材料特性,膜污染主要可以分为生物污染、颗粒污染和溶解物污染三种类型。
一、生物污染生物污染主要是指微生物的附着和繁殖导致的膜污染。
微生物能够通过膜孔的大小和形状附着在膜表面,并通过生产胞外聚合物形成胞囊状结构,继而扩散到整个膜。
生物污染会导致膜孔径变小、通量降低,还可能产生胞外聚合物和细胞破裂产物,使得膜表面粘附污染物,影响处理效果。
对于生物污染,常见的解决方案包括:1.物理清洗方法:常用的物理清洗方法有超声波清洗、机械刷洗和高压水清洗等。
这些方法能够有效地去除未附着的生物颗粒和胞囊状结构,但对于附着固化的生物膜效果较差。
2.化学清洗方法:利用氯、过氧化氢、次氯酸钠等强氧化性物质进行清洗,可以有效地杀灭细菌和除去生物膜。
但这些物质需要控制浓度和接触时间,避免对膜材料造成损害。
3.生物清洗方法:采用具有特定酶活性的生物酶来清除生物污染。
生物酶可以通过降解胞外聚合物和细胞破裂物质来清洗膜表面。
这种方法对于附着固化的生物膜有较好的清洁效果。
二、颗粒污染颗粒污染主要是指悬浮颗粒、胶体粒子和碎屑物质的堵塞和附着导致的膜污染。
这些颗粒物质往往会在膜表面形成过滤膜层,层层堆积最终导致通量下降。
对于颗粒污染,常见的解决方案包括:1.物理清洗方法:物理清洗方法包括超声波清洗、涡流清洗和辅助剂清洗等。
这些方法能够有效地去除膜表面的悬浮颗粒和胶体粒子,恢复膜的通量。
2.化学清洗方法:借助化学清洗剂,如酸、碱、表面活性剂等,可以溶解和分散颗粒污染物。
这些清洗剂可以在膜表面形成降低粘附能力的保护膜,防止颗粒继续附着。
3.预处理方法:通过在膜前配置粗滤器、砂滤器或沉淀池等设备,可以在一定程度上去除水中的颗粒物质,减少膜的颗粒污染。
这种方法常用于对水源中颗粒物质浓度较高的情况。
膜的污染及其控制方法控制方法, 污染简介:反渗透系统在日常的运行中,难免会出现系统的无机物结垢、胶体颗粒物的沉积、微生物的滋生、化学污染以及其它问题,这些因素影响着系统安全稳定的运行。
关键字:反渗透结垢胶体污染SDI 化学污染相关站中站:膜技术产品及应用反渗透系统在日常的运行中,难免会出现系统的无机物结垢、胶体颗粒物的沉积、微生物的滋生、化学污染以及其它问题,这些因素影响着系统安全稳定的运行。
下面主要阐述膜系统在日常中出现的问题及控制方法。
一、无机物的结垢在水中存在Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、CO32-、SO42-、PO43-、SiO2等离子。
在一般的情况下是不会造成无机物结垢,但是在反渗透系统中,由于源水一般浓缩4倍,并且pH也有较大的提高,因此比较难溶解的物质就会沉积,在膜表面形成硬垢,导致系统压力升高、产水量下降,严重的还会造成膜表面的损伤,使系统脱盐率降低。
衡量水质是否结垢有两种计算方法:控制苦咸水结垢指标对于浓水含盐量TDS≤10,000mg/L的苦咸水,朗格利尔指数(LSIC)作为表示CaCO3结垢可能性的指标:LSIC=pHC-pHS式中:LSIC:反渗透浓水的朗格利尔指数pHC:反渗透浓水pH值pHS:CaCO3溶液饱和时的pH值当LSIC≥0,就会出现CaCO3结垢。
控制海水及亚海水结垢指标及处理方法:当浓水含盐量TDS>10,000mg/L的高盐度苦咸水或海水水源,斯蒂夫和大卫饱和指数(S&DSIC)作为表示CaCO3结垢可能性的指标。
S&DSIC=pHC-pHS式中:S&DSIC:反渗透浓水的斯蒂夫和大卫饱和指数pHC:反渗透浓水pH值pHS:CaCO3溶液饱和时的pH值当S&DSIC≥0,就会出现CaCO3结垢。
其它无机盐结垢预处理的控制方案碳酸钙结垢预处理的控制方案在反渗透系统的结垢中,以碳酸盐垢为主,大多数地表水和地下水中的CaCO3几乎呈饱和状态,由下式表示CaCO3化学平衡:Ca2+ + HCO3– <---> H+ + CaCO3从化学平衡式可以看出,要抑制CaCO3的结垢,有几种途径:降低Ca2+的含量降低了Ca2+含量,可以使化学平衡向左侧移动,不利于形成CaCO3垢。
膜污染与膜清洗膜的污染与性能劣化膜经过一定时间运行后,膜的性能下降情况大体上可按下表进行划分:膜性能下降表膜性能的变化情况结垢劣化附着层孔目堵塞滤饼:悬浊物凝胶层:溶解性高分子垢层:难溶物质吸附层:溶解性高分子立体的悬浊物:溶解性高分子吸附:溶解性高分子析出:难溶性物质化学性劣化:水解、氧化物理性劣化:被压缩、膜干燥、被划伤生物性劣化:代谢产物膜污染尽管膜分离技术具有优于其它传统分离技术的显著特点与优点,但是依然有其局限性。
膜的使用者在膜芯使用过程中总是可以看到膜的通量在不断的下降,过滤出来的料液性质也有所改变,原因很简单,膜被污染了,通量自然不如以前。
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由于与膜存在物理、化学作用或机械作用而引起的在膜面或膜孔内吸附、沉积或堵塞,使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。
必须首先认识到在工业膜应用中,必须认识到膜污染是不可避免的,而且是伴随着膜的应用而出现,是不可避免的现象。
只能采取各种手段降低膜污染的程度,并通过清洗使膜性能恢复。
需要特别指明和区分的一个现象:膜性能劣化与下降对于结垢来说,膜本身的结构没有发生变化,通过适当的清洗处理就可以使膜的性能全部或部分恢复。
而劣化是膜自身发生了变化,属于非可逆性性能下降。
另外,膜内外表面产生的污垢称为附着层,而膜孔内部产生的垢层称为孔目堵塞。
膜劣化的原因有如下几种情况:1、处理的料液物理化学性质超过膜材质许可的范围:料液酸碱度过高、料液中含有对膜有破坏作用的有机物或氧化物、料液中含有较大颗粒的硬物对膜造成刮伤。
2、由于操作压力过大使膜结构被压密或膜没有保持湿润干燥而产生的物理性劣化;3、使用不适当的膜清洗剂或杀菌剂而使膜发生化学性劣化;4、膜材料被微生物侵蚀而发生生物性劣化等等。
区分两者的重要意义膜污染和膜性能下降都会表现在通量和截留性能上的改变,但是往往很多人混为一谈。
有必要分清楚这两个概念,因为膜劣化造成的性能下降是不可逆的,只能通过换膜来解决,膜污染可以通过膜清洗来恢复的。
膜的污染名词解释膜,是一种常见于日常生活中的物质,具有广泛的应用领域,从科学技术到工业生产,从医疗器械到日常用品,都能看到膜的身影。
而污染,则是当膜表面或内部被外界因素所影响时,膜性能发生了改变,产生了污染物的存在。
在本文中,我们将探讨膜的污染现象及其相关的名词解释。
1. 膜的类型与应用膜,是一种较薄的物质层,具有特殊的物理结构和化学特性。
根据其制备方式和使用范围的不同,膜可分为多种类型,如过滤膜、分离膜、反渗透膜等。
这些膜在不同领域的应用广泛,如水处理、医疗、食品加工等。
2. 膜的污染现象膜的污染现象主要包括表面污染和内部污染两种形式。
表面污染是指膜表面被各种杂质覆盖、沉积或吸附,从而影响膜的透水性和分离性能。
内部污染则是指膜孔隙内部产生的污染物积聚,导致膜的传质效率下降。
3. 膜的表面污染膜的表面污染主要来源于悬浮物、蛋白质、胶体颗粒等。
这些污染物在水处理等应用中普遍存在,会沉积在膜表面形成附着物,称为膜污染层。
膜污染层的形成会导致膜的通量下降、阻力增加,降低了膜的使用寿命。
4. 膜的内部污染膜的内部污染主要来自胶体、沉淀物、微生物等。
这些物质会进入膜孔隙内部,形成膜表面和孔道的封闭性附着物,影响膜的通透性和选择性。
严重的内部污染会引发膜的堵塞和变形,从而使膜丧失分离能力。
5. 膜的污染控制与治理为了防止和减少膜的污染,需要采取一系列控制和治理方法。
首先,合理设计膜系统的操作参数,如水流速度、压力等,以减少对膜的污染。
其次,定期清洗膜表面和刷新膜孔隙,去除附着物和污染物。
最后,选择合适的防污涂层和预处理技术,提高膜的抗污染能力。
6. 膜的污染评价与分析为了对膜的污染程度进行评价和分析,可以采用多种方法,如扫描电子显微镜观察膜表面形貌,测量透水通量和溶质截留率,分析膜周围水体中的污染物浓度等。
通过这些指标的比较分析,可以判断膜系统的污染状况并制定相应的处理策略。
7. 膜污染物的生物降解为了彻底清除污染物并降低膜的污染程度,研究人员也致力于开发膜污染物的生物降解技术。
污水处理中的膜污染控制在当今的污水处理领域,膜技术因其高效的分离性能而得到了广泛的应用。
然而,膜污染问题却始终是制约膜技术进一步发展和广泛应用的关键因素。
膜污染不仅会降低膜的过滤性能,增加运行成本,还会缩短膜的使用寿命。
因此,深入研究膜污染的控制策略具有重要的现实意义。
膜污染是指在膜过滤过程中,污水中的污染物在膜表面或膜孔内的积累和沉积,从而导致膜通量下降、跨膜压差升高以及过滤效率降低等现象。
膜污染的形成机制非常复杂,涉及到物理、化学和生物等多个方面。
从物理角度来看,膜表面的粗糙度和孔隙结构是影响膜污染的重要因素。
粗糙的膜表面容易吸附污染物,而较小的膜孔隙则容易被污染物堵塞。
此外,污水中的悬浮颗粒和胶体物质也会在膜表面形成滤饼层,增加过滤阻力。
化学污染主要是由于污水中的有机物、无机物与膜材料之间发生化学反应,导致膜表面性质的改变。
例如,有机物在膜表面的吸附和沉积可能会引起膜的亲水性下降,从而增加膜与污染物之间的相互作用。
无机物如钙、镁等离子可能会形成水垢,堵塞膜孔。
生物污染则是由微生物在膜表面的生长和繁殖引起的。
微生物会分泌胞外聚合物(EPS),形成生物膜,进一步加重膜污染。
为了有效控制膜污染,需要采取一系列的措施。
首先,优化膜的预处理工艺是至关重要的。
在膜过滤之前,对污水进行适当的预处理,如格栅过滤、沉淀、混凝沉淀等,可以去除污水中的大部分悬浮颗粒、胶体物质和有机物,减轻膜的污染负荷。
其次,选择合适的膜材料和膜组件也能在一定程度上控制膜污染。
具有良好亲水性和抗污染性能的膜材料能够减少污染物在膜表面的吸附和沉积。
同时,合理设计膜组件的结构,如增加膜的装填密度、优化流道设计等,可以提高膜的冲刷效果,减少污染物的积累。
膜的清洗也是控制膜污染的重要手段。
根据膜污染的类型和程度,选择合适的清洗方法,如物理清洗(反冲洗、气水冲洗等)、化学清洗(酸洗、碱洗、氧化剂清洗等)和生物清洗。
定期的清洗可以有效地恢复膜的性能,但需要注意的是,过度清洗可能会对膜造成损伤,缩短膜的使用寿命。
反渗透膜污染的影响因素一.反渗透膜基本概念及原理1.反渗透膜概述反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜,是反渗透技术的核心构件。
反渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下,依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。
反渗透膜的膜孔径非常小,因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。
系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。
反渗透膜一般用高分子材料制成,如醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜。
表面微孔的直径一般在0.5~10nm之间,透过性的大小与膜本身的化学结构有关。
有的高分子材料对盐的排斥性好,而水的透过速度并不好。
有的高分子材料化学结构具有较多亲水基团,因而水的透过速度相对较快。
因此一种满意的反渗透膜应具有适当的渗透量或脱盐率。
2.反渗透膜的类型根据脱盐的需要,经过大量的研究试验,从大量的高分子材料中筛选出了醋酸纤维素(CA)和芳香聚酰胺两大类膜材料。
此外,复合膜的表皮层还用到了其他一些特殊材料。
复合膜的特征是主要由以上两种材料制成,它是以很薄的致密层和多孔支撑层复合而成。
多孔支撑层又称基膜,起增强机械强度的作用;致密层也称表皮层,起脱盐作用,故又称脱盐层。
脱盐层厚度一般为50nm,最薄的为30nm。
由单一材料制成的非对称膜有下列不足之处:1、致密层和支持层之间存在被压密的过渡层。
2、表皮层厚度最薄极限为100nm,很难通过减小膜厚度降低推动压力。
3、脱盐率与透水速度相互制约,因为同种材料很难兼具脱盐和支撑两者均优。
复合膜很好地解决了上述问题,它可以分别针对致密层和支持层的要求选择脱盐性能好的材料和机械强度高的材料。
从而复合膜的致密层可以做得很薄,有利于降低拖动压力;同时消除了过渡区,抗压密性能好。
基膜的材料以聚砜最为普遍,其次为聚丙烯和聚丙烯腈。
因为聚砜价廉易得,制膜简单,机械强度好,抗压密性能好,化学性能稳定,无毒,能抗生物降解。