超滤过程的膜污染和运行条件优化

王旭亮，李宗雨，董泽亮，赵静红，张艳萍（国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所，天津300192）基金项目：国家科技支撑计划项目（2014BAB06B00）；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目（K-JBYWF-2015-T15）超滤技术凭借其分离效率高、分离过程无相变、绿色节能等优势，被广泛应用于工业废水处理、生活污水回用、家用净水、海水淡化预处理等领域，近年来发展迅速［1－6］。然而由于膜表面的杂质被截留或吸附，以及膜与原水中存在的各种组分之间的相互作用而产生的膜污染，严重制约了超滤技术的进一步发展。针对不同膜污染机理采取合理的运行方式来抑制复杂反应，是控制膜污染的理想途径，可以获得较高的污染物去除率、膜渗透率以及整个超滤过程的低成本运行。本文综述了超滤过程中膜污染与影响因素，考虑到污染机理与污染物的复杂性，膜污染控制可以通过优化运行方式去除污染物、防止或减轻膜污染，介绍了不同操作参数和周期性物理化学清洗下膜污染去除效果。1超滤过程的膜污染1．1膜污染过程超滤过程中，进料液中的污染物质在膜表面或膜孔内积累，通过吸附、孔隙堵塞和滤饼或凝胶等多种作用机制，膜的渗透性逐渐下降。首先，这是膜的选择透过性的自然结果，当溶质通过渗透流带向膜表面时，溶剂分子通过膜，但较大的溶质被排斥并保留在膜表面，这些截留物相对缓慢地扩散回本体溶液，导致在与膜表面相邻的传质边界层中积累，从而在膜表面上方形成浓度梯度，有时膜表面的浓度可以达到本体溶液的20~50倍［7］，积聚在膜上如此大量的物质阻碍溶剂透过膜，并产生渗透背压，降低系统有效的TMP，浓差极化产生；其摘要：超滤是废水净化的最佳选择之一，然而不可避免的膜污染问题制约了超滤技术的进一步发展。通过阐述超滤膜污染过程和影响因素，精准认知污染类型和污染机制，不断优化膜运行条件，适当地改变操作参数，选择合适的清洗方式和清洗剂，以获得较高的污染物去除率和膜渗透率，降低超滤技术成本。关键词：超滤；膜污染；操作参数；物理清洗；化学清洗中图分类号：TQ085；X703.1文献标志码：A文章编号：%1009－2455（2019）01－0001－04MembranefoulingandoperationconditionoptimizationduringultrafiltrationWANGXu－liang，LIZong－yu，DONGZe－liang，ZHAOJing－hong，ZHANGYan－ping（InstituteofSeawaterDesalinationandMultipurposeUtilization,SOA,Tianjin300192,China）Abstract：Ultrafiltrationisoneofthebestchoicesforwastewaterpurification.However,theinevitablemem-branefoulingproblemhasrestrictedthefurtherdevelopmentofultrafiltrationtechnology.Itwasindicatedthat,byexpoundingtheultrafiltrationmembranepollutionprocessandtheinfluencingfactors,accuratelyunderstandingthetypeofpollutionandthepollutionmechanism,continuouslyoptimizingthemembraneoperatingconditions,appropriatelychangingtheoperatingparameters,selectingpropercleaningmethodandcleaningagent,higherpollutantremovalrateandmembranepermeabilitycouldbeobtainedwithlowerultrafiltrationtechnologycost.Keywords：ultrafiltration;membranepollution;operationcondition;physicalcleaning;chemicalcleaning超滤过程的膜污染和运行条件优化!!!!!!!!!!!!!!!!!!专论与综述工业用水与废水INDUSTRIALWATER＆WASTEWATERVol．50No．1Feb.，2019·1·工业用水与废水INDUSTRIALWATER＆WASTEWATERVol．50No．1Feb.，2019次，当进料溶液中的物质离开液相在膜表面或其多孔结构内部沉积时，也会发生膜污染，可能导致膜渗透性的不可逆恢复。1．2