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工业反渗透膜组件,怎么防止膜壳内部被污染?

  • 作者:管理员
  • 发布时间:2023-09-22 15:23:29
  • 点击:276

料液预处理

预处理是指在原料液过滤前向其中加入一种或几种物质,使原料液的性质或溶质的特性发生变化,或进行预絮凝、预过滤、吸附、加阻垢剂、加热或改变料液pH值等方法,以脱除一些与膜存在相互作用的物质,从而提高膜通量。恰当的预处理有助于降低膜污染、提高膜透过性和膜的截留性能,减少膜清洗的频率和难度。

(1) 预过滤

去除颗粒物,以防堵塞流道或损伤膜、泵和仪表。作为一种规则,大于组件内最小流道尺寸1/5的粒子必须脱除。用自然沉降、格栅(筛)去除大块碎片和水中生物。粗筛或水力离心过滤器可脱除大粒子。浮选脱除轻悬浮物(如浮游生物、微生物等)和轻絮凝体。筒式微滤或多介质过滤去除细粒子。粗过滤器分离粒径大于10μm的颗粒和机械杂质、微生物超滤或微滤去除大肠杆菌和细菌。气体分离中采用高效气-液分离技术脱除气体中的固体颗粒、液态水或液态烃,包括旋风分离器、超滤技术与毛细管凝聚技术结合的高效过滤。一般来讲,卷式组件的进水应经20~50μm过滤,而中空纤维壳程进料应经5μm过滤。

(2) 絮凝

胶体是直径<1μm的荷电粒子,如不脱除,会严重影响膜通量。常用的脱除方法是絮凝或絮凝后进行常规过滤。常用的絮凝剂有FeCl3、明矾或聚电解质(聚合氯化铝)等。其原理是改变悬浮颗粒的特性来影响膜通量,其作用是产生蓬松的无黏聚性的絮状物来显著减轻膜污染;在油水分离中,原料液中加入絮凝剂进行预处理不仅可以提高膜通量,而且能提高膜的截留率,可以用微滤代替常规的超滤。

(3) 除有机物

活性炭过滤可去除痕量油和烃类物质。紫外线也可以分解有机物,对低分子有机物的去除,紫外线氧化比离子交换、反渗透更合适臭氧+紫外线处理还有杀菌、使胶状物微粒化、使胶状氧化硅氧化分解等效果。

(4) 调节pH值

在处理含重金属离子废水时,可预先加入碱性物质调节溶液的pH值或加入硫化物或其他一些物质,使重金属离子形成氢氧化物沉淀或难溶性的硫化物或其他物质而除去。如投加H2SO4将pH值调到6左右,去除海水中的二氧化碳,防止膜上形成碳酸钙垢。为了避免增加SO₄²¯浓度而形成CaSO4垢,用Cl调pH值。也可以用NaOH、Na2CO3、BaCl2、石灰去除高价离子,以沉淀形式脱除。在甲氧头孢菌素C的发酵液中加酸,能稳定料液黏度和防止菌体污染。对于蛋白质,pH值的调节很重要。

溶液pH值对蛋白质在水中溶解性、荷电性及构形有很大影响。一般来讲,蛋白质在等电点时,溶解度最低,偏离等电点时,溶解度增加,并带电荷。在等电点时的蛋白质吸附量最高,膜通量最低。因此用膜分离、浓缩蛋白质或酶时,一般把pH值调至远离等电点(以不使蛋白质变性失活为限),结合选择合适的膜,可以减轻膜污染。

(5) 灭菌

防止生物污染,用氯气或次氯酸盐、臭氧、甲醛、双氧水、浓亚硫酸氢钠溶液、异噻唑啉酮等,或者紫外、电子杀菌器。热处理灭菌时,需注意热处理温度,尤其对蛋白质,要防止高温下的蛋白质变性。

(6) 除氯

反渗透膜不耐氯,在原水进入反渗透工艺前投加NaSO3,除氯。

(7) 除氨

合成氨弛放气中膜法H2回收时,先用水洗塔除氨。

(8) 除水

从沼气中分离甲烷时,先通过消雾器脱除沼气夹带的水气,因为水会比甲烷更快透过膜。

(9) 离子交换

用螯合树脂去除多价离子。

(10) 加入离子隐蔽剂

添加阻垢剂,如六偏磷酸钠等,减慢成垢速度,避免离子与有机大分子形成复合物污染膜,让体系可在高于饱和溶解度的浓度下操作。

(11) 加入稳定剂

主要对酶育多肽,以防失活。

(12) 降低粘度

在高粘度溶液的过滤过程中,可以加入适当的试剂使溶液的粘度下降,提高剪切速率,从而提高膜过滤性能。

(13) 加热或冷却

气体分离中通过加热原料气使其远离露点,避免水蒸气在膜内冷凝,制备无菌空气时,需先将原料空气加热至30~35℃,天然气脱湿则升温至5~10℃。

原料液的预处理必须考虑体系的特点,对于不能改变性质的体系则不能进行预处理。



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