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如何控制反渗透膜的有机物污染?

来源:海德能膜公司作者:海德能膜发表时间:2018-05-28 15:55:14

  如何控制反渗透膜的有机物污染?有机物中的腐殖酸、多糖、蛋白质等均会导致严重的膜污染。因此,进行反渗透膜有机污染控制研究势在必行。目前,反渗透膜有机污染控制方法主要有进水预处理、操作条件优化、添加阻垢剂、膜表面改性、清洗等,均能在一定程度上减缓反渗透膜的有机污染。

如何控制反渗透膜的有机物污染?

  一、进水预处理

  反渗透膜的性能与进水水质息息相关,因此对进水进行预处理是十分必要的。传统的预处理方法包括调节pH、混凝、深层过滤、吸附、溶气气浮和低压膜过滤(超滤和微滤)等,可以对悬浮固体、浊度和有机物等进行有效的去除。

  1、用超滤、磁性离子交换树脂-超滤和磁性离子交换树脂-混凝-超滤对反渗透进水进行了预处理。超滤能够有效去除进水中的高分子质量天然有机物,在试验时间内(48h)控制反渗透膜的有机污染。在超滤前加磁性离子交换树脂处理可以增加对相对分子质量大约在700~900的中分子质量天然有机物以及相对分子质量低于200的低相对分子质量天然有机物的去除。而磁性离子交换树脂-混凝-超滤与磁性离子交换树脂-超滤相比,仅仅略微提高了对中相对分子质量以及低相对分子质量组分的去除。两种组合工艺均能减缓反渗透膜的有机污染。

  2、就3种浸没式膜混合系统作为预处理系统进行了研究。试验结果表明:浸没式膜混凝吸附混合系统(SMCAHS)效果较好,含有0.5mg/L的Fe3+和0.5g/L的粉末活性炭就能使超过72%的溶解性有机碳(DOC)得以去除,特别是除去了大量的生物聚合物和腐殖质,明显减缓了污染的趋势。

  3、对活性污泥处理单元的二次出水进行了预处理,分三级:强化处理、适度处理和较低限度处理。膜的性能随预处理变化而变化,研究建议进行强化预处理(用三氯化铁和聚电解质混凝并且在高pH下沉淀)以保护膜。

  4、研究了膜生物反应器(MBR)和传统活性污泥加三级膜过滤两种预处理方法对反渗透污染的影响。研究结果表明:膜生物反应器对反渗透污染减缓的效果好于传统活性污泥加三级膜过滤。

  二、优化操作条件

  反渗透系统的操作条件,包括温度、错流速率、初始通量,会影响反渗透膜的有机污染程度。因此,在满足生产需要的基础上,控制初始通量略低于临界通量,较高的错流速率和合适的温度均利于减缓反渗透膜的有机污染。

  1、研究发现,在pH分别为4.9和7时,随着温度的升高,Zeta电位略微变正,导致了牛血清蛋白分子间及牛血清蛋白与膜表面之间静电斥力的降低,加速了牛血清蛋白在膜表面的累积,反渗透膜蛋白质污染加重。与之对应的是,温度越高,水通量下降越迅速,同样表明较高温度下反渗透膜蛋白质污染越重。因此控制合适的温度将减缓反渗透膜的蛋白质污染。

  2、研究发现,随着初始通量的增加,水通量下降趋势越明显。另外,在高初始通量下腐殖酸污染层是厚且致密的,而在低初始通量下污染层是疏松且不完整的。高初始通量引起的浓差极化导致了膜表面腐植酸和盐浓度的增加,促进了反渗透膜的腐植酸污染。由此需控制初始通量在一定范围内,以减缓反渗透膜的腐植酸污染。

  3、研究发现,当操作压力低于临界压力时,在反渗透膜表面的上方仅存在浓差极化层,而当操作压力超出临界压力时,在反渗透膜表面和浓差极化层之间会形成污染层。因此建议控制初始通量略微低于临界通量以较小化反渗透膜污染,同时较大化生产力。

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