正渗透膜污染及其清洗研究进展综述

<正>向渗透技术是一种能耗低、水回收率高、污染物截留能力强的新型膜分离技术。但是正向渗透过程中存在的膜污染问题会限制其进一步应用。该文归纳了正向渗透膜污染的分类,包括有机污染、无机盐类结晶污染、胶体颗粒污染、微生物污染及这四种膜污染形成的原因。介绍了正渗透膜污染的主要影响因素,包括溶液组成、膜材质、水力条件、环境条件等。简介了正向渗透膜污染的清洗方法,包括错流清洗和回流清洗;最后对该领域未来的研究方向做了一些展望。     

一种正渗透膜清洗剂及其应用方法--王新华，赵艳晓，李秀芬. CN104959039A

本发明公开了一种正渗透膜清洗剂及其应用方法,属于水处理药剂技术领域。本发明的正渗透膜清洗剂,成分为分散在0．025%~0．05%的十二烷基苯磺酸钠中的0．5~2．0 mg/L的银纳米颗粒悬浮液。其适用范围广泛,可以代替正渗透膜生物反应器的汲取液,作为正渗透膜在线反清洗剂;该清洗工艺适用于多种材料的正渗透膜,通过水的反清洗作用,同时微量的银纳米颗粒及其释放的部分银离子可随反洗水透过膜孔,对膜面沉积的污染层生物具有杀菌作用,使膜面生物失去活性,降低其在膜面的吸附作用,可以有效清除正渗透膜面的有机生物污染层,且对正渗透膜无损伤,可循环使用。本发明技术设计科学合理,对克服正渗透膜污染的难题,拓展银纳米颗粒和正渗透膜的应用具有重要意义。     

基于正渗透的水处理组合工艺应用研究进展

正渗透分离技术是一种由溶液渗透压差作为驱动力自发进行的膜分离工艺,该过程不需外加操作压力,运行能耗低,且正渗透膜的污染程度轻、污染后易清洗,因此正渗透膜处理技术成为了当前水处理领域研究热点。然而,正渗透汲取液的再生困难使其难以作为独立的工艺应用于水处理领域,在实际的运行中需要与其他工艺组合应用。通过对正渗透及其它水处理工艺的特征进行归纳,介绍了基于汲取液再生和直接利用的组合方式,阐述了正渗透作为深度处理预处理工艺的应用,分析了正渗透组合工艺对其它膜分离工艺的替代潜力。最后,总结并展望了正渗透组合工艺在水处理各领域中的应用。     

陶瓷膜分离提纯绿原酸提取液的膜清洗研究

研究了陶瓷膜技术分离纯化绿原酸提取液的过程.考察了不同操作压力下金银花绿原酸提取液的渗透通量随时间的变化以及卑种清洗剂、多步清洗、纽合清洗的清洗效果,同时还研究了绿原酸提取液超滤膜的最佳清洗条件.结果表明,渗透通量与操作压力、时间有密切关系;过滤绿原酸提取液后膜污染的最佳清洗条件为清洗时间5min,清洗压力0.2MPa.     

超细TiO_2粉体洗涤过程中膜污染和再生方法研究

针对陶瓷膜洗涤超细TiO2粉体中Cl-的过程,确定了适合的跨膜压差和膜表面流速,并采用阻力系列模型分析膜污染机理,确定有效的膜再生方法。此过程渗透通量随跨膜压差和膜表面流速的增长而增长,但是增长幅度减缓。合适的跨膜压差和膜表面流速分别为0.10—0.15 MPa和2.0 m/s;主要的膜污染来自粉体在膜表面的沉积;单一的化学和物理清洗方法无法达到理想的清洗效果,采用纯水浸泡、超声波清洗和质量分数0.5%的HCl清洗可使纯水通量恢复至新膜的72%以上,且多次的清洗效果稳定。     

正渗透膜分离技术处理生活污水的实验研究

以正渗透膜分离系统为实验装置对某校园生活污水进行处理,考察了正渗透膜在膜朝向不同时对水通量和氮的截留效率的影响以及膜污染的状况。结果表明,正渗透过程活性层朝向原料液侧的FO模式下水通量下降趋势较小,水通量较稳定,且对污水中的氮污染物的截留效果好于压力阻尼渗透过程活性层朝向驱动液侧的PRO模式。FO模式运行下的膜污染比PRO模式相对较轻,污染物质在膜的活性层表面形成了胶状层,采用去离子水浸泡+设备运行冲洗的物理方法对污染的膜进行清洗后,膜活性层表面的大部分污染物被清除,膜表面的初始形态可基本恢复。     

膜蒸馏技术应用及清洗方法研究进展

膜蒸馏技术是一种采用疏水微孔膜的新型膜分离技术,对其应用及膜污染清洗的研究具有重要意义。重点阐述了目前膜蒸馏技术应用领域及其膜过程中污染物质的清洗技术研究进展,并简要展望了其发展方向。     

复合正渗透膜的过滤特性及对二级出水截留效果研究

以某污水厂二级出水为原料液,采用型号TFC-ES正渗透膜研究过滤过程中的工艺特性(膜朝向、汲取液的种类及含量、错流速度)及适宜的膜清洗条件,以优化操作条件、降低浓差极化、减轻膜污染、提高正渗透膜性能。结果表明,以FO模式(活性层朝向原料液侧,AL-FS)、7.25 cm/s的错流速度、1 mol/L的Mg Cl2溶液作为汲取液时,复合正渗透膜的纯水通量大于9 L/(m2·h),反向盐截留率保持在99.90%以上。二级出水产生的可逆膜污染可采用简单的水力清洗方法,以17.4 cm/s的错流速度,去离子水清洗30 min后,膜通量恢复率大于90%。同时复合正渗透膜对二级出水中的溶解性固体(TDS)截留率高达98%以上,对金属离子Al~(3+)和Fe~(3+)的截留率可分别达到97%和100%,有机物、TN和TP的截留率均在82%以上,可为正渗透技术应用于废水处理提供相应参考。     

单细胞蛋白纯化中超滤膜清洗研究

膜分离技术在应用过程中,膜污染清洗是一个重要的环节。在单细胞蛋白分离纯化工艺研究中,重点试验研究了膜污染清洗工艺,试验结果表明,采用组合清洗剂清洗效果较为理想,清洗后的膜通量可恢复到99％。     

耗散型石英晶体微天平处理膜污染研究进展

介绍了耗散型石英晶体微天平(QCM-D)技术的基本原理及其优越性,回顾了QCM-D在膜污染领域,包括不同膜材料、膜污垢对膜污染及清洗过程影响中的应用。QCM-D的运用实现了膜污垢的量化及其形成过程的实时监测,为深入研究膜污染机理及清洗原理提供了初步的理论依据。未来研究中可利用QCM-D更深入地探究膜吸附及清洗机理,从理论上指导膜污染的预防和清除,得到更加合理并且适合推广运用的膜清洗方式,提高膜清洗效率。     

超滤过程膜污染控制技术研究进展

探讨了超滤过程中的浓差极化和膜污染形成的机理以及影响膜污染的因素 ,综述了预防和控制膜污染的各种技术 ,包括膜材及孔径的选择、膜组件的设计、原料的预处理、膜过程的强化及膜的清洗等技术。指出开发新型实用的耐污染膜和能耗少、寿命长、抗污染的膜组件 ,对膜过程工艺进行优化控制 ,开发高效的在线清洗技术和经济便利的离线清洗技术等是尚待攻克的课题。     

基于油水污染机理的动态膜清洗实验研究

制备α-Al_2O_3管状陶瓷膜基ZrO_2动态膜并将其用于油水乳化液的分离,对该过程的污染机理进行分析后,选择四种清洗剂对污染膜进行多方案清洗实验,通过理论分析确定了最佳清洗顺序,即"碱洗→吐温80→酸洗→柠檬酸"。单步清洗实验中,考察不同清洗剂浓度下的膜通量恢复率,确定各清洗剂的最佳清洗浓度与时间,清洗后渗透通量恢复情况为:氯化氢氢氧化钠柠檬酸吐温80;多步清洗试验表明,四步清洗效果最好,通量恢复率达到了79.8%;根据重复清洗试验结果,结合过滤阻力模型计算和红外测试分析,确定动态膜基膜能循环使用3~4次。研究结果对动态膜的清洗复用提供依据。     

不锈钢微滤膜在5′-核苷酸生产过程中的应用

采用不锈钢微滤膜,对酶解RNA制备5′-核苷酸中杂蛋白的分离工艺进行了研究。考察了压力、温度对膜渗透通量、杂蛋白截留率以及透过液中杂蛋白含量等的影响,确定最佳工艺操作条件为：压力3．8kg&#183;cm^-2、温度20℃,此时杂蛋白截留率达到66．7％、膜透过液中杂蛋白含量约为0．1mg&#183;mL^-1。研究表明,滤饼层模型能较好地解释不锈钢膜的膜污染问题,通过考察膜渗透通量的恢复率,确定了最佳膜清洗方案,整个清洗过程只需要110min,操作简捷,膜渗透通量能完全恢复。     

膜过程中膜清洗技术研究进展

本文综述了目前国内外对膜清洗技术的研究进展状况。重点介绍了脉冲电场膜清洗技术和超声TDR实时检测膜污染及膜清洗技术。另外对膜清洗过程需要注意的几个问题提出了建议。     

正渗透策略和化学清洗海水淡化反渗透膜

为解决海水淡化过程中反渗透膜的污染问题,研究了基于正渗透策略的反渗透产水、模拟反渗透浓水、模拟海水不同的组合清洗和清洗时间对膜通量和截留率的影响。针对不可逆污染,研究了不同化学清洗药剂、浸泡时间、浓度对膜通量和截留率的影响。结果表明,正渗透策略清洗方式中,淡水/模拟反渗透浓水的组合清洗方式效果最佳,其归一化通量从9.48 L/(m²·h·MPa)提升至13.6 L/(m²·h·MPa),截留率从80.59%提升至92.80%。此外,经质量分数为2%的柠檬酸溶液浸泡2 h后,再使用质量分数为1%的乙二胺四乙酸四钠盐和0.3%的三聚磷酸钠溶液浸泡1.5 h,其归一化通量从9.48 L/(m²·h·MPa)提升至14.3 L/(m²·h·MPa),截留率从80.59%提升至96.27%。从SEM和AFM图可以看出,正渗透清洗策略并未对膜表面选择层造成损坏,且可以清洗膜表面的有机污染物和无机污染物,因此,应用这种方法对污染的反渗透膜进行清洗,可延长化学清洗周期,减少化学清洗剂用量,具有一定的工业应用前景。     

反渗透膜污染分析及清洗研究

膜污染在膜运行过程中是不可避免的 ,造成膜污染的成因多种多样 ,非常复杂 ,膜清洗也就成为膜应用中的一个难题。在实践的基础上 ,经过多次试验 ,摸索出一套有针对性的高效的膜清洗技术 ,运行结果表明清洗成功     

无机分离膜在应用过程中的污染清洗方法

无机膜分离技术是国际上最先进的分离技术之一,膜污染的清洗是膜应用过程中的一个重要问题。阐述了膜污染的性质,总结了膜污染清洗的各种物理方法和化学方法,并对无机膜材料的耐化学腐蚀性能进行了分析,为无机膜的应用维护提供了一定参考。     

反渗透膜污染类型分析及清洗技术的研究进展

在反渗透技术中,膜污染是一种不可避免的问题,膜污染指的是水处理过程中膜表面或膜孔道被杂质、污垢或生物物质覆盖或堵塞的现象。膜污染的发生会导致许多不利影响,包括处理能力降低、脱盐率下降、回收率降低以及段间压差升高等,因此反渗透膜污染以及清洗技术显得至关重要。本文针对反渗透膜污染的类型进行分析,并从物理清洗、化学清洗以及清洗注意事项进行详细论述。最后,对反渗透膜及清洗技术未来发展方向进行展望,有利于结合具体情况选择适当的清洗剂和操作条件。通过正确的清洗和维护,可以延长反渗透膜的使用寿命,确保系统的稳定运行和长期经济效益。     

阳极氧化铝膜过滤BSA溶液过程中的污染分析

采用阳极氧化铝膜过滤牛血清蛋白溶液,考察了孔径20、100、200 nm 3种膜的过滤通量随时间的变化关系,在相同的操作条件下孔径20 nm的膜具有较高的渗透通量(400 L/(m2.h))和较小的过滤阻力(8.3×1011/m)。还考察了蛋白质浓度、泵送时间及清洗对膜污染情况的影响。结果表明,在实验的范围和条件下,随蛋白质浓度的增大,膜污染加重,稳定通量增大;泵送时间增长,膜污染速度加快,通量增大;通过纯水清洗加超声清洗的方法去除可逆污染,清洗后膜与新膜过滤通量相当。     

超滤膜清洗技术研究进展

超滤膜清洗的研究对超滤膜技术广泛应用具有重要意义。重点阐述目前超滤膜应用过程中膜污染的清洗技术研究进展,简要展望超滤膜清洗技术的发展方向。