超滤膜的污染控制研究进展_李永红

述评与讨论超滤膜的污染控制研究进展李永红,张伟,张晓健,陈超(清华大学环境科学与工程系饮用水安全研究所,北京100084)摘要:以超滤技术为核心的组合工艺作为微污染水源水处理的一项新技术,引起了人们越来越多的关注,成为给水处理领域研究的热点,也为农村和小城镇水厂提供了很好的处理工艺,但膜污染一直是超滤技术在实际工程中推广应用所面临的一大障碍。总结了近年来超滤膜污染控制方面的新进展,包括膜污染的成因及机理、膜污染防治以及膜清洗等,并提出了今后超滤膜污染研究的重点和方向。关键词:饮用水处理;膜技术;超滤;膜污染中图分类号:TU991.2文献标识码:B文章编号:1000-4602(2009)02-0001-04ResearchProgressinFoulingControlofUltrafiltrationMembraneLIYong-hong,ZHANGWei,ZHANGXiao-jian,CHENChao(DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Asanewpurificationtechnologyofmicro-pollutedrawwater,theultrafitrationcom-binedwithotherconventionaltreatmenttechnologiesattractsmoreandmorewidespreadattentionandbe-comesahotissueindrinkingwatertreatment,andalsoprovidesachoiceforruralandsmalltownwaterplants.However,themembranefoulinginultrafiltrationisagreatobstacleproblemwhichrestrictsitswidespreadpopularizationandapplicationinactualprojects.Thenewprogressesinultrafiltrationmem-branefoulingcontrolinrecentyearsaresummedup,whichincludethemechanismsandvariousfactorsthataffectmembranefoulinginultrafiltration,thetechnologiesformembranefoulingpreventionandcon-trol,themembranecleaningmethodsandsoon.Thefutureresearchemphasesanddirectionsofmem-branefoulinginultrafiltrationareputforward.Keywords:drinkingwatertreatment;membranetechnology;ultrafiltration;membranefoul-ing基金项目:国家科技支撑计划项目(2006BAD01B03)1超滤膜污染的成因及机理对膜污染机理的研究是超滤技术的关键,只有针对膜污染成因及污染物特性采取有效控制措施,才能降低膜污染。浓差极化和膜污染是超滤过程中导致膜通量下降的重要因素。膜污染是不可逆的,而浓差极化通常被认为是可逆的,通过水力清洗后通量可以恢复的可逆污染一般不视为膜污染,但许多实际情况往往又是由于浓差极化而导致了膜污染。膜污染是由溶解度较低的无机盐、胶体和溶解·1·第25卷第2期2009年1月中国给水排水CHINAWATER＆WASTEWATERVol.25No.2Jan.2009性有机物及污泥、膜自身生物降解产物等引起的。当污染物吸附沉积在膜表面时会造成外部堵塞,从而增加水流过膜阻力;当污染物在膜孔内吸附沉积会造成内部堵塞,从而减小膜孔径、降低膜通量。关于膜污染机理没有统一的理论,但文献中一致肯定的是原液中的粒子与膜材料的相互作用是影响膜污染的最主要因素。通常认为膜污染主要由浓差极化、滤饼层的形成和压缩、吸附、孔堵四种原因引起。超滤过程中膜的吸附现象被认为是造成膜污染的关键,吸附污染与膜、溶剂和溶质三者的相互作用有关。由于膜组分的化学性质、结构不同,产生吸附作用的机理也不同,一般可分为范德华力、静电作用、疏水性、氢键等。超滤膜污染通常是用膜与溶解物之间的亲疏水性解释的。ShujiNakatsuka等发现亲水的醋酸纤维素膜较疏水的聚醚砜膜渗透通量高。陆晓峰等研究发现亲水性好的膜受蛋白的污染小,孔径小的膜抗污染性能好,并提出控制膜内吸附现象的发生可以减轻膜污染,但是也