在現代水處理、生物制藥、食品飲料等眾多領域,杜邦陶氏超濾膜憑借其卓越的過濾精度、良好的化學穩定性和可靠的機械性能,成為關鍵的分離凈化工具。然而,隨著使用時間推移,超濾膜通量下降問題時有發生,嚴重影響生產效率與運行成本。下面講解一下杜邦陶氏超濾膜通量下降的原因和解決方案。
一、通量下降的原因
1.膜污染,水中懸浮顆粒物,像泥沙、鐵銹,會沉積在膜表面成濾餅層,堵住水流通道。有機污染物更麻煩,微生物及其分泌物、溶解性有機物等,吸附或嵌入膜結構,改變膜親疏水性,讓水通量持續降低。如污水處理廠,污水若沒預處理好,膠體和微生物大量附著,超濾膜通量幾個月能銳減 30% - 50%。
2.濃差極化,超濾時膜表面溶質因截留聚集,形成高濃度邊界層,與主體溶液有濃度差。這使滲透壓增大,驅動壓力變小,水流動力不足,通量下降。海水淡化預過濾,高鹽度海水快速流經超濾膜,鹽分在膜表面聚集,很快就造成濃差極化,超濾膜通量大受影響。
3.化學損傷,超濾膜接觸不當化學藥劑,像強氧化性氯制劑超耐受范圍、強酸強堿,高分子材料結構會被破壞,膜絲可能斷裂,孔徑有變化,過濾精度與通量都受影響。泳池水處理,若含氯消毒劑過量,超濾膜發白變脆,通量急劇下滑。
4.溫度變化,溫度對超濾膜性能影響大。水溫降低,水粘度增大、流動性差,透過膜阻力增加,通量減少。北方冬季戶外水處理設施,水溫低,超濾膜通量比常溫時能降 50% 以上。
二、解決方案
1.優化預處理,強化進水預處理流程防膜污染。用多介質過濾器,靠石英砂、無煙煤截留大顆粒;再加精密過濾器去除膠體、細小懸浮物。針對有機污染,投加絮凝劑、殺菌劑。如反滲透海水淡化前端超濾系統,精細預處理把進水濁度控制在 0.1NTU 以下,超濾膜通量長期穩定,衰減 10% - 15%。
2.改善水力條件,合理設計超濾系統流速、流道結構,緩解濃差極化。采用錯流過濾,部分水流平行膜表面高速沖刷,帶走富集溶質。優化管道布局,避免死水區、渦流區。大型工業超濾裝置調整錯流流速,配合定期反沖洗,超濾膜通量能回升 20% - 30%。
3.化學清洗與維護,定期化學清洗恢復超濾膜性能。按污染類型選針對性清洗劑,堿性洗有機污垢,酸性洗無機沉淀,嚴格控清洗流程,清洗后清水沖凈。食品飲料行業超濾設備每月規范清洗,超濾膜通量基本能維持在初始水平 80% 以上。
4.溫度控制與調節,低溫時對進水加熱,用換熱器把水溫提到 20 - 25°C;或優化運行工藝參數,根據溫度變化自動調整壓力、流速等,寒冷地區市政污水處理廠引入水溫調節系統后,冬季超濾膜通量波動在 10% 以內。
所以,杜邦陶氏超濾膜通量下降雖有挑戰,但找準原因、實施對應方案,就能維持其高效運行,發揮過濾效能,保障各行業生產與環保需求。
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