超滤膜设备的清洗方法与污染危害分析

     在实际运行的工艺中，过滤方式主要有2 种，一种是恒压过滤，一种是恒流过滤。恒流过滤只能短时间内接受由于不可逆污染产生的长时间膜渗透能力的衰减和水质的季节性变化。与此相反，恒压过滤需要控制压力，短时间原水水质变化和长时间膜的渗透能力的衰减，通过控制TMP 来弥补。Xiaoyan Guo [25]建议当原水温度低于5℃时，应该采用恒压过滤，在其它情况下，采用错流过滤(TMP≤0.1 MPa)。采用这种方法，能够使膜的不可逆污染最小化，以保证获取稳定的通量，使膜的运行时间更长。

　　膜的清洗

　　物理清洗

　　正向冲洗能够冲走在膜表面产生浓差极化的污染物，并且作为反冲的补充部分把反冲后被冲下来的污染物从膜组件内冲走。在进物理膜清洗过程中，利用短时间的反向跨膜压力，渗透水被强迫反方向通过膜，使膜的滤饼层或胶体膨胀，脱离膜壁，最后被冲走。通过向原水中投加PAC 时发现，顺着膜丝方向，污染最严重的是膜丝进口，其次是出口，最后是膜组件的中间。然而清洗效果却相反，说明反洗的水力应该足够强大足以打乱纤维中PAC 的积累或堵塞才能达到较好的清洗效果。并且指出反洗压力应该超过2 倍过滤压力。UF 在相同水回收率的情况下操作，反洗的频率不但与通量无关，而且反洗能够缩短膜的工作寿命，同时与正冲相比能量消耗更高[19]。

　　化学清洗

　　采用不同单一的化学药剂和同时采用2 种化学药剂对膜过滤地表水过程中产生的不可逆污染进行清洗得出，NaCl(浓度0.1 mmol·L-1)和EDTA(浓度20 mmol·L-1)联合使用对不可逆污染无效，而Lee H 等认为与酸和碱溶剂相比，高离子浓度的溶液(浓度0.1 mol·L-1 的NaCl)能够有效地恢复由NOM 造成的UF 的污染。在pH 为1 时，草酸比盐酸的效果好，可能是由于草酸可作为配位体的缘故。仅使用盐酸不能够把污染物从膜上去除;浓度0.1 mol·L-1 NaOH 的药剂比酸溶液(草酸和盐酸)效果好很多。酸碱联合使用不如单独使用NaClO;酸和NaClO 联合使用效果最好，酸能够使膜污染的有机物从膜表面或者膜孔中释放出来，NaClO 能够把其降解或去除。Boksoon Kwon [18]等对微囊藻产生的膜污染进行清洗，用NaOH 清洗30 min，效果不如NaClO，这说明，NaClO 效果比NaOH 好，可能是NaClO 充当溶胀剂，能破坏膜与污染物之间的联系。NaClO 与NaOH 联合使用清洗对由藻类产生的污染能够收到较好的效果。主要是NaClO 与NaOH 联合使用能够破坏膜和污染物之间的联系。通过水解和增溶作用，NaOH 能够增加溶质的溶解性，改变NOM 的形态，使污染层变成更加疏松、开放的结构[19]。

　　超滤膜材质污染的实际意义

　　采用超滤膜设备处理地表水的过程中，膜的污染是制约这种技术广泛应用的一个障碍。很多的因素都可能促使膜污染的形成或加剧，从而导致膜的渗透通量的下降，这样不但增加了运行成本，也增加了能耗和化学药剂的消耗，缩短膜的寿命，从而使废物的产量增加。在小试和中试中，尽管有很多的模型和理论能够预测膜运行过程中污染发生机理和状态，但是在实际的运用过程中还有很多问题需要解决。所以需要从膜本身的特性，处理的原水，实际工程中膜的污染及运行情况加以研究，以便有效地引导膜的实际运行。