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第37卷第1期 北京化工大学学报(自然科学版) V01．37，No．1 of ofChemical 2010 2010往 Journal BeijingUniversity Technology(NaturalScience) 浸没式中空纤维膜污染控制措施比较 刘玉君 丁忠伟’ 刘丽英 牛秦肃 马润宇 (北京化工大学化学工程学院，北京100029) 摘 要：针对浸没式中空纤维膜微滤过程中颗粒物污染膜的情况，提出采用鼓泡、反冲洗以及鼓泡和反向脉冲清洗 联合使用的方法和措施来减缓或消除膜污染。实验结果表明，鼓泡的作用在于减少膜表面颗粒物的堆积，在鼓泡 气量为300mL／min的条件下，鼓泡可以使滤饼阻力减少到原来的40％。而周期性的反冲洗，如每过滤10rain反冲 洗4rain条件下，使得膜内部污染阻力下降到不带反冲洗条件下的1／3。反向脉冲清洗(每过滤10rain反向脉冲清 洗30s)和鼓泡(气量为160mL／min)的联合使用是本系统的最优膜污染控制方法，可以使滤饼阻力和膜内部污染 阻力分别降低到没有任何膜污染控制措施下的10％和20％。 关键词：微滤；浸没式中空纤维膜；鼓泡；反冲洗；阻力分析 中图分类号：TQ028．8 有反冲洗操作的4倍。Schoebed等”o报道了用管 引 言 式聚合物膜超滤染料废水实验过程中，使用反向脉 微滤技术主要用于从悬浮液中去除粒径范围为 冲清洗可以使跨膜通量提高100倍。从以上对比可 以看出，反向脉冲清洗在3种污染控制措施中具有 0．1—10斗m的颗粒。基于微滤，近10年来浸没式 中空纤维膜生物反应器由于其装填密度小、效率高、 较好的效果。Lee等Mo和Defrance等¨1分别利用平 成本和操作费用低等优点被广泛用于污废水处理 板膜和卷式膜研究微滤过程中的阻力，结果表明滤 中¨q。。然而，膜污染却是膜生物反应器应用中亟 饼阻力是膜污染的主要因素。而Bouhabila等¨。。 待解决的关键问题。因此，有必要采取膜污染控制 通过研究则认为膜孔堵塞是膜污染的主导因素。尽 措施减缓膜表面以及膜孑L内的颗粒污染。 管微滤过程中的阻力分析研究已经进行到一定程 目前，一些水力学强化措施，如鼓泡、反冲洗、反 度，然而对于浸没式中空纤维膜组件微滤过程的阻 向脉冲清洗等已成为膜生物反应器中的研究热点。 力分析国内外文献还鲜为报道。 采取向料液中鼓入气泡的方法，让气体作为第二相 本文将鼓泡和反向脉冲清洗联合应用于浸没式 流过膜表面，以此两相流加强膜表面的剪切作用，可 中空纤维膜组件微滤过程的膜污染控制中，并对不 以有效地解决膜表面由于颗粒物堆积所造成的膜污 同膜污染控制措施进行了阻力分析。 染问题，有效提高跨膜通量。Cui等H1系统地研究 1 实验部分 了鼓泡对膜生物反应器中各种类型膜组件，如平板 膜、卷式膜等膜表面剪切作用产生的机理并且报道 1．1实验材料 了鼓泡应用于膜生物反应器的必威体育精装版研究进展。Ps- 本文采用的浸没式膜组件中包含12根聚偏氟 och等Ho的研究结果表明，反冲洗可以有效地抑制 乙烯(PVDF)中空纤维膜丝，膜表面平均孔径为0．2 错流微滤过程中因膜孔的堵塞而造成的膜内部污 mm和0．70mm。组件 pm，膜丝内外径分别为0．30 染，当处于