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反滲透/納濾膜剖檢分析與膜污染診斷研究進展( 五 )


3.2膜污染散布狀況診斷
由于膜剖檢需求對膜元件停止拆卸解剖 ， 這種毀壞性的拆解能夠愈加直觀地理解膜內部污染狀況 ， 所以膜剖檢剖析有助于診斷膜內部污染散布狀況 ， 也可對膜系統中處于不同工藝段膜元件的污染狀況停止診斷剖析 。 Kim等對用于苦咸水脫鹽的反浸透膜元件停止了剖檢剖析 ， 剖檢對象選擇的是三種不同位置的膜元件 ， 分別位于一級反浸透系統的第二支、二級反浸透系統的第一支和第三支 。 經過SEM、AFM、LOI、接觸角、ICP-MS、EEM等表征剖析 ， 得出膜污染大局部是含有蛋白質類和富里酸類的有機污染 ， 以及少量含Fe、Al、Si元素的無機污染和生物污染 。 他們還對同一膜袋正反兩面同一位置的膜污染散布狀況做了研討 ， 如圖6所示 ， 正反兩面污染膜的顏色有明顯差別 ， 但兩面污染膜除了元素組成不同 ， 其他剖檢結果均相同 。 他們以為形成正反兩面膜污染散布不同的緣由主要是膜袋兩側對流力的差別 ， 背面對流力較強會惹起較重的膜污染 ， 因而其污染層較厚 。
反滲透/納濾膜剖檢分析與膜污染診斷研究進展
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Nejati等對運轉7年遭受嚴重生物污染的海水淡化膜元件停止了剖檢剖析 ， 選取了膜袋進水側和外側污染較重的6個不同位置停止裁剪取樣 。 表征結果標明 ， 膜進口處的生物污染更為嚴重 ， 可能是由復雜的微生物惹起的 。 此外 ， 沿著膜袋外緣向中心管方向污染狀況不時加劇 ， 這主要是水力條件不同形成的 。 Tong等對污水再生廠苦咸水脫鹽安裝的反浸透膜元件停止了剖檢剖析 。 該苦咸水脫鹽安裝為兩段設計 ， 每段裝配6支膜元件 ， 選取兩段反浸透的12支膜分別停止了取樣剖析 。 其中 ， 沿進水方向首端第一支膜元件的有機污染、無機污染和微生物污染均最為嚴重 ， 第二至第七支膜元件污染水平最輕 ， 最末端膜元件污染狀況同樣嚴重 。 經SEM、AFM、接觸角、DOC、ICP等表征測試剖析 ， 得出無機污染物主要是鐵和鈣沉淀物 ， 有機污染物為氨基酸、有機物、多糖以及類黃腐酸有機質 。
3.3不同應用場景膜污染狀況比照
膜污染類型通常和原水水質有很大關系 ， 不同的原水條件所構成的膜污染差別較大 ， 反浸透膜主要應用的場景有海水淡化、工業廢水處置、市政廢水處置等 ， 因而膜剖檢還可用于不同應用場景膜污染類型和污染情況的比照剖析 。 Khan等分別對廢水回用反浸透膜元件（WWRO）和海水淡化反浸透膜元件（SWRO）停止了剖檢剖析 ， 并比照了兩種膜元件的污染物組成 ， 剖檢對象選擇的都是一段反浸透系統的首末支膜元件 。 經ICP-OES、LOI、SEM-EDS、FTIR、NMR等表征剖析 ， 得出兩種系統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污染嚴重；最末支SWRO主要是腐殖質類的有機污染和來自亞硫酸氫鹽的Ca、S無機污染 ， 而最末支WWRO則主要是CaH(PO4)、CaSO4、FeS的無機污染；WWRO的微生物污染為β-變形菌 ， SWRO則是丙型和甲型變形菌 。 Luo等分別對市政污水處置廠（A廠）和工業廢水處置廠（B廠）二級生化處置出水反浸透處置系統的膜元件停止了剖檢剖析 ， 樣品分別取自兩端膜系統的最首端和尾端的膜元件 。 經過SEM、AFM、LOI、ICP、EEM等表征測試結果標明 ， 兩種情形中均為首端膜元件污染嚴重 ， 且A廠運轉的膜元件污染狀況整體更為嚴重 ， 但兩廠膜元件的活性微生物散布狀況相同：A廠的膜元件無機污染中Ca含量最高 ， 而B廠膜元件中Fe含量最高；有機污染物A廠膜元件主要為蛋白質 ， B廠則主要為多糖 。 上述研討結果標明 ， 海水淡化的反浸透膜污染主要是無機污染和生物污染 ， 這主要是由于海水中含有大量的鹽類且存在復雜的微生物等污染源；市政廢水處置的反浸透膜污染與進水水源有較大關系 ， 不同水源處置的膜污染不盡相同 ， 但隨著城市化和工業化進程的加快 ， 市政廢水的處置越來越多且膜污染日趨嚴重；工業廢水處置的反浸透膜污染則較為復雜 ， 這主要是由于不同行業的消費工藝不同 ， 所產生的廢液又含有大量的工業原料、中間產物及副產物等 ， 招致工業廢水的品種繁多且成分復雜 ， 從而構成的膜污染也較為復雜 。