反渗透/纳滤膜剖检分析与膜污染诊断研究进展( 五 )


3.2膜污染散布状况诊断
由于膜剖检需求对膜元件停止拆卸解剖 , 这种毁坏性的拆解能够愈加直观地理解膜内部污染状况 , 所以膜剖检剖析有助于诊断膜内部污染散布状况 , 也可对膜系统中处于不同工艺段膜元件的污染状况停止诊断剖析 。 Kim等对用于苦咸水脱盐的反浸透膜元件停止了剖检剖析 , 剖检对象选择的是三种不同位置的膜元件 , 分别位于一级反浸透系统的第二支、二级反浸透系统的第一支和第三支 。 经过SEM、AFM、LOI、接触角、ICP-MS、EEM等表征剖析 , 得出膜污染大局部是含有蛋白质类和富里酸类的有机污染 , 以及少量含Fe、Al、Si元素的无机污染和生物污染 。 他们还对同一膜袋正反两面同一位置的膜污染散布状况做了研讨 , 如图6所示 , 正反两面污染膜的颜色有明显差别 , 但两面污染膜除了元素组成不同 , 其他剖检结果均相同 。 他们以为形成正反两面膜污染散布不同的缘由主要是膜袋两侧对流力的差别 , 背面对流力较强会惹起较重的膜污染 , 因而其污染层较厚 。
反渗透/纳滤膜剖检分析与膜污染诊断研究进展
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Nejati等对运转7年遭受严重生物污染的海水淡化膜元件停止了剖检剖析 , 选取了膜袋进水侧和外侧污染较重的6个不同位置停止裁剪取样 。 表征结果标明 , 膜进口处的生物污染更为严重 , 可能是由复杂的微生物惹起的 。 此外 , 沿着膜袋外缘向中心管方向污染状况不时加剧 , 这主要是水力条件不同形成的 。 Tong等对污水再生厂苦咸水脱盐安装的反浸透膜元件停止了剖检剖析 。 该苦咸水脱盐安装为两段设计 , 每段装配6支膜元件 , 选取两段反浸透的12支膜分别停止了取样剖析 。 其中 , 沿进水方向首端第一支膜元件的有机污染、无机污染和微生物污染均最为严重 , 第二至第七支膜元件污染水平最轻 , 最末端膜元件污染状况同样严重 。 经SEM、AFM、接触角、DOC、ICP等表征测试剖析 , 得出无机污染物主要是铁和钙沉淀物 , 有机污染物为氨基酸、有机物、多糖以及类黄腐酸有机质 。
3.3不同应用场景膜污染状况比照
膜污染类型通常和原水水质有很大关系 , 不同的原水条件所构成的膜污染差别较大 , 反浸透膜主要应用的场景有海水淡化、工业废水处置、市政废水处置等 , 因而膜剖检还可用于不同应用场景膜污染类型和污染情况的比照剖析 。 Khan等分别对废水回用反浸透膜元件(WWRO)和海水淡化反浸透膜元件(SWRO)停止了剖检剖析 , 并比照了两种膜元件的污染物组成 , 剖检对象选择的都是一段反浸透系统的首末支膜元件 。 经ICP-OES、LOI、SEM-EDS、FTIR、NMR等表征剖析 , 得出两种系统的第一支膜都存在生物污染且生物高分子散布相似 , 但WWRO比SWRO污染严重;最末支SWRO主要是腐殖质类的有机污染和来自亚硫酸氢盐的Ca、S无机污染 , 而最末支WWRO则主要是CaH(PO4)、CaSO4、FeS的无机污染;WWRO的微生物污染为β-变形菌 , SWRO则是丙型和甲型变形菌 。 Luo等分别对市政污水处置厂(A厂)和工业废水处置厂(B厂)二级生化处置出水反浸透处置系统的膜元件停止了剖检剖析 , 样品分别取自两端膜系统的最首端和尾端的膜元件 。 经过SEM、AFM、LOI、ICP、EEM等表征测试结果标明 , 两种情形中均为首端膜元件污染严重 , 且A厂运转的膜元件污染状况整体更为严重 , 但两厂膜元件的活性微生物散布状况相同:A厂的膜元件无机污染中Ca含量最高 , 而B厂膜元件中Fe含量最高;有机污染物A厂膜元件主要为蛋白质 , B厂则主要为多糖 。 上述研讨结果标明 , 海水淡化的反浸透膜污染主要是无机污染和生物污染 , 这主要是由于海水中含有大量的盐类且存在复杂的微生物等污染源;市政废水处置的反浸透膜污染与进水水源有较大关系 , 不同水源处置的膜污染不尽相同 , 但随着城市化和工业化进程的加快 , 市政废水的处置越来越多且膜污染日趋严重;工业废水处置的反浸透膜污染则较为复杂 , 这主要是由于不同行业的消费工艺不同 , 所产生的废液又含有大量的工业原料、中间产物及副产物等 , 招致工业废水的品种繁多且成分复杂 , 从而构成的膜污染也较为复杂 。