超滤膜污染的原因危害及处理办法

超滤膜在水处理中的污染及其控制措施关键词：超滤膜膜污染污染机理一、前言膜滤技术在水处理工艺中应用得到飞速发展，它能有效地分离去除水中的微生物、细菌、无机颗粒和有机物质等，并且具有处理水质稳定高效、占地面积小、节省药剂投加量、易于实现自动化操作等优点。

但由于膜表面极易污染堵塞，造成膜通量减少，只有通过增加反冲洗频繁，保证制水能力，导致膜的使用寿命大大缩短，从而增加了运行和经营成本。

膜过滤工艺的最终目标是要实现最低能耗下的高膜通量，现以陕西陕焦化工有限公司（下称陕焦）脱盐水站程控超滤的运行状况为基础分析如何控制膜污染速度。

二、膜污染过程机理掌握膜污染的机理是膜滤技术的关键，影响膜污染的最主要的因素是处理溶液中粒子与膜材料的互相作用，广义的膜污染不仅包括由于堵塞引起的污染，不可逆的吸附污染，而且包括由于浓差极化形成的凝胶层的可逆污染。

在水处理中比超滤膜孔径大的溶解性有机物是构成膜污染的主要成分，产生的膜阻力超过总膜阻力的50%，整个膜污染过程分为三个阶段：第一阶段是随着生物聚合物浓度的不断提高，可供使用的活性孔数量越来越少；第二阶段是迁移性生物聚合物沉积在孔内吸附的生物聚合物上，从而形成膜污染。

第三阶段，越来越多的迁移性生物聚合物聚集在膜表面，形成凝胶层和泥饼层。

随着生物聚合物浓度的变化，膜污染阶段可以合并变成两个阶段或阶段之间可相互转换。

三、膜污染的影响因素影响膜污染的因素主要有：膜结构及特性、膜使用条件、原水水质。

1.膜结构及特性膜结构及特性对控制膜污染十分重要。

在超滤过程中，膜、溶质和溶剂之间的相互作用受到膜材质、膜孔结构、膜的憎水性、膜表面电荷、膜的表面粗糙度等因素的影响，同时膜表面特性对于细菌的生存也起着重要作用。

当膜孔与粒子或溶质的尺寸相近时，极易产生堵塞作用，而当膜孔小于粒子或溶质的尺寸时，由于横切流作用，它们在膜表面很难停留聚集，不易堵孔。

膜孔径分布或分割分子量敏锐性，也对膜污染产生重大影响。

超滤处理高藻水过程中膜污染特性及控制研究共3篇超滤处理高藻水过程中膜污染特性及控制研究1超滤处理高藻水过程中膜污染特性及控制研究随着工业化和城市化的不断加快，水资源的供需矛盾不断加剧。

同时，水质也面临着日益严峻的挑战，其中藻类水华污染也不容忽视。

藻类水华是指水中藻类数量异常增加，形成一定密度的藻类生物群落的现象。

藻类会利用水中营养物质大量繁殖，使得水质急剧下降，造成环境污染、水生态系统的破坏，甚至对人体健康构成一定威胁。

针对藻类水华的处理方法很多，其中超滤是目前较为常见的一种处理方式。

超滤是一种压力驱动的膜分离技术，其微孔膜可以去除水中的悬浮物、胶体物质、大分子有机物和微生物等颗粒，同时保留水中的小分子有机物、无机盐等。

超滤的好处在于能够高效、快速地去除水中的污染物，同时使水质稳定，桥接了传统物理化学处理和后续的生物处理两个阶段，为水源净化提供了一条新的途径。

然而，超滤处理藻类水华也存在一些膜污染问题，主要表现为：1. 挂膜污染：藻类水华中含有大量的胶体质，粘附在膜上，导致膜孔阻塞，降低了膜通量和水处理效率。

2. 膜污染：当水中有较高的有机物和微生物时，容易滋生膜污染物质，使膜表面出现结垢，破坏膜分离效果。

3. 段污染：由于膜孔小，水通量低，容易在膜表面形成局部的水流沉积，导致局部压力过高，甚至发生膜猝发。

因此，膜污染是超滤处理藻类水华的关键问题之一。

为了更好地控制膜污染，可以从以下几个方面入手：1. 操作条件优化：包括温度、pH值、清洗剂种类和清洗时间等，从而减少反冲洗的次数和强度。

2. 先进的预处理措施：如氧化法、Fenton法、超声波等先进氧化技术（AOP）处理前进行预先处理，能够使膜污染物质变为容易分离的物质。

3. 对膜材料的优化：采用新型的膜材料，如纳米氧化锆膜（ZrO2），膜孔径比常规膜小，能够更有效地去除藻类水华中的胶体物质。

4. 膜回收：采用污染物的物理、化学、生物修复等方法，使膜恢复原来的性能。

超滤膜污染类型及原因超滤过程中的膜污染被理解为在保持透过液流量不变的情况下，跨膜压力（TMP）逐渐增加的现象（反之亦然，即进料压力不变的情况下，透过液流量逐渐减少），这通常是由于进料中污染物沉积或吸附在膜表面或膜孔内部引起。

膜表面的污染有时也会由以下原因造成：•预处理不充分•上游工艺混凝剂投加过量•材质（如泵、管道等）选择不当•化学加药系统出现故障•反冲洗不充分及停车不当•操作控制不当•长期缓慢积累的沉淀物•进料成分发生改变•进料或透过液中生物污染•进料中油和无机物污染从污染的机理来看，污染基本上可分为三类，即形成滤饼层、膜孔吸附和膜孔堵塞。

滤饼层通常由于污染物尺寸过大无法进入到膜孔内，从而沉积在膜表面引起，对水的透过造成额外阻力，导致跨膜压力升高。

膜孔吸附通常发生在污染物尺寸小于膜孔径时，污染物沉积在膜孔内壁上，造成孔径减小，增加了水的流动阻力。

最后，当污染物尺寸大小与膜孔径相当时就会出现膜孔堵塞，导致膜孔的数量下降，也增加了水的流动阻力。

根据污染物的性质，污染也可分为以下四类：颗粒污染：此类污染是由进料中含有的有机和无机颗粒物、悬浮固体、胶体以及浑浊物所引起，这些污染物的尺寸通常大于膜的孔径，可以通过上游预处理（如絮凝、沉淀、澄清或介质过滤）来降低。

此类污染常见的清洗方法是空气擦洗和反洗。

生物污染：此类污染是由微生物在膜上附着和生长所引起，可能还会形成粘性生物膜。

可以通过在线加氯或杀菌剂，以及使用吸附（如粉末活性炭或颗粒活性炭）消除营养物，或在上游进行混凝来减少生物污染。

生物污染常用的清洗方法是使用氧化剂或杀菌剂（如次氯酸钠、氯气、过氧化氢、亚硫酸氢钠）进行清洗。

无机污染：此类污染是因无机物（如钙、镁、铁、锰）在膜上沉淀所引起，可以通过氧化/沉淀和过滤预处理，或者在某些情况下使用低硬度水源进行碱性化学加强反洗来减少。

无机污染常用的清洗方法是使用酸（如盐酸、硫酸、柠檬酸或草酸）进行化学加强反洗或者化学清洗。

水处理中超滤膜污染成因及其控制方法研究摘要：为应对人均淡水资源较低的问题，需要开展环保工程水处理工作，使水资源的利用率能显著提高。

目前主要是利用净化、沉淀等方式来对水资源进行净化处理，但随着水资源污染的逐步严重，对于水资源的净化处理有了更高的要求。

超滤膜技术是基于传统技术的升级，来提升水处理的效率和效果。

相关部门应结合实际来加强环保工程水处理中超滤膜技术的应用和研究，从而促进水处理工作开展。

关键词：水处理；超滤膜；污染成因；控制方法1超滤膜技术概述随着人们对水资源使用需求的不断增加，污水处理的急迫性也更高，可以有效解决我国环境面临的问题，因此，要加大超滤膜技术的普及力度，充分发挥超滤膜技术的价值，使环境工程得到更有效地发展。

传统水处理技术通常使用消毒剂和净水装置净化水资源，虽然其净化效果显著，但会对水质产生一定的破坏，而超滤膜技术可以改善这一问题，该技术既可以使水资源得到有效处理，还可以降低对水质的破坏。

利用超滤膜技术可以使污水中的杂质得到有效过滤和处理，不会对环境造成影响，在确保水质的同时，还可以有效控制污水处理成本。

超滤膜技术相较于传统的污水处理技术，操作更加简单，减少了人工的使用量，使资源得到有效利用。

作为一种新型、高效的水处理技术，超滤膜技术弥补了传统水处理技术的不足。

传统水处理技术的每一个处理过程都要用到化学药剂，但是在超滤膜处理技术中化学药剂的用量非常少，因而降低了化学污染发生的概率。

另外，超滤膜技术基本实现了设备自动化，很少用到人工操作，既降低了成本，还能够保护人们的生命安全。

超滤膜技术在实施过程中，化学性质和物理性质非常稳定，能够承受强酸碱、高温和抗水解等极端环境，技术的安全程度很高。

该技术主要是利用过滤膜净化和过滤水资源，有效分离其中的有害物质，使水资源能够得到循环利用。

在处理电子工业废水时，要考虑其特殊性质，保证过滤膜具有抗腐蚀性能，不会受到酸性物质的腐蚀。

2环保工程污水处理现状分析环保工程污水处理的问题主要包括了以下几个方面：首先是缺乏完善的基础设施。

超滤膜污染预防与控制技术摘要：以超滤技术为核心的组合工艺作为微污染水源水处理的一项新技术，引起了人们越来越多的关注，成为给水处理领域研究的热点，也为农村和小城镇水厂提供了很好的处理工艺，但膜污染一直是超滤技术在实际工程中推广应用所面临的一大障碍。

总结了近年来超滤膜污染预防与控制方面的新进展，包括膜污染的成因及机理、膜污染防治以及膜清洗方法等，并提出了今后超滤膜污染研究的重点和方向。

关键词：超滤；膜污染；膜通量；清洗膜分离技术由于无相变、能耗低、体系干净等优点，应用范围越来越广泛，特别是对处理热敏物质领域如食品、药物和生物工程产品，显示出极大的优越性，与传统分离操作相比，不仅可避免组分受热变性或混入杂质，还具有显著的经济效益, 因而发展相当迅猛。

但在膜分离过程中存在膜污染现象，使膜的渗透通量及截留率等性能发生改变，膜的使用寿命缩短，极大地影响了膜分离技术的实际应用，膜污染分析及膜污染清洗的研究已成为膜分离技术研究中的一个热点问题。

1膜污染的形成1.1 膜污染定义。

膜污染是指处理物料中的微粒、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，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象[1]。

对于膜污染, 应当说，一旦料液与膜接触，膜污染即开始。

操作运行开始后，由于浓差极化产生，尤其在低流速、高溶质浓度情况下，在膜面达到或超过溶质饱和溶解度时，便有凝胶层形成，导致膜的透量不依赖于所加压力，引起膜透过通量的急剧降低影响其性能。

1.2 超滤膜污染的成因及机理关于膜污染机理没有统一的理论，但文献中一致肯定的是原液中的粒子与膜材料的相互作用是影响膜污染的最主要因素。

通常认为膜污染主要由浓差极化、滤饼层的形成和压缩、吸附、孔堵引起的。

超滤过程中膜的吸附现象被认为是造成膜污染的关键。

由于膜组分的化学性质、结构不同，产生吸附作用的机理也不同，一般可分为范德华力、静电作用、疏水性、氢键等。

水处理中超滤膜污染成因及其控制方法研究摘要：超滤膜的污染问题一直困扰着水处理领域的发展，不仅会降低膜的性能，还会对膜的使用寿命造成严重的损害。

为此，本文将深入探讨超滤膜的污染机理，并提出一系列有效的控制措施，包括膜前预处理、膜清洗、改性膜的应用，以及超滤和其他工艺的联合控制，从而有效地减少膜的污染，并为未来的膜污染防治提供可靠的参考。

关键词：超滤；膜污染；预处理；膜清洗；改性膜引言：超滤膜的孔径介于20~50nm之间，它可以有效地去除大部分颗粒和胶体，并且具有较低的驱动压力，从而有效地保证饮用水的安全性。

然而，由于孔径狭小，超滤膜会截留或吸附溶液中的大分子污染物，而且还会与水中的污染物发生反应，导致膜孔径变小、堵塞甚至破坏膜结构，从而降低了膜的渗透通量，严重阻碍了膜技术的发展和膜产业的发展。

随着环境污染日益严重，膜污染已经成为限制超滤技术应用的主要因素之一，因此，有效地解决膜污染问题显得尤为重要。

一、超滤膜污染机理及类型（一）膜污染的形成机理“膜污染”通常指的是在超滤过程中，由于某些因素，如固态颗粒、有机物和大分子物质，会对膜造成损害，从而影响其透水和分离能力。

这些因素可以通过机械截留和物理化学反应来产生影响，并可能会导致膜的孔径减小甚至堵塞。

当污染物从超滤膜表面渗入时，较小的颗粒会被超滤膜捕获，而较大的颗粒会被截留，从而使得污染物在超滤膜表面的浓度不断上升，最终超出膜内的主要浓度，形成一个明显的浓度梯度。

随着超滤膜的使用时间延长，其表面上的微粒会积聚，这会增加滤水的阻力，从而导致膜的污染程度加剧。

通常，膜污染的机制可以分为滤饼过滤、完全堵塞、中间堵塞和标准堵塞四种类型[1]。

（二）膜污染类型在实践中，膜污染的类型可按照污染物种类分为固体颗粒污染、有机污染、无机污染和微生物污染。

此外，膜污染还可以根据其形成的位置来划分，如表面沉积污染和内部阻塞污染。

膜污染还可以根据其是否能够被消除来划分，如果是，则属于可消除性污染。

超滤膜在水处理中的污染及其控制措施超滤膜污染控制技术是超滤膜技术推广的关键，超滤膜污染受到膜结构和特性，温度、压力、水中杂质、原生水质等因素的影响，造成超滤膜通水量减少、能耗增加、生产成本升高。

超滤膜清洗时比较复杂，并且还要使用化学药剂，会对周围水质造成再次污染。

超滤膜清洗难度大，在对超滤膜进行清洗过程中要对超滤膜污染问题进行区别对待，提前做好各项准备，当超滤膜污染超标时，及时地进行超滤膜清洗。

通过超滤膜与粉末活性炭的组合工艺、混凝剂超滤膜组合工艺等工艺创新可以提高超滤膜污染工作效率。

本文通过对超滤膜在水处理中污染的原理和特点的分析，根据对超滤膜污染影响因素的探究，提出超滤膜在水处理中的污染控制措施，以期促进超滤膜技术的发展。

标签：超滤膜；水处理；污染；控制措施引言随着科学技术的发展，膜过滤技术得到较快的发展，使用膜过滤技术可以有效去除水中的微生物、细菌、无机颗粒和有机物，超滤膜水处理技术具有良好的物化性能和分析性能，能够满足环境工程水质要求。

超滤膜技术可以实现对水的净化、浓缩、分析，有效实现水体净化，并且成本低，有着较好的发展前景。

可以通过促进科技创新，逐步转变经济发展方式对超滤膜进行技术创新，促进企业健康发展，企业在获得经济效益的同时可以获得社会效益和生态效益。

1、超滤膜技术概念1.1 超滤膜技术工作原理。

超滤膜技术是在压差推动力作用下进行的筛孔分离过程，即在一定的压力作用下，当含有大、小分子物质两类溶质的溶液流过被支撑的膜表面时，溶剂和小分子溶质（如无机盐类）将透过膜，作为透过物被收集起来；大分子溶质（如有机胶体等）则被膜截留而作为浓缩液被回收，从而可以实现对水质净化和浓缩，分离出相关溶液的技术。

超滤膜技术在应用中介于微滤和纳滤之间，膜孔径范围为0.005-0.1μm，截留分子量为1000-500，000道尔顿左右。

超滤膜工作原理主要体现在一定压力下进行过滤的半透性的膜。

受到压力的作用，溶液中的溶剂和低分子量的溶质会通过超滤膜上的孔洞到达膜的另一侧。

—354—技术改造超滤系统是目前在工业废水处理与回用工程中广泛采用的水过滤与净化装置，主要是通过超滤膜组的物理过滤作用，对水中的杂质颗粒物及各种金属和非金属矿物质等进行过滤和清除，以满足污水回用的使用要求。

但是在长期过滤过程中，系统超滤膜表面会被其所截留的各种固体杂质所覆盖，继而导致过滤膜孔堵塞和水透膜压力增加，严重影响废水过滤效率。

因此，需要根据超滤膜的污染情况，不定期地对超滤膜进行清洗。

目前对于超滤膜污染主要采用物理清洗与化学药剂清洗的办法。

实践证明，根据污染类型和污染程度选择合适的清洗办法可达到理想的清洗效果，可使膜的过滤性能得到完全恢复，使污水回用系统的处理能力和回收能力得到提高。

本文结合水处理生产实际，对超滤系统污堵原因及清洗措施进行了分析和探讨。

1.超滤膜污染堵塞的原因分析超滤膜污堵的根本原因是由于来水中存在一定的浊度和有机物所致。

在超滤系统运行一段时间后，超滤膜必然会出现不同程度的膜孔道污堵的问题，这就是膜污染问题。

来水质量越差，其所含的污染因子越多，则膜污堵越严重，污堵越频繁。

超滤膜孔道污堵主要表现为产水通量逐渐下降，膜两侧进出口压差不断上升；如果污堵严重，则有可能因压差过高而造成膜断丝等不可逆的损伤，使超滤产水水质下降。

因此，在超滤系统运行时，岗位人员必须密切关注超滤系统的产水通量和膜两侧进出口压差，发现有污堵现象时及时对超滤膜进行清洗。

钢铁厂水处理环节的超滤膜污堵物主要为铁、锰等金属离子及其它一些胶体、小分子有机污染物。

2.超滤膜清理的方法超滤膜清理主要有物理法和化学法两种。

其中物理法主要是利用人或水流的机械力清除膜表面污染物，整个过程不发生任何化学反应；化学法是利用可与污染物发生反应的化学药剂，使之与膜表面滤饼发生化学反应来达到清除膜污染物和清洗膜的目的。

物理清洗法主要包括手工擦洗法、等压水力冲洗法、反向冲洗法、热水冲洗法等。

对于牢固附着于膜表面的铁锰胶体滤饼，虽然反冲洗等一些物理方法可起到显著的清洗效果，但污染物残留较多，难以彻底清除。

超滤装置故障原因及处理方法
超滤装置的故障原因和处理方法如下：
1. 滤膜堵塞：滤膜表面积过大或滤膜孔径过小，容易堵塞。

处理方法是清洗滤膜或更换新的滤膜。

2. 泄漏：超滤装置中的管道或密封件出现泄漏。

处理方法是检查泄漏点，修复或更换泄漏部件。

3. 过高的进水压力：超滤装置在设计压力范围之外工作，导致装置异常。

处理方法是检查进水系统的压力控制装置，调整压力至合适范围。

4. 水质变化：超滤装置进水中的悬浮物和胶体颗粒浓度过高，导致滤膜堵塞或损坏。

处理方法是预处理进水，如添加沉淀剂、过滤、调整pH值等。

5. 过高的操作温度：超滤装置在高温环境下工作，导致滤膜变形或老化。

处理方法是降低操作温度，选择适用于高温环境的材料。

6. 操作不当：超滤装置的操作维护不当，导致故障。

处理方法是培训操作人员，确保其掌握正确的操作方法，并按时进行维护保养。