论文发表：膜的污染和损伤及防治对策__墨水学术,论文发表,发表论(2)

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运行时新膜的TMP为－15～－20kPa，而当膜的TMP上升到－55kPa时，则表明膜已经严重污堵，系统将会自动停车，这时就必须对膜进行再生清洗[1-5]。
2.2    膜通量的降低分析及措施
使膜通量降低的主要因素是浓差极化和膜污染，并且浓差极化会加剧膜的污染。浓差极化和膜污染不但使膜通量降低，而且缩短膜的使用寿命，成为制约膜分离技术推广应用的重要因素。膜污染的影响因素主要有：温度、操作压力、被分离液的流动速度、被分离液的流动状态、被分离液pH值、运行时间、被分离液的组成、膜种类、清洗状况等;因此解决和减轻浓差极化和膜污染的方法也相应有很多，即选择这些影响因素的合适值。但由于膜分离体系膜本身强度和膜处理技术效率等的限制，这些影响因素不可能随意改变。如膜清洗不能太频繁；同时欲除去进料液中的杂质需要进行预处理，但预处理不但要增加成本，而且对许多分离体系，如油水分离体系是不能解决问题的，操作温度过高会破坏高分子膜的组成；而无机膜的价格比高分子膜的价格要昂贵得多；操作压力不能太大也不能太小；被分离液pH值的调节可能需要消耗大量的酸或碱。其中改变流体流动状态相对比较简单易行，而且选用合适的条件对减轻浓差极化和膜污染的效果也比较明显，成本也相对较低。
膜鼓风机向膜箱的底部提供空气以冲刷膜的表面。该气流混合膜池中的处理液，同时防止固形物在膜上聚积。原有工艺设定中，一次只对给膜箱的半数膜鼓气。循环曝气阀FV-8560A/B允许空气以10秒间隔循环流到膜箱中每隔一个膜片上。经过两年多的实际运行效果及以上的分析，我们认为可以由于进料液的掺入气体不够充分，进料液的紊流度不够是造成膜污堵严重、通量下降的直接原因。通过多次的摸索实践，我们改变的原有的曝气时间间隔，改为一次给膜箱的半数膜鼓气，循环曝气阀FV-8560A/B允许空气以5秒间隔循环流到膜箱中每隔一个膜片上。经过此次改变后，膜通量迅速恢复，膜污堵现象基本得到消除。
2.3  膜元件断裂故障分析
随着膜元件使用时间的延长，膜纤维会逐渐产生自然失效。当膜元件受到强烈外力作用时，就会引起膜元件断裂从而引起膜元件的失效。
图2是膜元件的受力简化图模型，合力也是水平方向P1P2，但膜元件受力增加弹力N的分量，合力传给MIS后，MIS受力也为水平方向，而MIS的方向是沿M1M2方向的。由于MIS受力与其方向不一致，因此MIS受到交变的剪切力作用。这样，由于膜箱倾斜造成了作用在MIS上的交变拉伸力变为交变剪切力。MIS长期受交变剪切而疲劳失效，进而使膜元件固定不牢而损坏。 
 


以上分析可知，膜箱的水平度对膜元件的MIS受力有很大的影响，并且会直接造成膜元件损坏的。
2.4  膜的结垢对膜维修的分析
超滤膜污堵类别主要分为有机物污堵和无机物污堵，无机物污堵主要表现为结垢。根据运行以来的情况分析，由于杀菌、反冲洗、维护清洗得当，因此有机物污染较少并不严重，而从膜池及膜的检查来看超滤膜的污堵主要是无机物结垢污堵。
通过对原水水质变化情况和膜的结垢情况研究发现，虽然原水PＨ值一般在 7.5～8.0之间且硬度也不到足以结垢的情形，但膜纤维表面依然结垢。经分析，这和膜鼓风机的连续鼓风及超滤系统的回收率有关。当超滤系统回收率太高时，由于排污量减少，浓水中的污染物被成倍浓缩。膜鼓风机为膜池鼓风，保证膜池内水的搅动，减少膜表面的浓差极化效应，从而减少膜的污染。但正是由于连续的间歇式鼓风，它也大大增加了水中的二氧化碳含量，打破水溶液的酸碱平衡。水中的pH值通常认为是由碳酸化合物控制的，有关平衡反应式如下：

由于鼓风，导致膜池中浓水pH值上升高至8.3～8.6,为结垢创造了理想的环境，直接导致了膜纤维表面及整个膜池的严重结

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