微濾膜的污染與防護(hù)（應(yīng)該怎么減少微濾膜的污染）

微濾膜的污染與過(guò)濾阻力主要是來(lái)自于被截留的溶質(zhì)或顆粒在膜的表面形成的濃差極化和濾餅層的阻力，以及顆粒在膜微孔中的吸附和堵塞。因此，膜污染的防治也應(yīng)從消除或減小濾餅層，以及防止膜孔堵塞等方面入手。例如，采用親水性的膜可以減少含蛋白質(zhì)的顆粒在膜表面的吸附，從而減少蛋白質(zhì)對(duì)膜的污染；而待分離料液中的顆粒多帶有負(fù)電荷，所以可使用帶負(fù)電荷的微濾膜以減少顆粒在膜表面的沉積；此外，現(xiàn)有的微濾膜多為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，料液中的顆粒很容易在膜孔中聚集而堵塞膜孔，制備具有不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的微濾膜，則可以將顆粒截留在膜表面，避免顆粒進(jìn)入膜孔內(nèi)部，從而減少膜孔的堵塞。

微濾膜減少膜污染的措施主要有以下幾方面：

1料液的預(yù)處理

預(yù)處理的方法包括：絮凝沉淀、多孔介質(zhì)機(jī)械過(guò)濾、熱處理、調(diào)pH值、加配位劑(EDTA等)、氯化、活性炭吸附、化學(xué)處理、精密過(guò)濾等。例如，對(duì)于蛋白質(zhì)，當(dāng)調(diào)節(jié)pH值于蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)時(shí)，即蛋白質(zhì)為電中性時(shí)，對(duì)膜的污染程度最輕。

2膜組件的運(yùn)行方式

膜組件的運(yùn)行方式通常有兩種，即終端操作和十字流操作。在終端操作中，（如圖）料液被強(qiáng)制通過(guò)膜，被截留的顆粒在膜表面聚集，濾餅層不斷增厚，料液的透過(guò)阻力不斷增加，膜的通量隨時(shí)間而不斷減小，并衰減很快。

在十字流操作中，料液在進(jìn)入組件后，一部分通過(guò)膜形成濾液，一部分并不通過(guò)膜，而是直接流出，形成含有較多被截留物的濃縮液。在十字流操作中，由于濃縮液不斷將截留的顆粒帶出，因而膜表面的選餅層可以維持在一個(gè)穩(wěn)定的水平上，從而使票的通量可以穩(wěn)定下來(lái)而不至于衰誠(chéng)太快。

3膜器和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

膜污染現(xiàn)象會(huì)隨濃度極化現(xiàn)象的減弱而減少，所以，通過(guò)提高傳質(zhì)系數(shù)(如提高流速等)和使用較低通量的膜可以減少濃差極化。另外，采用不同形式的湍流強(qiáng)化器也可減少污染。

4 電場(chǎng)作用

在采用十字流操作使膜通量穩(wěn)定下來(lái)的同時(shí)，為了進(jìn)一步增加膜的通量，還可以考慮聯(lián)合使用其他行之有效的方法。由于微濾膜分離的物料中的微粒多帶有電荷(通常為負(fù)電荷)，因此，通過(guò)電場(chǎng)的作用促進(jìn)膜表面聚集的帶電微粒向料液主體的遷移，從而增加其傳質(zhì)系數(shù)，即是減少膜的污染，增加膜通量的一種方法。

5膜的清洗

適當(dāng)?shù)那逑捶椒梢允鼓ぐl(fā)生污染后仍能恢復(fù)膜通量。膜的清洗方法主要有物理方法和化學(xué)方法兩種：

(1)物理清洗。在微濾膜表面形成的濾餅 懸浮液 滲透物 懸浮液 滲透物層可以通過(guò)反沖的方法來(lái)消除。濾液是理想的反沖介質(zhì)，也可以采用氣體。（如圖）

（1）水或?yàn)V液力學(xué)反沖洗：水力學(xué)清洗方法主要是反沖洗(只適用于微濾膜和疏松的超濾膜)，即以一定頻率交替加壓、減壓和改變流向，最終使膜恢復(fù)其通量。

2)氣體反沖洗：以空氣為反沖介質(zhì)的微濾十字流系統(tǒng)來(lái)減輕微濾膜的污染。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行至膜兩側(cè)的壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，停止過(guò)濾操作，使高壓空氣由濾液側(cè)反向通過(guò)膜，從而除去膜壁上沉積的污染物，然后由料液將污染物沖走。

(2)化學(xué)清洗。當(dāng)膜污染比較嚴(yán)重，采用物理方法清洗效果不佳時(shí)，需采用化學(xué)清洗劑清洗。常用的清洗劑有酸液(如H₃PO₄、乳酸等)、破液(如NaOH)、表面活性劑(離子或非離子型)、酶(蛋白酶、淀粉酶、葡萄糖酶)、消毒劑(H₂0₂、NaOCI)、配合劑(EDTA、聚丙烯酸酯、六偏磷酸鈉)等。

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