濃差極化是指膜分離過程中因溶質(zhì)在膜表面積聚導(dǎo)致的滲透壓升高和通量下降現(xiàn)象,可能引發(fā)膜污染、能耗增加等問題。預(yù)防措施主要有優(yōu)化操作參數(shù)、定期清洗膜組件、使用抗污染膜材料、預(yù)處理原水、調(diào)控流體動力學(xué)條件等。
控制跨膜壓差在合理范圍可減少濃差極化程度。適當(dāng)降低操作壓力有助于減緩溶質(zhì)在膜面的沉積速度,同時需匹配適宜流速,維持湍流狀態(tài)以增強(qiáng)傳質(zhì)效率。建議通過實(shí)驗確定臨界通量,避免超負(fù)荷運(yùn)行。
采用化學(xué)清洗與物理清洗相結(jié)合的方式能有效恢復(fù)膜性能。化學(xué)清洗可使用檸檬酸溶液去除無機(jī)垢,氫氧化鈉溶液分解有機(jī)污染物;物理清洗包括反向沖洗、空氣擦洗等方法。清洗頻率需根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)動態(tài)調(diào)整。
親水性改性膜如聚醚砜超濾膜能降低蛋白質(zhì)吸附概率,帶負(fù)電納濾膜可排斥帶電膠體顆粒。新型納米復(fù)合膜通過表面接枝技術(shù)可同時具備抗菌性和抗污染性,延長膜使用壽命3-5倍。
通過混凝沉淀去除懸浮物,活性炭吸附有機(jī)污染物,微濾預(yù)處理截留大顆粒物質(zhì)。針對高硬度水源可添加阻垢劑防止結(jié)垢,對含藻類水體可采用預(yù)氯化處理,降低后續(xù)膜處理負(fù)荷。
設(shè)計湍流促進(jìn)器或脈沖流裝置能破壞邊界層,提高傳質(zhì)系數(shù)。采用錯流過濾模式時保持雷諾數(shù)大于4000,中空纖維膜系統(tǒng)可通過周期性改變流向?qū)崿F(xiàn)自清潔效果。
日常運(yùn)行中需建立膜通量監(jiān)測體系,當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化通量下降15%時應(yīng)啟動清洗程序。對于工業(yè)系統(tǒng)建議配置在線濁度儀和壓力傳感器,家庭凈水設(shè)備定期更換前置濾芯。長期停用前須進(jìn)行消毒保養(yǎng),重新啟用時進(jìn)行完整性檢測。操作人員應(yīng)接受專業(yè)培訓(xùn),掌握膜污染判斷與應(yīng)急處置技能。
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