上海凡为环境工程有限公司 V-Win Environment Engineering Co.,Ltd.

打印此页凡为博客

膜分离工艺设计:物料特性

« 返回 2015-05-19

物料特性:

熟悉了解料液的理化和生物指标是成功设计膜分离系统的基础。

• 有机物
有机物特性主要通过COD、BOD和TOC来表示,具体物质可用分子量大小、极性特征来表示。
如果可能的话,可建立COD、BOD和TOC三者之间的关系。


• 总固形物
总固形物包括悬浮物、溶解性固体,根据不同的料液可细分为有机物和无机物。


• 油脂
油脂包括脂肪、油和脂(FOG)。该指标主要是考虑到膜的污染与清洗。


• pH
pH是膜分离系统的重要指标,决定着膜的运行和截留性能。除了CA膜外大多数的膜对极端pH有较好的耐受力。一般对许多膜主要的限制是因为使用了聚酯衬背,经实践应用其pH上限为11.5。在很高的pH值下许多膜的性能将发生改变,但还可以用。多数膜在低pH值下比较稳定。                     

 • 电导率
电导率是料液中溶解性无机离子的表征指标。


• 温度
料液温度决定了料液的粘度和膜的筛选。


• 渗透压
渗透压主要是由盐类和低分子量有机物产生的,对反渗透和纳滤膜的操作压力有很大影响。


• 结垢物质
结垢物质是指难溶性的无机盐和胶体类,如钙垢、氧化铁、SiO2等,碳酸钙垢通常用LSI表示。如果发现结垢趋势,必须在预处理投加阻垢剂。


• 蛋白
蛋白的测定可以分为蛋白氮和非蛋白氮,在某些应用中应注意细分。


• 糖
糖可用比色法或用糖度(8rix)来表示。


• 粘性
进水的粘度本身并不是个问题,但高粘度将导致较高的压降。因此只要压降允许,通量满足要求并稳定,粘度才不会成为操作运行问题。


• 氧化环境
膜对氧化剂的耐受力变化很大。复合薄膜不能耐受除次氯酸外的任何氧化环境。所有的聚砜膜、PVDF膜和聚丙烯腈膜对各种氧化剂都有很好的耐受力。因此原则上料液进入膜系统前所有氧化物质必须去除。
                                                                                                                                  

 (1) 氯气、次氯酸钠:
如果料液中有氯气或次氯酸钠,则必须进行脱氯预处理,一般采用:
• 加入亚硫酸钠:会在系统中形成硫酸盐。
• 活性炭过滤器:可能是一个微生物生长并造成生物污染的温床,且存在炭的回用处理问题。
• 使用UV光可能最好,但比较昂贵。
(2) 次氯酸
报道次氯酸对薄膜无害,但没有足够的证据。次氯酸很难处理,并且难以形成游离氯,因此很少在膜过滤工厂中使用。
(3) 过氧化氢 (H2O2)、过氧乙酸
两者都是相当弱的氧化剂,只被用于每周一次印薄膜的消毒维护。但如果它们在料液中,则必须通过加入药剂将它们去除。
(4) 溴、碘
类似于氯,可以用相同的方法进行预处理。
(5) 硝酸
在室温下,普通浓度 (<<0.5%) 的硝酸可用于每日一次的清洗。但不可以在更高温度下使用或使用更高浓度。凡为强烈建议不使用硝酸,而用其他的非氧化性的酸代替,较好的替代品有磷酸、盐酸和柠檬酸。
(6) 铬酸盐
六价铬是一种相当强的氧化剂。铬酸盐的氧化性和pH有关,在中性pH下氧化性最大,在pH=7和含高浓度铬酸盐的系统中薄膜的使用寿命是以星期来计算的。大多数的膜在pH低于2时可以运行良好。其他方法可考虑使六价铬成为三价铬,这使铬酸盐的回收使用成为可能。


• 消泡剂
消泡剂的工作原理是:通过改变表面张力。以此来破坏泡沫的形成能力。达到此目的可以加入疏水化合物,这是最普通的方法,且持续时间最长。或者加入亲水化台物,通常仅能持续较短时间。有一种非常有用的疏水化合物是硅油,而常见的亲水化合物是酒精。
需要注意的是,膜工艺和膜表面密切相关:膜的表面越亲水,水越容易透过;如果膜表面越来越疏水,则将导致渗透通量衰竭整个过程将停止。
有些消泡剂只会使通量略微降低,并且是可逆转的,如硅氧烷。也有些消泡剂会使通量降至零且是不可逆转的,最典型的例子是硅油。原则上,所有的消泡剂对膜都有影响,区别仅在于影响的程度不同。最好对进入膜系统的化学品都进行测试,特别是消泡剂。建议在膜片测试时即测试消泡剂,否则一旦膜系统瘫痪,只有更换新的系统才能解决问题。


• SDI
SDI(淤泥密度指数,Silt Density Index)是胶体浓度的一种量度。SDI有时也称作污染指数FI(Fouling Index)、淤塞指数SI(Silting Index)及阻塞指数PI(Plugging Index)。
这些指数是通过用平均孔径为0.45μm的微孔滤膜被进水中微粒堵塞的速率(即其透过流量的衰减率)来测定的。选用0.45μm,一般认为小于0.45μm属于溶解性物质,而胶体颗粒造成的阻塞程度要大于大颗粒(如沙粒、污垢)等造成的阻塞程度


沪公网安备 31011202003767号