超滤膜处理地表水过程中膜污染的研究进展 DEVELOPMENT OF UF MEMBRANE FOULING IN TREATING SURFACE WATER.pdfVIP

第35卷第l1期 水处理技术 VoI．35NO．1l 12 2009年11月 NOV．，2009 超滤膜处理地表水过程中膜污染的研究进展 张耀宗h：，王启山1，丁莎莎·，李维尊1 (1．南开大学环境科学与工程学院，天津300071；2．唐IjJ城巾．排水有限公司，河北唐山063000) 摘要；膜污染是制约超滤膜大规模应用的一个主要原因。本文参考国内外文献，针对超滤膜处理地表水过程中膜污染 的研究进展进行综述，其中包括产生膜污染的相关理论，影响因素，清洗方法等。 关键词：膜污染；数学模型；影响因素；清洗 文献标识码：A 1-012．05 中图分类号：TQ028．8 文章编号：1000．3770(2009)1 膜污染是指被处理的物料中的微粒、胶体粒子 液和高岭士作为无机颗粒物。单独研究颗粒物和高 和溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机 岭土对膜的污染时，污泥层的污染阻力非常低；高岭士 械作用而引起的膜表面或膜孔径内吸附、堵塞，使膜 与HA预混，结果产生的通量下降比单独任何一种物 产生透过流量与分离特性的不可逆变化的现象【ll。 质(单独过滤高岭土或者接下去过滤高岭土和}队) 对于超滤膜来说，一旦水与膜接触污染就开始。在运 都快，这就表明在膜污染过程中物质间的相互作用决 行过程中，由于凝胶层的形成，导致膜的透水量逐渐 定了它们之间的协I一效应。VinodTKuberkar}丑指出在 下降，所加压力的作用逐渐不明显，在此种状态下运 过滤过程中，大的颗粒在膜的表面形成一个外部的饼 行的膜使用后必须进行清洗，以恢复其透水性能。因 层，其扮演深层滤床的角色能够捕获一些较小的颗 此，膜的污染及其防治是膜应用领域中的一个研究 粒，阻止它们进一步污染膜，此饼层被称为次级膜。它 热点。为了深入了解和延缓膜的污染速率，国内外许 在过滤工艺中占有很重要的角色，经常影响膜的渗透 多学者进行了深入广泛的研究，为膜污染的防止提 性，其可能具有比膜本身更高的渗透阻力，但是由于 供了许多新方法和新思路。 其能够充当次级或动力学膜使滤膜本身免受更强的 ‘ 小颗粒的污染。 1膜污染的定义及相关理论 2膜污染的模型 很多研究者从不同的角度对污染物和膜的污染 Lee等采用XDLVO理2．1滤饼层的渗透性和孔径窄化模型 机理进行分析研究。Sungyun 论预测有机物对超滤膜的污染情况。试验采取用的 Belfort【日分析并提出了滤饼层模型，此模型假设 NOM(腐植酸HA和藻酸盐)从水中提取，对两种被分析的溶液被膜截留形成沉淀层或滤饼层，过滤 聚合超滤膜的过滤过程采用渗透压产生的驱动力和 阻力随着过滤体液积的增加呈比例增加。在孔径窄 DLVO 3种界面力(范德华力，静电引力，酸碱能) 化模型中假设溶液渗透到膜孔中可被吸收到孔的内 来进行受力分析。与这3种作用力相比，渗透压产生 壁上，则孔内壁容积的衰减与过滤体积呈比例关系。 的驱动力可以忽略；UF膜和NOM之间的酸碱能在 2．2不同过滤阶段的模型 短距离(间距5am)之内占主要地位，同时决定短 Fulin J7】等对膜的污染机理从另一个角度 Wang 距离内污染物和膜之间的作用[21。DJermannx[31等研进行了分类并提供了公式。假设跨膜压差恒定，膜表