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微孔滤膜在城市污水回用处理中的应用研究(一)

[导读]阐述了微滤膜的特性、截留机理以及污染和清洗, 介绍了微滤膜在国内外的发展应用

    1973 年3月,联合国召开的水资源会议就曾庄严地宣告:“ 水不久将成为一个深刻的社会危机,世界上的石油危机之后的下一个危机就是水的危机。”面对21世纪的发展,人类必须科学研究分析水资源危机问题, 探讨应对战略政策。目前,国外许多国家先后对城市污水回用技术进行了研究和应用,建立了污水回用工程,其中,利用微滤膜技术对城市污水进行深度处理并回用有望成为一种具体可行的重要措施。

   微孔滤膜的特性及截留机理:微孔过滤与超滤、纳滤、反渗透均属压力驱动膜分离技术,所分离的组分直径为0.03-15μm,主要去除微粒、亚微粒和细粒物质。

   微孔滤膜属于筛网过滤介质,具有形态整齐的多孔结构,过滤时能够将所有比网孔大的粒子全部拦截在膜表面上, 具有孔隙均匀、孔隙率高、膜质地薄、驱动压力低等特点。常用的微孔滤膜分为有机聚合膜与无机膜两大类。有机聚合物膜根据亲水、疏水特性又可以分为亲水聚合物膜(如: 聚碳酸脂、聚砜、聚醚酰亚胺等)和疏水聚合物膜(如: 聚丙稀、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙

烯等)。近年来, 无机膜由于耐酸碱、耐高温、抗微生物能力强和机械强度大等优点而发展迅速, 其材料是氧化铝、氧化钛、玻璃、碳及各种金属(钯、钨、银等)。目前,无机膜技术处于世界

前列的是日本和美国。

   微孔滤膜分为死端过滤和错流过滤, 目前研究应用较多的是错流过滤, 其过滤机理大体可分为以下几种:

1、机械截留作用: 即筛分作用, 膜能够截留比其孔径大或孔径相当的微粒。

2、吸附截留作用: 与微粒及膜电性有关。

3、架桥作用: 大多数发生在膜孔的入口处。

   微孔滤膜污染机理:膜污染是微孔滤膜技术得以广泛应用于污水回用处理中的瓶颈所在。膜污染是指与膜接触的料液中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理、化学或机械作用, 而引起的膜面或膜孔内吸附、沉积, 造成膜孔径变小甚至堵塞, 使膜进水通量变小及分离特性变差的现象。 膜污染的机理比较复杂, 通常认为有以下几方面:

1、由于膜的截留作用, 混合液中溶解性有机物在膜表面累积造成浓差极化现象;

2、胞外聚合物质EPS对膜面造成污染;

3、膜表面及内壁附着生长的微生物等造成膜孔堵塞。

   未经消毒处理的二级生化出水中含有大量的细胞物质,这些残留的细胞能够利用水中可生物降解的物质而进行自身的繁殖。因此生物污染是微孔滤膜污染最严重的问题。

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