磁絮凝膜过滤工艺中附加磁场强化清洗

基于磁强化絮凝膜过滤(MEFMF)工艺中磁絮体和含磁滤饼层的特性,设计了在线(on-line)和离线(off-line)磁强化清洗(MEC)工艺.在磁场和曝气剪切的协同作用下,含磁滤饼层脱离膜纤维表面,膜通量恢复率较常规物理清洗(RC)明显提高.在离线磁强化清洗时,设计反洗装置中心的磁感应强度为6 mT,曝气强度为500 L·m^-2·min^-1,控制清洗时间为5 min,维持反洗压力0.04 MPa,可达到最佳的膜清洗效果,通量恢复率达97%以上.在外加磁场强化清洗过程中,滤饼层中的磁种发生磁化作用,滤饼层表现出微弱的宏观磁性,在磁场的作用下向磁极运动,使得膜通量恢复率明显提高.此外,在MEFMF工艺中采用间歇磁强化清洗,可以更加有效地去除引起不可逆膜污染的胶体和有机物,降低膜污染速率,减缓膜污染.     

膜污染机理与化学清洗方式研究

膜污染是膜技术应用中面临的关键问题,其影响膜运行的稳定性,决定膜清洗周期以及膜的更换频率。因此,要使膜获得长期稳定的运行效果,必须研究其膜污染的机理与清洗方法。确定了膜污染机理,对于了解膜通量下降原因、预测膜通量、控制和消除膜污染具有指导意义。膜面形成污染层,会影响通量以及脱盐率,因此需定期进行膜清洗以恢复性能,但也有不可恢复的损失,造成运行成本提高。故文中总结了膜清洗的方式与污染机理以望对膜行业的发展有所促进作用。     

平板膜污泥浓缩工艺中污染膜的膜清洗方式

该文研究了平板膜污泥浓缩工艺中污染膜的清洗,分析了不同种类、不同浓度化学药剂的清洗效果,重点评估了膜通量恢复率、膜表面形态、临界通量等性能。结果表明Na Cl O为最有效清洗药剂,清洗后膜水通量恢复最显著,膜表面孔隙率恢复最高,Na OH药剂不适宜于该工艺中膜的清洗。此外,试验确定0.1%草酸和1%Na Cl O的组合清洗方式为污泥浓缩工艺中膜清洗的最佳清洗方式,经组合清洗后的膜表面形态基本完全恢复,临界通量可高达32~35 L/m2·h。     

陶瓷膜污染的超声波辅助清洗

膜污染的控制和膜的清洗再生是膜应用的关键,研究了采用超声波辅助清洗被乳化液污染的氧化锆陶瓷膜。结果表明：超声波的功率、超声清洗时间及膜污染程度等对清洗效果均有影响,超声功率越高,清洗后水通量的恢复率越高,超声清洗时间在20 min左右比较适宜。超声波对膜表面的污染清洗效果较好,对膜孔内堵塞清洗效果相对较弱,超声辅助化学清洗可有效恢复膜通量。     

动态无机膜处理污泥后的清洗条件

对动态无机膜处理污泥混合液后的膜清洗进行了研究。实验先用涂膜后的无机膜管处理污泥混合液，在膜管污染后再进行清洗实验。清洗过程中测量了高速冲洗、反冲、碱洗、酸洗后的膜管通量的恢复率，主要考察了酸碱洗顺序、时间、浓度对清洗效果的影响，在选择的清洗条件下还进行了涂膜后的反复清洗实验和与未涂膜的对比实验。结果表明：最佳清洗工艺为：高速冲洗-自来水反冲-碱洗（0．2mol／LNaOH）1h-酸洗（0．1mol／LHCl）1h；反复清洗后，涂膜后的膜管通量恢复均在90％左右：对比实验证明，涂膜后的膜管通量恢复率更高。     

淹没式加压MBR膜污染机理及治理措施

研究了加压MBR膜通量衰减规律，膜污染阻力的分布；尝试了空曝、水反冲洗、压缩空气反冲洗、物化清洗四种膜清洗方式的膜通量恢复．研究结果表明：加压MBR膜通量衰减迅速，运行17d后膜通量衰减83．5％；膜污染阻力主要由凝胶极化阻力Rp和内部污染阻力Rif构成。     

聚醚砜膜原位清洗方法的实验研究

实验对已污染的聚醚砜膜进行了清洗的研究,并通过测量各种清洗剂清洗后膜水通量的恢复,确定适宜的清洗剂、清洗时间、清洗液浓度和操作压力,选择出最佳的清洗方案,取得较好的清洗效果。通过研究表明:被污染的聚醚砜膜用混合清洗剂清洗恢复率可达到85%,效果要明显优于单一的清洗方法。     

中空纤维帘式与平板式膜组件在浸没式MBR中的对比试用研究

选取两种不同结构类型的膜组件进行化工废水处理的中试应用研究,对比研究了MBR膜系统的最佳气水比、临界膜通量、膜系统的分离与处理效果以及膜的污染和清洗方式.中试结果表明,在该类废水处理中,中空纤维帘式膜组件的最佳气水比为24,平板式膜组件的最佳气水比为20;在同等曝气强度下,用流量阶梯法测得,中空纤维帘式膜组件的临界膜通量为20L·m-2·h-1,平板式膜组件的临界膜通量为25 L·m-2·h-1;两组膜在处理和分离效果上相差不大;在抗污染性能上,平板式膜组件更具优势,而且平板式膜组件更容易通过物理清洗-空曝气的方式使膜通量得以部分恢复,用次氯酸钠(NaClO)溶液对膜组件进行化学清洗,均能获得较好的通量恢复效果.     

膜生物反应器中膜的污染与清洗

通过不同清洗方法对膜通量恢复效果的评价以及对污染膜和各步清洗后对膜表面和断面形貌的观察，对膜生物反应器工艺中的膜污染特征和膜污染进行了研究。结果表明，清水冲洗能消除纤维膜之间淤积的污泥和膜表面松散的污染层，次氯酸钠可以清除膜表面的微生物和有机污染物，而硫酸和柠檬酸能清除膜上的无机物垢。在膜外表面的污染物主要为生物膜和凝胶层污染，而膜内表面的污染物主要为滋生的微生物和无机污染物。对应各步清洗后膜通量的恢复，可以推出，在试验的工艺条件下，无机物污染对膜过滤阻力的影响较大。在此基础上．为延缓膜污染对膜生物反应器提出三点建议．     

陶瓷膜处理含油废水的膜化学清洗研究

膜污染已经成为陶瓷膜分离技术应用和发展的瓶颈之一,为了提高膜通量的恢复率,增加陶瓷膜使用寿命,需要对污染的陶瓷膜进行合理有效的清洗.采用多种常见的化学试剂进行清洗.结果表明,先用质量分数1.0%C18H29O3SNa清洗5 min,再用质量分数1.5%NaOH清洗15 min,最后用质量分数2.0%HNO3清洗10 min为最佳清洗方案,膜通量的恢复率可以达到96.2%,工艺较简单,适用于实际工业化应用.     

反渗透海水淡化系统中膜组件的清洗策略

反渗透海水淡化法中膜组件的定期清洗是防治膜污染的主要措施之一.膜清洗可将膜表面的污染物去除,达到恢复透水量的目的.在保证产水量的情况下,选择恰当的清洗策略和清洗时机可使清洗次数最合理,清洗费用最低.以规划期内总操作费用最小为目标,提出了新的污染模型,给出了清洗的判据,将清洗策略问题表达为一个混合整数非线性规划（MINLP）.对一个实例进行计算,给出了该例中的反渗透系统在5年规划期内的最优清洗策略和清洗时机.结果证明这种数学规划方法对于寿命为3～5年的膜组件的清洗维护是有效的.     

Membrane fouling and chemical cleaning in water recycling applications

Fouling and subsequent chemical cleaning are two important issues for sustainable operation of nanofiltration (NF) membranes in water treatment and reuse applications. Fouling strongly depends on the feed water quality, especially the nature of the foulants and ionic composition of the feed water. Consequently, appropriate selection of the chemical cleaning solutions can be seen as a critical factor for effective fouling control. In this study, membrane fouling and chemical cleaning under condition typical to that in water recycling applications were investigated. Fouling conditions were achieved over approximately 18 h with foulant cocktails containing five model foulants namely humic acids, bovine serum albumin, sodium alginate, and two silica colloids in a background electrolyte solution. These model foulants were selected to represent four distinctive modes of fouling: humic acid, protein, polysaccharide, and colloidal fouling. Three chemical cleaning solutions (alkaline solution at pH 11, sodium dodecyl sulphate (SDS), and a combination of both) were evaluated for permeate flux recovery efficiency. The results indicated that with the same mass of foulant, organic fouling was considerably more severe as compared to colloidal fouling. While organic fouling caused a considerable increase in the membrane surface hydrophobicity as indicated by contact angle measurement, hydrophobicity of silica colloidal fouled membrane remained almost the same. Furthermore, a mechanistic correlation amongst cleaning efficiency, characteristics of the model foulants, and the cleaning reagents could be established. Chemical cleaning of all organically fouled membranes by a 10 mM SDS solution particularly at pH 11 resulted in good flux recovery. However, notable flux decline after SDS cleaning of organically fouled membranes was observed indicating that SDS was effective at breaking the organic foulant—Ca²⁺ complex but was not able to effectively dissolve and completely remove these organic foulants. Although a lower permeate flux recovery was obtained with a caustic solution (pH 11) in the absence of SDS, the permeate flux after cleaning was stable. In contrast, the chemical cleaning solutions used in this study showed low effectiveness against colloidal fouling. It is also interesting to note that membrane fouling and chemical cleaning could permanently alter the hydrophobicity of the membrane surface.     

一体式膜生物反应器膜污染现象及清洗试验研究

对新膜和在一体式膜生物反应器中运行而被污染的膜作扫描电镜对比,从微观角度解释膜污染现象。短期运行22d和长期运行210d的膜分别经冷水→热水→次氯酸钠→乙醇清洗,膜通量恢复到新膜的94.4%和70.3%;将另一长期运行210d的膜改变清洗程序为冷水→热水→次氯酸钠→硫酸,膜通量恢复到新膜的61.4%,说明不同的清洗程序清洗效果不同。将短期运行和长期运行的膜组件按Darcy定律过滤模型计算:二者运行后膜总阻力增大,短期运行22d和长期运行210d后,由于浓差极化和膜污染产生的阻力大约是膜自身阻力的4倍和11倍。     

电厂反渗透系统膜污染防治与膜清洗的研究

考察了长期运行的电厂反渗透系统中导致膜污染的原因、膜污染的种类和膜的清洗方法。采用反渗透系统进水和浓水的水质分析数据,提出了判断膜污染原因及污染物组成。根据反渗透系统进水和浓水的水质分析数据,实验筛选了膜清洗剂配方。结果表明表面活性剂对无机、有机混合垢有明显的促溶作用,以0.05%Na-SDS＋0.1%NaOH＋1%Na4-EDTA为配方的清洗剂,其清洗无机、有机混合膜污染的效果良好。     

超滤膜法浓缩新型苏云金杆菌（Bt）杀虫剂

本文研究了用超滤膜方法浓缩新型苏云金杆菌杀虫剂，简称“新型Ｂｔ”，并对几种不同材料的超滤膜的污染程序 及污染后膜的最佳清洗方法作了初步实验。结果表明：采用Ｐ＝０．１５ＭＰａ，Ｐ＝０．０５ＭＰａ，操作条件效果比较好，反洗方法简单易行，能达到最佳清洗效果。     

气液两相流方法对络合-超滤膜组件污染的清洗

超滤膜法是目前最有发展前途的水处理技术之一,但使用过程中不可避免的污染问题很大程度上限制了该技术的推广。该文提出特定的气液两相流清洗方法并针对络合-超滤膜组件污染清洗进行研究,比较了气体冲洗、水力反冲洗、化学试剂反冲洗和气液两相流清洗(分别以水和HCl作为清洗液)络合-超滤污染膜组件的效果。结果显示气液两相流方法的清洗效果最好,且用时最短。考察了通气时间tc、气停时间ti和气液流速比Rg/l对气液两相流方法清洗效果的影响,结果表明当ti=10 s、Rg/l=20∶1时,以水和HCl为清洗液的气液两相流方法在tc=15 s和tc=25 s取得最佳清洗效果;当tc=15 s、Rg/l=20∶1时,两种清洗液的气液两相流方法在ti=20 s取得最佳效果。当tc=15 s、ti=10 s,以水做清洗液的两相流方法在Rg/l=80∶1时取得最佳的清洗效果;HCl做清洗液的两相流方法在Rg/l=40∶1时取得最佳的清洗效果。研究结果表明气液两相流清洗方法能有效去除膜污染,在一定程度上可以减少化学清洗剂的使用而减少二次污染,是一种有效的绿色膜清洗技术。     

Fouling behavior of poly(vinylidene fluoride) (PVDF) ultrafiltration membrane by polyvinyl alcohol (PVA) and chemical cleaning method

Severe fouling to poly(vinylidene fluoride) (PVDF) membrane is usually caused as filtrating the papermaking wastewater in the ultrafiltration (UF) process. In the paper, fouling behavior and mechanism were investigated, and the low-concentration polyvinyl alcohol (PVA) contained in the sedimentation tank wastewater was found as the main foulant. Consequently, the corresponding cleaning approach was proposed. The experiment and modeling results elaborated that the fouling mode developed from pore blockage to cake layer along with filtration time. Chemical cleaning conditions including the composition and concentration of reagents, cleaning duration and trans-membrane pressure were investigated for their effect on cleaning efficiency. Pure water flux was recovered by over 95% after cleaning the PVDF membrane using the optimal conditions 0.5 wt% NaClO (as oxidant) and 0.1 wt% sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS, as surfactant) at 0.04 MPa for 100 min. In the chemical cleaning method, hypochlorite (ClO⁻) could first chain-scissor PVA macromolecules to small molecules and SDBS could wrap the fragments in micelles, so that the foulants were removed from the pores and surface of membrane. After eight cycling tests, pure water flux recovery maintained above 95% and the reused membrane was found intact without defects.