【干貨】中水回用中防止膜污染的預處理工藝選擇
膜(mo)污染是指(zhi)與(yu)(yu)膜(mo)接觸的料液中的微粒、膠體粒子(zi)或溶質大分子(zi)由于(yu)與(yu)(yu)膜(mo)的物(wu)(wu)理、化學(xue)或生物(wu)(wu)作用，引起物(wu)(wu)質在(zai)膜(mo)表面或膜(mo)孔內吸附、沉(chen)積，造成(cheng)膜(mo)孔徑減小或堵塞，使膜(mo)通量變小且分離性能降低的現(xian)象。
由于膜(mo)(mo)(mo)污染(ran)限制(zhi)了膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)滲透通量，降低了膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)使用壽命(ming)和膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)分(fen)離效(xiao)率，嚴重制(zhi)約著(zhu)膜(mo)(mo)(mo)技術的(de)(de)應用和發展。因此，關于膜(mo)(mo)(mo)法(fa)處理廢水(shui)過程中的(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)污染(ran)的(de)(de)研(yan)究一直備受關注。
要預防(fang)和控制膜污染，首先(xian)要了解各種膜過程(cheng)的過濾(lv)機(ji)理。
一般(ban)(ban)來說，微(wei)(wei)/超濾過程主要遵循(xun)篩(shai)分機理，反滲(shen)透過程遵循(xun)溶解-擴散機理。相應(ying)地，反滲(shen)透膜(mo)(mo)的污(wu)(wu)染(ran)一般(ban)(ban)為(wei)(wei)(wei)膜(mo)(mo)面污(wu)(wu)染(ran)，而微(wei)(wei)/超濾膜(mo)(mo)的污(wu)(wu)染(ran)一般(ban)(ban)為(wei)(wei)(wei)表面凝(ning)膠層污(wu)(wu)染(ran)和(he)孔內(nei)(nei)吸(xi)附(fu)及(ji)孔堵塞引起(qi)的膜(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)。表面污(wu)(wu)染(ran)一般(ban)(ban)為(wei)(wei)(wei)可逆膜(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)，而孔內(nei)(nei)堵塞和(he)吸(xi)附(fu)一般(ban)(ban)為(wei)(wei)(wei)不可逆膜(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)。
在明確了各(ge)種(zhong)膜過程的過濾(lv)機(ji)理以后，可(ke)以從(cong)以下幾個方面(mian)來預防和控制膜污染。
預處理工藝的選擇
預處理是指在原(yuan)料(liao)液過(guo)濾(lv)前加入(ru)適當的(de)(de)藥劑(ji)，以(yi)改變料(liao)液或(huo)(huo)溶(rong)質的(de)(de)性(xing)質，或(huo)(huo)對料(liao)液進行(xing)絮凝、過(guo)濾(lv)，去除(chu)較大的(de)(de)懸(xuan)浮粒(li)子或(huo)(huo)膠(jiao)狀物質，或(huo)(huo)調整(zheng)料(liao)液的(de)(de)pH以(yi)去除(chu)膜污染物，從(cong)而減(jian)輕膜的(de)(de)負(fu)荷和污染。
在(zai)選擇預(yu)處理(li)工藝(yi)之前，首先要明確預(yu)處理(li)的目的。
膜(mo)(mo)(mo)前(qian)進行(xing)預(yu)處(chu)理(li)主要(yao)是(shi)為了(le)防止或減(jian)少膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)，將膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)降低到最低水平(ping)。因(yin)此，可(ke)以根據不同膜(mo)(mo)(mo)過(guo)程(cheng)的需求(qiu)和進水要(yao)求(qiu)選(xuan)擇合適(shi)的預(yu)處(chu)理(li)工藝。首(shou)先，需在實驗室確(que)定(ding)各種膜(mo)(mo)(mo)過(guo)程(cheng)中(zhong)的關(guan)鍵(jian)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)物，去(qu)(qu)除(chu)或減(jian)少對膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)起主要(yao)作用(yong)的關(guan)鍵(jian)組分(fen)。預(yu)處(chu)理(li)的目的并不是(shi)去(qu)(qu)除(chu)所有(you)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)物，而是(shi)去(qu)(qu)除(chu)對膜(mo)(mo)(mo)有(you)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)或損害(hai)的關(guan)鍵(jian)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)物，因(yin)此處(chu)理(li)要(yao)適(shi)度，過(guo)度的預(yu)處(chu)理(li)反而會引起新的膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)。
在雙膜系統運行(xing)過(guo)程中(zhong)，結(jie)(jie)垢(gou)(gou)主(zhu)要發生在反滲透(tou)膜元件上，如(ru)果超(chao)濾(lv)進(jin)水(shui)(shui)中(zhong)的(de)硬度和堿度過(guo)高，則容易在反滲透(tou)膜段(duan)發生結(jie)(jie)垢(gou)(gou)，引(yin)起反滲透(tou)產水(shui)(shui)通(tong)量(liang)快速下降。因此，要減少反滲透(tou)膜段(duan)的(de)結(jie)(jie)垢(gou)(gou)污染，需要對污水(shui)(shui)進(jin)行(xing)膜前預處理(li)。防止反滲透(tou)膜結(jie)(jie)垢(gou)(gou)的(de)預處理(li)方式主(zhu)要有(you)以下幾種(zhong)：添加阻垢(gou)(gou)劑、調酸(suan)、除硬等。
添加阻(zu)垢(gou)劑可以(yi)控制碳(tan)酸鹽垢(gou)、硫酸鹽垢(gou)以(yi)及(ji)氟(fu)化鈣垢(gou)，還可以(yi)抑制硅垢(gou)。
添加的阻(zu)垢(gou)劑可(ke)分為3類：六偏(pian)磷酸(suan)(suan)鈉(na)、有(you)機磷酸(suan)(suan)鹽和多(duo)聚丙烯酸(suan)(suan)鹽。
添(tian)加(jia)阻(zu)垢劑(ji)(ji)(ji)的優點(dian)是(shi)操作簡單，膜(mo)前無(wu)任何處理步驟，且添(tian)加(jia)劑(ji)(ji)(ji)量可精確控制;缺點(dian)是(shi)會增加(jia)濃(nong)水(shui)COD，高(gao)回(hui)收率(lv)下(xia)可能失效，阻(zu)垢劑(ji)(ji)(ji)含量高(gao)或阻(zu)垢劑(ji)(ji)(ji)種類選擇不當時仍有可能堵膜(mo)。
通過調(diao)酸，可(ke)使碳(tan)酸鈣維(wei)持溶解狀態。調(diao)酸處理的優點是操作簡單，污水pH不高(gao)時，成本低(di)于除(chu)硬處理;缺點是調(diao)酸處理對(dui)Ca、Mg離子無去(qu)除(chu)作用，濃水側Ca、Mg離子含量仍較高(gao)，且對(dui)管路(lu)防腐要求(qiu)較高(gao)。此(ci)外(wai)，僅采用加酸控制碳(tan)酸鈣結(jie)垢時，要求(qiu)濃水中的 LSI 或S&DSI 指數(shu)必須(xu)為負(fu)數(shu)。
除(chu)硬處理可采用石(shi)(shi)灰(hui)(hui)-純堿除(chu)硬或(huo)(huo)氫氧化(hua)鈉(na)-純堿除(chu)硬。在水(shui)(shui)中加入氫氧化(hua)鈣可去除(chu)碳酸(suan)鹽(yan)硬度，非碳酸(suan)鹽(yan)硬度可以(yi)通過(guo)加入碳酸(suan)鈉(na)(純堿)進一(yi)步降(jiang)低(di)。石(shi)(shi)灰(hui)(hui)除(chu)硬的優(you)點(dian)是可同時(shi)降(jiang)低(di)硬度和堿度，比(bi)氫氧化(hua)鈉(na)成本低(di)，濃(nong)水(shui)(shui)LSI降(jiang)低(di)明顯;缺(que)點(dian)是泥渣(zha)量很大，泥渣(zha)沉降(jiang)或(huo)(huo)過(guo)濾操作繁瑣(suo)。氫氧化(hua)鈉(na)除(chu)硬的優(you)點(dian)是泥渣(zha)量少;缺(que)點(dian)是對堿度去除(chu)效果不好，濃(nong)水(shui)(shui)LSI仍較(jiao)高，處理成本較(jiao)石(shi)(shi)灰(hui)(hui)法高。
膠體引起的膜污染的預處理工藝選擇
膠體污(wu)染主(zhu)要發生在(zai)超(chao)濾膜元件(jian)上，如果反滲透進(jin)(jin)水(shui)中(zhong)鐵(tie)、錳、硅等(deng)含量(liang)超(chao)過一定值，則在(zai)反滲透膜元件(jian)也會(hui)形(xing)成(cheng)污(wu)堵，因(yin)此(ci)，必須控制進(jin)(jin)水(shui)中(zhong)的鐵(tie)、錳、硅等(deng)含量(liang)。
膠體的(de)(de)粒(li)徑范圍為1 nm~1μm，在(zai)水中(zhong)(zhong)通(tong)常帶電。膠體粒(li)子之(zhi)間由于(yu)靜電斥力的(de)(de)作(zuo)用，不(bu)會發(fa)生聚合，很難自然沉降。因此，必須(xu)根(gen)據膠體物質的(de)(de)特性，在(zai)水中(zhong)(zhong)加入特定化(hua)學(xue)藥劑或采用其(qi)他方法，使其(qi)沉淀下(xia)來。
超(chao)濾膜前脫(tuo)除膠(jiao)體的方(fang)法主要有凝(ning)聚(ju)(ju)、絮(xu)凝(ning)(包括電絮(xu)凝(ning))、混(hun)凝(ning)或氣(qi)浮等(deng)。凝(ning)聚(ju)(ju)是在廢(fei)水中投加帶正(zheng)離子的混(hun)凝(ning)藥劑，大量正(zheng)離子在膠(jiao)體粒子之間的存在可以消(xiao)除膠(jiao)體粒子之間的靜(jing)電排斥，從而使微粒聚(ju)(ju)結(jie)。常用的凝(ning)聚(ju)(ju)劑有硫酸(suan)(suan)鋁、硫酸(suan)(suan)亞鐵、明(ming)礬、氯化鐵等(deng)。
絮凝(ning)是(shi)在(zai)廢(fei)水中(zhong)加入(ru)高(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)混凝(ning)藥劑，高(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)混凝(ning)藥劑溶(rong)解(jie)后(hou)，會形成高(gao)(gao)分(fen)(fen)子(zi)聚合物(wu)，這種高(gao)(gao)聚物(wu)的結(jie)(jie)構是(shi)線型(xing)結(jie)(jie)構，線的一端(duan)拉(la)著(zhu)一個(ge)(ge)微(wei)小粒(li)(li)子(zi)，另一端(duan)拉(la)著(zhu)另一個(ge)(ge)微(wei)小粒(li)(li)子(zi)，在(zai)相距較遠(yuan)兩(liang)個(ge)(ge)粒(li)(li)子(zi)之間起著(zhu)黏結(jie)(jie)架橋(qiao)的作(zuo)用，使得(de)微(wei)粒(li)(li)逐漸(jian)變大(da)，最終形成大(da)顆粒(li)(li)的絮凝(ning)體，加速顆粒(li)(li)沉降。
常(chang)用的(de)絮(xu)凝劑有(you)聚(ju)丙烯酰(xian)胺(PAM)、聚(ju)鐵(PE)等(deng)。
凝聚與絮凝結(jie)合在一起使用的(de)(de)過程(cheng)為(wei)混(hun)凝過程(cheng)。混(hun)凝對(dui)原水的(de)(de)懸浮物、有(you)機物及膠體物質等雜質都(dou)有(you)去除效果，操作(zuo)簡單(dan)，處理(li)成(cheng)本低，是目前國內(nei)外應用最普(pu)遍的(de)(de)水處理(li)方法。據文獻報(bao)道，一般混(hun)凝+過濾可去除60%的(de)(de)膠體硅，混(hun)凝+澄清過濾可去除90%的(de)(de)膠體硅。
有機物引起的膜污染的預處理工藝選擇
在(zai)(zai)(zai)(zai)污(wu)(wu)水(shui)處(chu)理(li)過程中，脫除和濃縮有(you)機(ji)(ji)(ji)物是主要(yao)目(mu)標。在(zai)(zai)(zai)(zai)雙膜(mo)(mo)(mo)系(xi)統(tong)運(yun)行過程中，有(you)機(ji)(ji)(ji)物引(yin)起(qi)的(de)膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)在(zai)(zai)(zai)(zai)超(chao)濾(lv)和反滲透膜(mo)(mo)(mo)段都(dou)有(you)體現(xian)。由于(yu)煉油(you)污(wu)(wu)水(shui)中的(de)大分(fen)子(zi)有(you)機(ji)(ji)(ji)物相對較(jiao)多，因(yin)此超(chao)濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)段大分(fen)子(zi)有(you)機(ji)(ji)(ji)物引(yin)起(qi)的(de)膜(mo)(mo)(mo)面(mian)污(wu)(wu)染(ran)可能(neng)較(jiao)反滲透膜(mo)(mo)(mo)段更為嚴重。有(you)機(ji)(ji)(ji)物容易吸附在(zai)(zai)(zai)(zai)膜(mo)(mo)(mo)面(mian)上引(yin)起(qi)膜(mo)(mo)(mo)通量急(ji)劇下降，當高分(fen)子(zi)質量的(de)有(you)機(ji)(ji)(ji)物為憎水(shui)性或帶正電(dian)荷(he)時(shi)，這種吸附過程更易進行;當pH>9時(shi)，膜(mo)(mo)(mo)表(biao)面(mian)及有(you)機(ji)(ji)(ji)物均呈負(fu)電(dian)荷(he)，因(yin)此，高pH有(you)利(li)于(yu)防止有(you)機(ji)(ji)(ji)物污(wu)(wu)染(ran)。但以乳化狀(zhuang)態出現(xian)的(de)有(you)機(ji)(ji)(ji)物會在(zai)(zai)(zai)(zai)膜(mo)(mo)(mo)表(biao)面(mian)形成(cheng)有(you)機(ji)(ji)(ji)污(wu)(wu)染(ran)薄(bo)層，引(yin)發嚴重的(de)膜(mo)(mo)(mo)性能(neng)衰減，必須在(zai)(zai)(zai)(zai)預處(chu)理(li)部分(fen)除去。
目前來(lai)說，膜前預處(chu)(chu)理(li)(li)去除(chu)有(you)機(ji)物(wu)的方式(shi)可(ke)分為以下2大(da)類：物(wu)理(li)(li)化(hua)學(xue)(xue)法(fa)(fa)和生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)法(fa)(fa)。物(wu)理(li)(li)化(hua)學(xue)(xue)法(fa)(fa)主要(yao)包(bao)括(kuo)吸(xi)(xi)附法(fa)(fa)、絮(xu)凝劑混凝沉淀(dian)法(fa)(fa)、高(gao)(gao)級氧(yang)化(hua)法(fa)(fa);生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)法(fa)(fa)主要(yao)為膜前深度生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)，包(bao)括(kuo)接觸氧(yang)化(hua)、BAF、A/O、A/O/O等。其中，吸(xi)(xi)附法(fa)(fa)常(chang)用(yong)的吸(xi)(xi)附劑為活性(xing)炭，但活性(xing)炭吸(xi)(xi)附費用(yong)較高(gao)(gao)，并(bing)且再生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)困(kun)難，容易產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)二次污染(ran)。絮(xu)凝法(fa)(fa)可(ke)有(you)效去除(chu)水中的懸浮性(xing)物(wu)質(zhi)，防(fang)止膜發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)膠體污染(ran)。高(gao)(gao)級氧(yang)化(hua)法(fa)(fa)可(ke)有(you)效去除(chu)水中難降解有(you)機(ji)物(wu)。生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)法(fa)(fa)如接觸氧(yang)化(hua)和BAF可(ke)有(you)效降低水中的有(you)機(ji)物(wu)、氨氮(dan)、油，并(bing)截留(liu)大(da)量懸浮物(wu)，BAF尤其對氨氮(dan)去除(chu)效果好(hao)。不(bu)同(tong)的預處(chu)(chu)理(li)(li)方法(fa)(fa)各有(you)優勢，必(bi)須結合實際廢(fei)水水質(zhi)篩選出相(xiang)應(ying)的有(you)機(ji)物(wu)去除(chu)手(shou)段。
微生物引起的膜污染的預處理工藝選擇
微生物(wu)污染是指微生物(wu)在(zai)膜(mo)水界面(mian)上積累、凝結形成(cheng)一層生物(wu)膜(mo)，影響膜(mo)系(xi)統性能的現(xian)象。細菌(jun)的大小一般為1~3 μm.微生物(wu)可以(yi)(yi)看成(cheng)是膠體(ti)物(wu)質，可以(yi)(yi)按照(zhao)膠體(ti)污染的預處理方法(fa)或在(zai)超濾膜(mo)系(xi)統得(de)到去除(chu)。然而，微生物(wu)的繁(fan)殖能力很強(qiang)，在(zai)適宜的生存(cun)條(tiao)件下會(hui)迅速生長。
膜元件容易受到微生物污染的原因有3種：
一是膜(mo)系統具有較大的(de)膜(mo)表面(mian)積，增加了黏附細菌的(de)可能性(xing);
二是膜的過濾(lv)會將細菌遷移(yi)至膜表(biao)面(mian);
三是預處理(li)也是生(sheng)物污染(ran)源，預處理(li)投(tou)加的絮凝(ning)劑、殺菌劑或阻垢劑過(guo)量，會成為(wei)微生(sheng)物的營養源，并且膜組件內部(bu)的潮濕(shi)陰暗為(wei)微生(sheng)物生(sheng)長提供(gong)了理(li)想環境。
若在(zai)污水(shui)(shui)進(jin)入(ru)膜(mo)系(xi)統前(qian)不對微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)加以殺滅(mie)，這些微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)將以膜(mo)為載體借助(zhu)濃水(shui)(shui)段的營養鹽而繁殖生(sheng)長(chang)，嚴重威(wei)脅膜(mo)系(xi)統的長(chang)期穩定運行。因此(ci)，污水(shui)(shui)在(zai)進(jin)入(ru)膜(mo)系(xi)統前(qian)必須(xu)進(jin)行合理(li)的殺菌處理(li)，有(you)效的除菌手段是(shi)保證膜(mo)系(xi)統穩定運行的關鍵因素。
殺(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)菌(jun)(jun)按(an)性質(zhi)可(ke)分(fen)為(wei)化(hua)(hua)學(xue)殺(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)菌(jun)(jun)和(he)物理殺(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)菌(jun)(jun)。化(hua)(hua)學(xue)殺(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)菌(jun)(jun)主要(yao)采用(yong)殺(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)菌(jun)(jun)劑(ji)(ji)(ji)，殺(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)菌(jun)(jun)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)作用(yong)方式可(ke)分(fen)為(wei)殺(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)菌(jun)(jun)作用(yong)和(he)抑菌(jun)(jun)作用(yong)。污水處理中(zhong)常用(yong)的(de)(de)殺(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)菌(jun)(jun)劑(ji)(ji)(ji)可(ke)分(fen)為(wei)無機(ji)殺(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)菌(jun)(jun)劑(ji)(ji)(ji)和(he)有機(ji)殺(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)菌(jun)(jun)劑(ji)(ji)(ji)，也(ye)可(ke)按(an)化(hua)(hua)學(xue)性質(zhi)分(fen)為(wei)氧(yang)化(hua)(hua)性殺(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)菌(jun)(jun)劑(ji)(ji)(ji)和(he)非(fei)氧(yang)化(hua)(hua)性殺(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)菌(jun)(jun)劑(ji)(ji)(ji)。無機(ji)殺(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)菌(jun)(jun)劑(ji)(ji)(ji)以氧(yang)化(hua)(hua)型為(wei)主，如二氧(yang)化(hua)(hua)氯、液氯、臭氧(yang)等，有機(ji)殺(sha)(sha)(sha)(sha)(sha)菌(jun)(jun)劑(ji)(ji)(ji)主要(yao)是(shi)陽離子的(de)(de)季銨鹽類物質(zhi)。
氧(yang)(yang)化性(xing)殺菌(jun)劑(ji)是強氧(yang)(yang)化劑(ji)，能夠氧(yang)(yang)化微生(sheng)物(wu)體內起新(xin)陳代謝作用的酶而殺滅微生(sheng)物(wu)。
氧(yang)(yang)化性(xing)(xing)殺(sha)(sha)菌(jun)(jun)(jun)劑(ji)(ji)的(de)特(te)點是(shi)殺(sha)(sha)菌(jun)(jun)(jun)速度(du)快(kuai)、成本較低，但藥劑(ji)(ji)使用過程存(cun)在一(yi)定(ding)的(de)安全(quan)隱(yin)患;非氧(yang)(yang)化性(xing)(xing)殺(sha)(sha)菌(jun)(jun)(jun)劑(ji)(ji)是(shi)以致(zhi)毒劑(ji)(ji)作用使微生物的(de)酶系統失去(qu)活性(xing)(xing)，破壞細(xi)胞(bao)的(de)新陳代謝，破壞細(xi)胞(bao)壁、細(xi)胞(bao)膜(mo)或其他特(te)殊部位，它的(de)作用不(bu)(bu)受水中還原性(xing)(xing)物質的(de)影(ying)響，對pH變化不(bu)(bu)敏感。非氧(yang)(yang)化性(xing)(xing)殺(sha)(sha)菌(jun)(jun)(jun)劑(ji)(ji)可以彌補氧(yang)(yang)化性(xing)(xing)殺(sha)(sha)菌(jun)(jun)(jun)劑(ji)(ji)的(de)不(bu)(bu)足。
物(wu)理殺(sha)菌(jun)方式主要有超(chao)聲波與磁場組合殺(sha)菌(jun)、變頻電脈沖(chong)殺(sha)菌(jun)和紫外線殺(sha)菌(jun)等。
超聲波(bo)與(yu)磁場組合殺菌(jun)(jun)能(neng)夠自動周(zhou)期性(xing)地、有規律(lv)地產生(sheng)(sheng)各種(zhong)頻率的(de)(de)強大直(zhi)流脈(mo)沖電(dian)(dian)磁波(bo)，直(zhi)接擊(ji)穿細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)的(de)(de)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)壁而導致細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)死亡，同時污水在這種(zhong)直(zhi)流脈(mo)沖電(dian)(dian)場作(zuo)用(yong)下，迅(xun)速發生(sheng)(sheng)微(wei)弱的(de)(de)氧化還原反應(ying)，在陽極區附(fu)近產生(sheng)(sheng)一定量的(de)(de)氧化性(xing)物(wu)質與(yu)細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)作(zuo)用(yong)，破壞了細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)正常的(de)(de)生(sheng)(sheng)理功(gong)能(neng)，使細(xi)(xi)(xi)胞(bao)膜過氧化而死亡，從而達到殺菌(jun)(jun)目的(de)(de)。
紫(zi)外線(xian)殺菌是通過紫(zi)外線(xian)照射來達到(dao)殺菌目(mu)的(de)，紫(zi)外線(xian)對微生(sheng)物的(de)核酸可以(yi)產生(sheng)光(guang)化學危(wei)害，紫(zi)外光(guang)被微生(sheng)物的(de)核酸吸收，一方面可使核酸突變(bian)，阻(zu)礙其復制、轉(zhuan)錄，封鎖蛋(dan)白質(zhi)的(de)合成;另(ling)一方面產生(sheng)自由基，可引起光(guang)電離(li)，從而(er)導致細胞死亡，達到(dao)殺菌目(mu)的(de)。
紫外(wai)線殺菌的優點(dian)是不需(xu)(xu)要(yao)向水(shui)中投加(jia)化(hua)學(xue)品，設備維護(hu)要(yao)求低，僅需(xu)(xu)定(ding)期清洗或更換(huan)水(shui)銀蒸(zheng)汽(qi)燈管;缺(que)點(dian)是該法僅適用于較干凈水(shui)源。變頻電(dian)脈沖殺菌是讓(rang)細菌觸電(dian)，外(wai)加(jia)交變電(dian)場會(hui)形成跨膜電(dian)位(wei)而穿透細胞(bao)膜，導致微生物死(si)亡。
化(hua)學殺菌(jun)(jun)劑的殺菌(jun)(jun)率大小依次主要受殺菌(jun)(jun)劑種類、殺菌(jun)(jun)劑濃度、殺菌(jun)(jun)劑作用時間的影響。
聚酰(xian)胺(an)反滲透膜(mo)表面(mian)通(tong)(tong)常(chang)顯負(fu)電(dian)性(xing)，為了保持膜(mo)通(tong)(tong)量和脫鹽(yan)率(lv)，盡量選擇和膜(mo)表面(mian)荷電(dian)性(xing)相同的殺菌劑(ji)。
膜材料的選擇
膜(mo)(mo)(mo)(mo)材料(liao)是膜(mo)(mo)(mo)(mo)技術(shu)的(de)(de)核心。污染物在膜(mo)(mo)(mo)(mo)上(shang)的(de)(de)吸(xi)附(fu)是由于膜(mo)(mo)(mo)(mo)、溶劑、污染物之間相(xiang)互作用(yong)的(de)(de)結果，當然還與膜(mo)(mo)(mo)(mo)表面(mian)性質和膜(mo)(mo)(mo)(mo)孔徑等因素(su)有關(guan)。針對污染物的(de)(de)性質，選擇(ze)合適的(de)(de)耐污染膜(mo)(mo)(mo)(mo)材料(liao)，可以有效地減少膜(mo)(mo)(mo)(mo)對污染物的(de)(de)吸(xi)附(fu)。
膜材(cai)料的選擇主要是(shi)基于膜材(cai)料的親疏水性、機械(xie)強度(du)(du)、荷(he)電(dian)性能、耐化學(xue)清洗性能及表面粗糙度(du)(du)等指(zhi)標。
污水(shui)體系中很(hen)多污染物(wu)都是帶(dai)電(dian)(dian)(dian)荷的(de)。金屬(shu)氫(qing)氧化物(wu)膠(jiao)體一般帶(dai)正電(dian)(dian)(dian)，很(hen)多聚合物(wu)絮凝膠(jiao)體帶(dai)負(fu)電(dian)(dian)(dian)，正確判斷污水(shui)中主(zhu)要(yao)污染物(wu)的(de)荷電(dian)(dian)(dian)性對選膜具有(you)重要(yao)意(yi)義。如果超濾膜所帶(dai)電(dian)(dian)(dian)荷與污水(shui)中的(de)主(zhu)要(yao)污染物(wu)所帶(dai)電(dian)(dian)(dian)荷相同，由于排斥作用則將降低(di)膜污染。此外，改(gai)變(bian)污水(shui)pH可以(yi)改(gai)變(bian)膜表面Zeta電(dian)(dian)(dian)位，因(yin)此，也可以(yi)通過(guo)調節污水(shui)pH來減緩(huan)膜污染。
對于(yu)膜材料親(qin)疏水(shui)(shui)(shui)性(xing)能的(de)選擇，一般來說，親(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)的(de)膜在水(shui)(shui)(shui)處理中(zhong)(zhong)具有(you)更好(hao)的(de)抗污染能力，這是由于(yu)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的(de)污染物大部分為(wei)疏水(shui)(shui)(shui)性(xing)物質(zhi)。但是，由親(qin)水(shui)(shui)(shui)材料制成的(de)親(qin)水(shui)(shui)(shui)膜化學(xue)穩定性(xing)稍差，pH使用(yong)范圍較窄(zhai)，而由像PVDF等(deng)疏水(shui)(shui)(shui)性(xing)高分子材料制成的(de)疏水(shui)(shui)(shui)膜，因其(qi)化學(xue)性(xing)能更為(wei)穩定，機械強度(du)高，而被廣泛采用(yong)。
為(wei)(wei)改進疏水(shui)(shui)膜的抗污染(ran)能力，膜廠家(jia)一般(ban)采(cai)用不同的化學改性方法(fa)，使原疏水(shui)(shui)膜改性為(wei)(wei)偏親水(shui)(shui)膜。目前超濾采(cai)用的多(duo)為(wei)(wei)經過改性的親水(shui)(shui)膜，親水(shui)(shui)程度(du)因各廠家(jia)改性方法(fa)的不同而不同。
膜孔徑的選擇
適宜孔徑(jing)的膜(mo)對防止(zhi)膜(mo)污染有重要(yao)(yao)作(zuo)用，因此確定膜(mo)材(cai)料以(yi)后，還要(yao)(yao)選擇適當的膜(mo)孔徑(jing)。這(zhe)就需(xu)要(yao)(yao)首先(xian)進行污水(shui)水(shui)質分析，確定污水(shui)中(zhong)的主要(yao)(yao)污染物(wu)及(ji)其粒徑(jing)分布，然(ran)后根據污水(shui)中(zhong)的主要(yao)(yao)污染物(wu)粒徑(jing)及(ji)其分布以(yi)及(ji)所(suo)要(yao)(yao)達到(dao)的截留率來選擇膜(mo)孔徑(jing)。
理論上(shang)講(jiang)，在保(bao)證能(neng)截留(liu)所需粒子或大分(fen)子溶質的(de)(de)前提下，應盡量(liang)選(xuan)擇孔徑或截留(liu)分(fen)子質量(liang)大點的(de)(de)膜(mo)，以得到較高透水量(liang)。但研究發現，選(xuan)用較大孔徑的(de)(de)膜(mo)，盡管初始通(tong)量(liang)較大，但具有更(geng)高的(de)(de)污染(ran)速率，長時間(jian)透水量(liang)衰減得更(geng)快，易使孔堵塞導致膜(mo)污染(ran)。
因此，膜(mo)孔徑(jing)的(de)選擇(ze)應(ying)比截留(liu)物質(zhi)的(de)粒徑(jing)要小，這樣(yang)不僅(jin)可(ke)以獲得好的(de)處理效果，還(huan)可(ke)減少膜(mo)孔溶質(zhi)吸附(fu)和(he)堵塞造(zao)成的(de)污染。但(dan)孔徑(jing)越小，流(liu)體阻力越大(da)，通量(liang)越小。
有研究報道(dao)，膜(mo)的截留(liu)分(fen)子質(zhi)(zhi)量(MWCO)應比(bi)(bi)待分(fen)離顆粒相對(dui)分(fen)子質(zhi)(zhi)量小一個數量級。當(dang)膜(mo)孔(kong)小于(yu)粒子或(huo)溶質(zhi)(zhi)的尺寸時，由于(yu)橫切(qie)流作用，它們在膜(mo)表(biao)面很難停留(liu)聚(ju)集(ji)，不易堵(du)孔(kong)。也有研究表(biao)明(ming)，膜(mo)孔(kong)堵(du)塞主要和顆粒粒徑與膜(mo)孔(kong)徑的比(bi)(bi)值(dp /dm)有關;當(dang)dp /dm<2.4時，以顆粒物質(zhi)(zhi)在膜(mo)上形成(cheng)的膜(mo)孔(kong)堵(du)塞為(wei)主。
結 語
在膜(mo)(mo)法處理過程(cheng)中(zhong)，膜(mo)(mo)污染(ran)是一個不可避免的(de)(de)問題，也是阻礙膜(mo)(mo)技術應用的(de)(de)重點和難點。膜(mo)(mo)污染(ran)限制(zhi)了膜(mo)(mo)的(de)(de)滲透通量，使膜(mo)(mo)的(de)(de)使用壽命縮短，造成(cheng)膜(mo)(mo)分(fen)離(li)性能下降和分(fen)離(li)效率降低。影響膜(mo)(mo)污染(ran)的(de)(de)因素很多，它不僅(jin)與膜(mo)(mo)本身(shen)的(de)(de)特性有關，也與膜(mo)(mo)組件(jian)、系統操(cao)作條件(jian)等有關。
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