污染膜上去除沉積物的清洗方法有四類:物理清洗、化學清洗、物理-化學清洗以及電清洗,這里主要介紹物理和化學清洗。
4.1 物理清洗
物理清洗是用機械方法從膜面上去除污染物,這種方法具有不引入新污染物、清洗步驟簡單等特點,但該法僅對污染初期的膜有效,清洗效果不能持久。物理清洗包括多種方法,如正方向沖洗、變方向沖洗、透過液反壓沖洗、振動、排氣充水法、空氣噴射、自動海綿球清洗、水力方法、氣-液脈沖和循環(huán)洗滌等。
4.1.1 反沖洗
指從膜的透過側(cè)吹氣體或液體,將膜面污染物除去的方法。注意應(yīng)在較低的操作壓力下進行(132kPa左右),以免引起膜破裂。反沖時間一般需要20~30min。
4.1.2 靜置浸泡加水力反沖洗
對于長期連續(xù)運轉(zhuǎn)透水量下降而再生又有困難的膜組件,在停止運轉(zhuǎn)時純凈水浸泡靜置10h以上,然后再進行水力反沖洗是提高通量的有效方法。
4.1.3 機械刮除
對管式組件可采用軟質(zhì)泡沫塑料球、海綿球(直徑略大于膜管內(nèi)徑),對內(nèi)壓管膜進行清洗,在管內(nèi)通過水力讓泡沫、海綿球反復(fù)經(jīng)過膜表面,對污染物進行機械性的去除。這種方法對軟質(zhì)垢幾乎能全部除去,但對于硬質(zhì)垢則不但不易除去而且容易損傷膜表面。因此,該法特別適用于以有機膠體為主要成分的污染膜表面的清洗。
4.2 化學清洗
化學清洗實質(zhì)上是利用化學試劑和沉積物、污垢、腐蝕產(chǎn)物及影響通量速率和產(chǎn)水水質(zhì)的其他污染物的反應(yīng)去除膜上的污染物。這些化學試劑包括酸、堿、螯合劑、氧化劑和按配方制造的產(chǎn)品等。
4.2.1 酸堿液 酸在去除諸如碳酸鈣和磷酸鈣等鈣基垢、氧化鐵和金屬硫化物等方面是有效的。堿清洗溶液包括磷酸鹽、碳酸鹽和氫氧化物。這些溶液可使沉淀物松動、乳化和分散。為了能去除濕潤油、潤滑脂、污穢物和生物物質(zhì),通常加入表面活性劑以增加堿清洗劑的脫垢性。當去除諸如硅酸鹽等特別難以去除的沉積物時,交替使用堿清洗劑和酸清洗劑。
4.2.2 螯合劑
除了強酸和堿外,螯合劑也用于去除污染膜的沉積物。常用的螯合劑有乙二胺四醋酸(EDTA)、磷羧基羧酸、葡萄糖酸和檸檬酸等。其中,葡萄糖酸在強堿溶液中螯合鐵離子通常是有效的,EDTA常用于溶解堿土金屬硫酸鹽。
4.2.3 氧化劑 當NaOH或表面活性劑不起作用時,可以用氯進行清洗,zui適pH值為10~11。
5 清洗實例
微濾膜的清洗一直是膜技術(shù)人員非常關(guān)心的問題,直接影響到微濾的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益,單純的物理清洗和化學清洗有時難以達到滿意的效果,實際操作中往往采用復(fù)合的清洗方法,下面是白酒微濾污染膜的清洗實例:首先從裝有微濾膜的白酒過濾器的排污口排盡剩余酒液,采用無雜質(zhì)的清水反沖洗約10-20min;再用3-5%氫氧化鈉溶液清洗約10-20min;zui后用無雜質(zhì)的清水反沖洗約10-20min即可。對于污染嚴重的微濾膜,可采用酸堿循環(huán)沖洗的方式;對于長期使用的舊膜,可采用較長時間的浸泡清洗,并從效益的角度,把握好更換新膜的*時間。
6 微濾膜的保養(yǎng)
6.1 清洗液的要求
清洗藥劑濃度要適當,避免對微濾膜產(chǎn)生化學損傷和腐蝕。清洗用水要求是無雜質(zhì)的清水。不然,水中雜質(zhì)會污染微濾膜,且難以清洗。
6.2 微濾膜的停運保存
微濾裝置停止運行時,必須進行充分清洗,然后密封保存。如短期停用,對于處理白酒的微濾裝置可用高度原酒浸泡保存。如長期停用,應(yīng)取下微濾膜,干燥密封保存。重新啟用時,應(yīng)按照膜的清洗方法清洗后,方可投入使用。
7 結(jié)論
膜污染是微濾技術(shù)不可避免的問題。影響膜污染的因素不僅與膜本身的特性有關(guān),也與膜組件結(jié)構(gòu)、操作條件有關(guān)。因此對于具體應(yīng)用對象,要做綜合考慮。
做好微濾膜污染的防治工作,需考慮多方面的因素。目前,優(yōu)化膜的操作條件,改善膜面的流動狀態(tài)是防治膜污染與濃差極化的主要手段。雖然提出的新方法很多,但真正用于實踐的很有限,仍需不斷探討其確切的污染機理,尋找適合不同系統(tǒng)的防治方法,以優(yōu)化膜的性能,提高膜的壽命。顯然,這方面還有大量的工作需要開展。
由于污染物多種多樣,所以微濾膜的清洗是一個復(fù)雜的課題。總之,選擇和zui有效的清洗劑和清洗方案是十分重要的。而微濾膜的保養(yǎng)也要依據(jù)不同的應(yīng)用對象而定。
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