MBR膜的污染及其清洗技术研究进展

第21卷清洗世界复膜通量，从而起到了减少化学清洗次数，降低清洗费用的作用¨。3)空气反吹清洗：Civisvanathan等对过滤一空气反吹的研究发现¨，过滤15min一空气反吹15min可以获得最佳的透过稳定性和总通量，尽管这种循环操作不能完全清除膜污染，但与连续运行工艺相比，提高了271％的通量。然而空气反吹清洗去除的主要是膜的外部截留污染物，只有化学清洗才能完全清除由大分子物质吸附带来的内部和外部截留物。4)空曝气清洗：空曝气清洗是一种强化水流循环作用的物理清洗方法，就是在停止进出水时，大强度连续曝气2～3d，利用水的循环和剪切力的作用冲脱沉积在膜表面上的污泥层。但只有当膜表面附着的污泥层对膜的过滤造成很大影响时，采用空曝气的冲洗方法才能取得比较显著的清洗效果。而且加大曝气量会粉碎污泥颗粒，导致随后的运行中形成的污泥层更致密，膜阻力上升得更快。5)超声波清洗：超声波清洗是利用超声波在水中引起剧烈的紊流、气穴和震动而达到去除膜污染的目的，清洗速度快，效果好。如附着生长型MBR的污染膜表面粘性较大，常规物理清洗效果差，采用超声波清洗能使膜通透性恢复约30％。BienJanuary等人的研究还表明，利用超声波还可以测定膜污染的类型和大小。超声波清洗可以在MBR运行过程中实行在线进行，然而由于超声波对微生物有杀灭作用，其在清洗过程中对活性污泥中的微生物的影响还有待进一步研究。6)电清洗：电清洗是在膜上施加电压，使污染颗粒带上电荷，来加速清洗过程的一种方法，该方法尚处于研究阶段。此外，还可以用机械刮除、脉冲清洗、脉冲电解及电渗透反冲洗等方法清洗污染膜。2．2．2化学清洗在MBR处理污水的实际过程中，由于膜的细小孔径很容易被污染物堵塞，仅靠物理清洗技术不能有效恢复膜的透过率，直接影响处理效果，因此必须使用化学清洗方法恢复膜的通透性。化学清洗通常是根据膜的污染程度，用氧化剂(次氯酸钠等)、酸(盐酸、硫酸、硝酸等)、碱(氢氧化钠等)、络合剂、表面活性剂、酶、洗涤剂等化学清洗剂对膜进行浸泡和清洗，是一种去除膜污染的相对最有效的方法。对于不同材质的膜，应选择不同的化学清洗剂，并防止化学清洗剂对膜造成损坏。用低浓度的氧化剂可以对污染较轻的膜组件进行在线清洗。而对于污染严重的膜组件，需加入酸、碱或氧化剂浸泡清洗。碱性清洗液可以有效去除蛋白质污染，破坏凝胶层，使其从膜表面剥离下来。酸类清洗剂可以溶解并去除无机矿物质和盐类，溶出结合在凝胶层和水垢层中的铜、镁等无机金属离子，将残存的凝胶层和水垢层从膜表面彻底清洗以恢复其通透能力。如对于大分子物质等在膜表面形成的凝胶层，水反冲洗效果甚微，可用酸或碱液浸泡清洗污染膜，碱性条件下有机物、二氧化硅和生物污染物易被清除，酸性条件下可溶解清洗一些金属离子污染物。赵奎霞等研究表明，使用酸或碱液清洗时，膜组件若浸泡时间过长，会重新吸附被酸和碱溶液溶解的有机物，故需把握适当的清洗时间。此外，在清洗过程中应尽量避免酸、碱、氧化剂过量而泄漏到反应器中，特别是浸泡式膜生物反应器(RMBR)更要特别注意这一问题。清洗不同的废水处理用膜，应采用不同的化学清洗方法，且化学清洗液的浓度要适宜。如质量分数为2％～5％的次氯酸钠稀溶液对去除膜孔内附着滋生的微生物和蛋白质等有机污染物有很好的效果]，而先酸后碱的清洗方法不适用于盥洗废水处理用膜，碱洗的化学清洗方式对悬浮生长型MBR的污染膜的过滤性能的恢复作用显著。刘锦霞等认为，对于特定的污染物，应采用特定的清洗方法，如用NaC10清洗容易滋生微生物的臣固日墨藏团维普资讯http://www.cqvip.com·28·清洗世界第21卷中空纤维膜内表面，对提高膜比通量效果明显；用酸性高锰酸钾氧化清洗受菌体、多肽多糖大分子物质污染的超滤膜，比用双氧水清洗效果明显。但目前对特定膜及特定污染物的清洗方法的研究报道很少。膜反应器的化学清洗会给实际运行带来许多不便，而且化学药剂会带来二次污染，因此应尽量避免化学清洗，但从MBR运行实际情况来看，经过较长时间的运行后，利用化学清洗来维护膜通量仍是不可缺少的，只是清洗手段和频率的选择仍需进一步的试验和探讨。2．2．3物理一化学清洗在MBR工艺的实际运行中，单纯的物理或化学清洗方法并不能最大限度地消除膜污染，取得最大的膜比通量，通常采用多种清洗方法的组合使用。物理一化学清洗是将物理清洗和化学清洗相组合以提高清洗效果的一种方法，一般可使膜的通透能力恢复90％以上[24]。黄霞等利用粉末活性炭一膜生物反应器(PAC—MBR)组合工艺，处理微污染水源水过程中的膜污染，研究表明¨，由活性炭、活性污泥等相互粘结形成的凝胶层是膜外表面的主要污染物，而膜内表面污染不明显，采用曝气清洗、超声波清洗、NaC10碱洗、HC1酸洗可有效地使污染膜的通透性能最终恢复到95％以上。其中