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海水淡化装置膜法预处理的膜污染问题

发布时间:2018-04-16 11:12:57 浏览次数:397
 

            海水淡化装置膜法预处理的膜污染问题

海水淡化装置超滤膜具有多孔致密表皮层和海绵支撑层组成的不对称结构,有利于水在小阻降条件下 通过,而不易污堵,约1/um厚的表皮层上的细微小孔可制备成多种不同尺寸规格的孔径, 具有筛分功能。超滤膜孔径大小按截留分子量区分大致在1000500000Dalton范围,相对孔径尺寸约为0.002O.lum超滤膜过滤是在压力为驱动力的作用下,含杂质的水溶液通 过以超滤膜作为过滤介质时,水和溶解性盐类的小分子能透过膜,而颗粒直径大于膜孔径的 杂质,如悬浮物、胶体、蛋白质、细菌等物质被截留,达到水的除浊功能。超滤膜过滤过程 是过滤-气水反冲洗交错循环的过程。当超滤膜有污染时,需进行加药的化学加强反洗 (CEB)和化学清洗CIP)来恢复超滤膜的产水通量。

(1)超滤膜的污染和控制超滤膜污染研究一直是国际淡化界关心的热点问题。海水对UF膜造成污染的物质主要有有机物(腐殖酸等)胶体硅酸铝胶体等)、细菌和悬浮 固体等。这些物质与膜存在物理化学作用或机械作用,在膜表面或膜孔内附着、沉积,使膜 孔径变小或堵塞,造成了UF膜不可逆污染。如氢氧化铁、氢氧化铝和硅等胶体,可通过交 联有机或无机聚合物增大颗粒直径,形成凝胶态和无定形态污染物。

当膜污染严重时,必须对UF膜进行清洗,以确保UF过程的正常运行。近年来,国内 外在UF膜污染的理论研究与应用实践的基础上,积累了不少行之有效的经验和方法,例如 强化过滤操作、改变进水水质、开发新型便利的清洗、反冲技术等。

对含悬浮微粒或胶状物的海水可采用砂滤、微滤或加混凝剂、絮凝剂等方法;对富含微 生物的海水可添加杀菌剂或先进行紫外线杀菌以避免微生物对膜的污染和侵蚀。通常在UF 系统的进水中加入少量FeCl3絮凝剂。这种微絮凝预处理对UF膜污染起到很好的缓解作 用:①减少进入UF膜孔的污染物量,微絮凝预处理可使小分子溶解性有机物聚集或吸附在 金属氢氧化物上形成絮体,从而被截留在膜表面,不能进入膜孔内;②改善UF膜表面沉积 层的性质,经过微絮凝预处理后颗粒尺寸增大,形成的滤饼层阻力减小,渗透通量增大。混 凝预处理基本消除了膜孔污染,并且大大降低了膜表面滤饼层污染阻力;与直接UF相比, 混凝-UF组合工艺对溶解的天然有机物的去除率较高,DOC去除率从28%升髙到53%, UV254去除率从40%提高到78%。

UF膜进行反冲和清洗是防治膜污染的有效措施之一,反冲和清洗可使膜表面及膜 孔内所吸附的污染物脱离滤膜,从而使通量得以恢复。反冲包括直接反冲、化学强化反 CEB)和气体强化反冲AEB)。通常CEB采用的试剂为NaCIOH202清洗包 括负压清洗、反压清洗、低压高流速清洗、机械清洗、化学清洗等。其中,定期化学 清洗是最常见的清洗方式,化学清洗采用的试剂通常为NaCIOEDTAHN03和柠檬 酸等。

(2)纳滤膜污染和控制,由于海水成分复杂性以及纳滤膜纳米级膜孔与特殊荷电 性,纳滤在海水软化过程中的膜污染现象和机理较其他膜(微滤、超滤、反渗透)过程更为 复杂,已成为纳滤大规模应用于海水软化领域的瓶颈之一。

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