超滤膜在水处理中的污染及其控制措施

影响膜污染主要有膜或膜组件自身特性、运行条件、原水水质、污泥混合液的性质等四大因素。

膜污染的防制措施

通过有效的技术可以尽量延缓膜污染的进程，降低膜污染的程度，在防控浓差极化和膜污染面的研究主要集中在改良膜的性质、改变原水的特性、优化分离操作条件及对膜进行预处理、定期反冲洗等方面。前面影响因素中已提到很多方面，这里主要对预处理方法和定期反冲洗进行阐述。

1.预处理

它是降低膜污染的研究方法之一，其中包括混凝、吸附、预氧化、预过滤等方法。预处理影响膜的过滤性主要表现为三个方面：改变污染物粒径分布；改变污染物之间相互作用或它们在膜表面的沉积性；抑制微生物生长或是去除可生物降解的微生物。混凝是目前为止用得最为广泛和有效的预处理方法，研究表明投加混凝剂后能大大降低膜污染，增加膜通量，而且比投加活性炭更为有效。活性炭投加能吸附水中8～15μm的颗粒，而这些颗粒是控制膜通量的主要因素。但过多地投加活性炭可能会加剧膜污染，目前国内普遍采用的是2g/L的投加量。采用强氧化剂如氯、过氧化氢、高锰酸钾、臭氧等来氧化和改变有机物组成部分，从而改善出水水质，减轻膜污染。国内外对于预氧化控制膜污染的研究主要限于臭氧。适度的臭氧预氧化能增加了可生物同化有机碳和改善污泥性质,从而可能减轻膜污染，发现臭氧化能够促进活性污泥中微生物细胞的分解和控制丝状菌膨胀，从而减轻膜污染。然而有研究表明臭氧的投加对控制膜污染效果不明显,甚至有可能加重膜污染，而且由于强氧化性，可能会氧化膜，从而损害膜，并容易产生一些副产物，因此预氧化工艺还在不断研究中。使用填充床过滤器或是其它膜预过滤来去除部分可能对后续膜有污染的物质，疏水性粗孔径膜能很好低吸附有机污染物，因此在预处理使用疏水性粗孔径膜非常有效。

2.膜冲洗

研究表明对膜组件进行定期清洗可在很大程度上恢复膜通量。膜的清洗包括物理冲洗、化学冲洗、物化联合冲洗以及电冲洗。物理清洗是用机械方法从膜面上去除污染物,包括多种方法。如正方向冲洗、变方向冲洗、透过液反压冲洗、振动、排气充水法、空气喷射、自动海绵球清洗、水力方法、气液脉冲和循环洗涤等。但该法仅对污染初期的膜有效,清洗效果不能持久。

研究表明:单独进行水反冲洗不能够有效去除膜面的阻垢层。化学清洗实质上是利用化学试剂和沉积物、污垢、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去除膜上的污染物。化学试剂主要包括酸、碱、螯合剂和按配方制造的产品等。采用盐酸、氢氧化钠及次氯酸钠三种清洗剂结合清洗PVDF膜效果很好，但是单独的进行化学清洗只能减小污染物对膜的粘滞性,不能将污染物有效去除，而且进行化学清洗时,水温、加药量及清洗时间是决定清洗效果的重要因素。将物理和化学清洗方法结合使用可以有效提高清洗效果,  如在清洗液中加入表面活性剂可使物理清洗的效果提高。电清洗是一种十分特殊的清洗方法。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。这种方法的缺点是需使用导电膜及安装有电极的特殊膜器。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,使用过的清洗液的排放条件及由此造成的影响。