纳滤膜的污染与防止

Posted 2023-01-15 物质

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膜的可靠性是目前阻碍膜技术推广应用的关键之一，而膜污染又是影响其可靠性的决定因素。尽管在膜的应用过程中产生膜污染是在所难免的，但是可以通过对不同的膜污染采取相应的措施来减少膜污染程度。

纳滤膜污染的特性与水中污染物的物理、化学、微生物性质密切相关，可分为无机污染、有机污染和微生物污染。用纳滤膜法处理水的过程中，造成膜污染的物质主要是地表水和地下水存在的水合状态的金属氧化物、含钙化合物、胶体物质、有机物以及微生物等，这些物质在膜表面上形成了滤饼、凝胶及结垢等附着层或堵塞膜孔，因此导致膜分离性能发生变化，具体表现为膜的透过通量减少、膜的荷电性质和膜孔结构发生变化，膜的使用寿命降低。

纳滤膜污染的控制与防止

膜污染通常是指溶液中的溶质、膜以及溶剂相互作用而产生的一些复杂现象，主要包括膜面污堵、化学破坏以及细菌生长几种情况。其一般性机理是：当截留的污染物质没有从膜表面传质回主体液流中，膜面上污染物质的沉淀与积累，使水透过膜的阻力增加，妨碍了膜面上的溶解扩散，从而导致膜产水量和水质的下降。同时由于沉积物占据了盐水通道空间，限制了组件中的水流流动，增加了水头损失。在膜的应用过程中很难完全避免产生膜的污染，但是可以通过对不同的膜污染情况来采取相应的措施来减小膜的污染程度，目前控制纳滤过程污染的方法大体可分为以下四种：

（1）清洗：清洗方法的选择主要取决于纳滤膜的构型、膜种类和耐化学试剂能力以及污染物的种类，常用的方法有物理方法和化学方法两类。

（2）改变物料的性质：在膜过滤之前，对料液进行预处理如热处理、加配合剂（EDTA等）、活性炭吸附、预微滤和预超滤等，以去除一些较大的粒子；也可调节 pH 远离蛋白质等电点从而减轻吸附作用造成的膜污染。

（3）改变操作方式：改变操作方式实际上是改善膜面流动方式，其主要方法有：一是在膜过程中采取一定的操作策略；另外则是优化和改进膜组件及膜系统结构设计。用这两种方法可让流体在膜组件中的流动呈现出减轻膜污染和浓差极化的理想状态。

（4）纳滤膜的改性：改变膜材料或膜的表面性质把膜表面改变成亲水性的，为了强化膜的操作性能，减少膜污染，膜表面的更新是一种方法，膜面与溶质的物理化学相互作用可由合适的表面活性剂来控制。