膜污染防治与清洗指导手册完整版

膜的清洗

1、物理清洗

1）等压冲洗

适用于中空纤维组件。冲洗时首先降压运行,关闭滤液出口并增加原水进入速率,此时中空纤维组件内压力随之升高,直至达到中空纤维外侧腔体操作压力相等,即膜两侧压差为0,这样滞留于膜表面的溶质分子悬浮于溶液中并随浓缩液排出。

2）反冲洗

指从膜的透过侧通过液体冲洗,将膜面污染物除去的方法。同时应该考虑在较低的压力下进行(0.1MPa左右),以免引起膜破裂。

3）气液混合振荡清洗技术

气液振荡清洗方法是在膜组件的内腔鼓入压缩空气,伴随着反洗的透过液,使中空纤维在空气泡和水流的作用下晃动振荡,抖落或冲掉中空纤维外表面附着的污染物。

4）负压清洗

类似于反压清洗原理,清洗时使膜组件接在泵的吸程上,造成膜的功能面压力低于膜的另一面压力,从而使透过液逆流透过膜来达到清洗膜面及膜孔内的污染物。

5）机械刮除

对管式组件可采用软质泡沫塑料球、海绵球,对内压管膜进行清洗,在管内通过水力让泡沫塑料球、海绵球反复经过膜表面,对污染物进行械性的去除。该法适用于以有机胶体为污染成分的膜表面的清洗。

6）电清洗

在膜上施加电场,则带电粒子或分子将沿电场方向移动,通过在一定时间间隔内施加电场,且在无需中断操作的情况下从界面上除去粒子或分子。清洗剂的选择决定于污染物的类型和膜材料的性质。在清洗方案的选择中,应考虑以下因素:清洗设备的要求,膜的类型和清洗剂的相容性,系统的结构材料,污染物的鉴定,对使用过的清洗液的排放条件及由此造成的影响。

2、化学清洗

许多化学试剂对去除污染物和其他沉积物是有效的。化学清洗实际上涉及到所使用的化学药剂和污垢、沉积物和腐蚀产物及影响通量速率和产水水质的其他污染物的反应。

1）碱性清洗剂

常用的是氢氧化物和磷酸盐等。其中氢氧化物是指在某种程度上能溶解SiO2,皂化脂类和溶解蛋白质的物质。磷酸盐呈弱碱性,其清洗效果有限,常被用作分散剂、溶解磷酸盐、调节pH值、乳化脂类和胶溶蛋白等。

2）酸性清洗剂

a.硫酸

可用于较宽的温度范围,不挥发,其成盐的溶解度较硝酸和盐酸小,其反应剧烈,使用时有一定的危险性;

b.盐酸

最常用的一种清洗用酸,溶解能力强,广泛用于去除SiO2以外的无机污垢和堵塞物,且适用于低温,但清洗过程中可能产生HCl气体对钢材有腐蚀作用;

c.硝酸

反应剧烈,溶解度大,可钝化不锈钢、铝等,应用的范围较硫酸、盐酸更广,但对低碳钢有轻微的腐蚀;

d.柠檬酸

固体,易处理、危险小,与堵塞物形成的盐溶解度较大,即使在碱性条件下,对铁离子的络合力大,也难以形成氢氧化物沉淀,但常需在温度80～100℃下使用,且清洗所需的时间较长。

3）酶清洗剂

该类清洗剂对有机物特别是蛋白质、油脂类的污染物的清洗是有效的,其缺点是价格昂贵,反应速度慢,需要长时间的浸渍。

4）表面活性剂

主要有阴离子、阳离子和非离子3种表面活性剂。他们可以改善清洗剂和膜面沉积物的接触,减少水的用量,缩短清洗所需的时间。

5）消毒清洗剂

这类物质一般具有较强的氧化能力,在消毒的同时,能有效的去除膜污染物中的有机成分,使膜的通透能力得到较好的恢复。常用的有次氯酸钠以及过氧化氢等。

a.次氯酸钠

能够非常有效的去除有机污染物,化学反应速度快,清洗所需的时间短。但其腐蚀性强,特别在低pH的情况下,对不锈钢有明显的腐蚀作用。当清洗温度较高时,其中溶解的氯气会逸出,对人的呼吸系统有害。

b.过氧化氢

是一种二元弱酸,遇光、氧化物、还原物即分解,产生大量的泡沫,是一种较温和的消毒杀菌剂。质量分数为1.2%的水溶液对清除有机物质所堵塞的微滤和超滤膜具有良好的效果。所选定的膜污染的清洗技术必须能够有效的去除膜的污染物,使膜的正常通透能力和分离性能得到较为明显的恢复。

理想的清洗剂应该具备以下的特征：能松动或溶解膜的污染物,不能导致新的污染的产生或堵塞,对膜本身及管路系统不能有腐蚀作用,清洗速度快,对膜表面及系统有消毒作用,化学稳定性强,无毒、安全,对环境影响小,成本低。

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