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膜分离应用
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陶瓷膜三种清洗方法

2017-09-05|发布者:久吾高科

      当陶瓷膜在使用过程中被污染了,我们该如何清洗呢,首先要尽量判别是何种物质引起的污染,下面介绍膜清洗的常用方法。

 

一、陶瓷膜物理清洗法

1、反冲洗

陶瓷膜是可以进行反冲洗的,从膜的透过侧通过液体冲洗,将膜面污染物除去的方法。同时应该考虑在较低的压力下进行(0.1MPA左右),以免引起膜破裂。

2、气液混合振荡清洗技术

气液混合振荡清洗方法是在膜组件的内腔鼓入压缩空气,伴随着反洗的透过液,使中控纤维在空气泡和水流的作用下晃动振荡,抖落或冲掉中控纤维膜外表面附着的污染物。

3、等压冲洗

适用于中空纤维组件。冲洗时首先降压运行,关闭滤液出口并增加原水进入速率,此时中空纤维组件内压力随之升高,直至达到中空纤维外侧腔体操作压力相等,即膜两侧压差为0,这样滞留于膜表面的溶质分子悬浮于溶液中并随浓缩液排出。

4、机械法

管式陶瓷膜组件可采用软质泡沫塑料球、海绵球,对内压膜管进行清洗,在管内通过水力让泡沫塑料球、海绵球反复经过膜表面,对污染物进行机械性的去除。该法适用于以有机胶体为污染成分的膜表面的清洗。

5、负压清洗

类似于反压清洗原理,清洗时使膜组件接在泵的吸程上,造成膜的功能面压力低于膜的另一面压力,从而使透过液逆流透过膜来达到清洗膜面及膜孔内的污染物。

6、电清洗

在膜上施加电场,则带电粒子或分子将沿电场方向移动,通过在一定时间间隔内施加电场,且在无需中断操作的情况下从界面上除去粒子或分子。清洗剂的选择决定于污染物的类型和膜材料的性质。在清洗方案的选择中,应考虑以下因素,清洗设备的要求,膜的类型和清洗剂的相容性,系统的结构材料,污染物的鉴定,对使用过的清洗液的排放条件及由此造成的影响。

 

二、陶瓷膜化学清洗法

许多化学试剂对去除污染物和其他沉积物是有效的。化学清洗实际上涉及到所使用的化学药剂和污垢、沉积物和腐蚀产物及影响通量速率和产水水质的其他污染物的反应。

 

1)碱性清洗剂

常用的是氢氧化物和磷酸盐等。其中氢氧化物是指在某种程度上能溶解SiO2, 皂化脂类和溶解蛋白质的物质。磷酸盐呈弱碱性, 其清洗效果有限, 常被用作分散剂、溶解磷酸盐、调节pH值、乳化脂类和胶溶蛋白等。

 

2)酸性清洗剂

a.硫酸

可用于较宽的温度范围, 不挥发, 其成盐的溶解度较硝酸和盐酸小, 其反应剧烈, 使用时有一定的危险性;

b.盐酸

最常用的一种清洗用酸, 溶解能力强, 广泛用于去除SiO2 以外的无机污垢和堵塞物, 且适用于低温, 但清洗过程中可能产生HCl 气体对钢材有腐蚀作用;

 

c.硝酸

反应剧烈, 溶解度大, 可钝化不锈钢、铝等, 应用的范围较硫酸、盐酸更广, 但对低碳钢有轻微的腐蚀;

d.柠檬酸

固体, 易处理、危险小, 与堵塞物形成的盐溶解度较大, 即使在碱性条件下, 对铁离子的络合力大, 也难以形成氢氧化物沉淀, 但常需在温度80~100 ℃下使用, 且清洗所需的时间较长。

 

3)酶清洗剂

该类清洗剂对有机物特别是蛋白质、油脂类的污染物的清洗是有效的, 其缺点是价格昂贵, 反应速度慢, 需要长时间的浸渍。

 

4)表面活性剂

主要有阴离子、阳离子和非离子3 种表面活性剂。他们可以改善清洗剂和膜面沉积物的接触, 减少水的用量, 缩短清洗所需的时间。

 

5)消毒清洗剂

这类物质一般具有较强的氧化能力, 在消毒的同时, 能有效的去除膜污染物中的有机成分, 使膜的通透能力得到较好的恢复。常用的有次氯酸钠以及过氧化氢等。

 

a.次氯酸钠

能够非常有效的去除有机污染物, 化学反应速度快, 清洗所需的时间短。但其腐蚀性强, 特别在低pH 的情况下, 对不锈钢有明显的腐蚀作用。当清洗温度较高时, 其中溶解的氯气会逸出, 对人的呼吸系统有害。

 

b.过氧化氢

是一种二元弱酸, 遇光、氧化物、还原物即分解, 产生大量的泡沫, 是一种较温和的消毒杀菌剂。质量分数为1.2%的水溶液对清除有机物质所堵塞的微滤和超滤膜具有良好的效果。所选定的膜污染的清洗技术必须能够有效的去除膜的污染物, 使膜的正常通透能力和分离性能得到较为明显的恢复。

 

理想的清洗剂应该具备以下的特征:能松动或溶解膜的污染物, 不能导致新的污染的产生或堵塞, 对膜本身及管路系统不能有腐蚀作用, 清洗速度快, 对膜表面及系统有消毒作用, 化学稳定性强, 无毒、安全, 对环境影响小, 成本低。

 

三、陶瓷膜生物清洗法

这类方法又可分为两类: 一类是使用清洗剂清洗, 此类清洗剂具有生物活性;;另一类则是将生物剂固定通过特殊的方法固定在膜上, 使膜具有抗污染的能力。

 

对含蛋白体系的混合物膜分离过程, 酶制剂清洗是一种非常有效的方法。采用酶制剂清洗可以切断蛋白链, 而表面活性剂可与特定的蛋白链发生作用, 另外还可快速溶解小的松散的蛋白片段。因此, 先采用酶制剂清洗, 后采用表面活性剂清洗的方法对BSA 和乳清污染的聚砜超滤膜清洗非常有效。另外, 也可将2 种清洗剂复配成一种, 但必须考虑优化, 即清洗剂之间不能发生相互作用。


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