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影响超滤膜长期、稳定运行的因素分析

发布时间：2010/11/12 阅读次数：1991 字体大小: 【小】【中】【大】

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2.3　原水中高分子有机物的影响
　　①对toc/e₂₆₀值的影响
　　试验中toc/e₂₆₀的变化如图2所示。

　　夏季膜原水的toc/e₂₆₀值为30～60的数据较多，根据丹保等人［1］的理论可知，该水中以高分子腐殖物质为主，冬季则反之。值得注意的是，透过水的数值高于原水，分析其原因可能是大多数高分子物质被截留，而透过水中主要是含低分子质量的分子。被截留的高分子腐殖物质，一部分附着在膜表面上使负荷逐渐增大，于是进入冬季时造成了膜两侧压差急剧增高。
　　②电镜及色谱分析
　　试验结束后对膜断面进行电镜观察可清晰地看到膜表面或者表层都有厚实的污染层生成，此污染层是膜两侧压差增大的主要原因，并且是由原水的浊度、有机物和无机污染物构成的混合体引起的。根据原水的有机物分子质量分布及高效液相色谱(hplc)的分析结果看出，原水中1/3以上是高分子有机物(分子质量为数万以上)，而原水和透过水中低分子有机物的分子质量分布基本没有发生变化。这说明膜污染只能是由来自高分子有机物质及其与无机物质的混合体附着在膜的表面造成的。
2.4　无机物的影响
　　引起膜两侧压差增大的原因除了有机污染物以外，还有无机污染物的影响，选用能量分散型x线分析装置对膜表面污染层中的污染物质进行了分析。从外表面上附着的污染物中可检出m n、fe、si、ca、cu等，内表面上可以检出si、ca、cu、zn等。由此可知，膜表面的污染层是由高分子的腐殖物质和无机物混合组成。
2.5　化学洗涤次数的影响
　　试验前期化学洗涤的次数远多于后期，膜两侧的压力变化以及透水率较为稳定，新膜更换后仅清洗了一次。试验最后阶段的第560天开始，膜两侧的压差迅速上升，用化学洗涤也没有得到预期的效果。第668天时膜两侧压差突然下降，校正透水率也随之突然提高，透过水浊度从0上升为20ntu左右，其他例如大肠杆菌、细菌、色度也显示出同样的趋势，说明膜发生了破裂。试验终了后发现用过的膜表面有许多呈深灰色的附着物，并有破裂点，分析其原因在于后期化学洗涤次数减少，附着物逐渐累积并长时间地压缩，从而形成了致密压缩滤饼，而化学洗涤难以发挥作用，最终引起膜的破裂。在长期运行过程中，透过和反冲过程处于平衡状态时，虽然膜表面的大颗粒、高分子物质没有大量的沉积，但是低分子物质仍在膜的孔内逐渐附着积累，从而导致膜孔内的长期附着污染，所以无论膜两侧的压力有无明显变化，根据原水水质定期进行药物洗涤是完全必要的。

3　结论

　　①试验的2年间透过水质一直良好、稳定。
　　②在冬季低温时，将膜表面流速由原来的0.07m/s调至0.14m/s，同时把透水率的设定值下浮到1.35m/s是保持超滤膜长期安全、合理运行的重要因素。
　　③膜表面的污染物是由高分子有机物和mn、fe、ca、si、cu等无机物组成的复合体。原水中的toc/e260值很低时会使超滤膜负荷增大。实际运行中，增加对高分子有机物和部分无机污染物的预处理也是增加使用寿命、提高运行效率的方法之一。
　　无论膜两侧压差变化是大是小，定期进行化学洗涤对避免低分子物质在膜孔内沉积形成致密的滤饼和保证透过水水质的安全有重要意义。

参考文献：

　　［1］丹保宪仁，龟井翼.水处理におけゐ处理性评价マトリツクス［j］. 日本水道协会杂志，1993，708：28-40.

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