超声联合反冲在线控制PVDF中空纤维超滤膜的污染

作者:李亚;吕效平;韩萍芳;晋卫 刊名:膜科学与技术 上传者:苏亚萍

【摘要】采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜处理饱和氯化钙溶液,研究超声处理和在线反冲洗对膜通量的影响.无反冲时,低频率和较高声强抑垢效果好,在超声频率为40 kHz、声强为2 700 W/m2,曝气量为45 L/h时,超滤90 min,抑垢率为81.3%.进行了不同反冲周期的过滤实验,反冲周期小于20 min,延缓污染效果好.反冲周期为15 min,无曝气条件下,有无超声时各超滤90 min,抑垢率分别为92.4%和83.3%.开启超声,同时曝气,在相同反冲周期下超滤相同时间,抑垢率达94.2%.明显好于单独反冲时的效果.超声抑垢联合反冲洗是一种有效控制膜污染的方法.

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第 30 卷  第 3 期 膜  科  学  与  技  术 Vol. 30  No. 3 2010 年 6 月 MEMBRANE SCIENCE AND TECHNOLOGY Jun. 2010 应用研究 超声联合反冲在线控制 PVDF 中空纤维超滤膜的污染 李  亚 , 吕效平3, 韩萍芳 , 晋  卫(南京工业大学 超声化学工程研究所 ,南京 210009) 摘  要 : 采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜处理饱和氯化钙溶液 ,研究超声处理和在线反冲洗对膜通量的影响. 无反冲时 ,低频率和较高声强抑垢效果好 ,在超声频率为 40 kHz、声强为 2 700 W/ m2 ,曝气量为 45 L/ h 时 ,超滤 90 min ,抑垢率为 81. 3 %. 进行了不同反冲周期的过滤实验 ,反冲周期小于 20 min ,延缓污染效果好. 反冲周期为 15 min ,无曝气条件下 ,有无超声时各超滤 90 min ,抑垢率分别为 92. 4 %和 83. 3 %. 开启超声 ,同时曝气 ,在相同反冲周期下超滤相同时间 ,抑垢率达 94. 2 %. 明显好于单独反冲时的效果. 超声抑垢联合反冲洗是一种有效控制膜污染的方法. 关键词 : 超滤膜 ; 超声 ; 抑垢 ; 曝气 ; 反冲洗 中图分类号: TQ028. 8 ; X703   文献标识码: A   文章编号: 100728924(2010)030093205  作为新型的分离手段 ,膜技术在工业中得到越来越广泛的应用. 但在水处理过程中 ,膜污染造成的通量下降和浓差极化现象严重制约了膜分离技术的推广[1 ,2] . 由于膜的更换费用昂贵及操作相对复杂 , 故对超滤膜污染的抑制和在线清洗已成为膜分离技术在工业应用中的关键因素. 聚偏氟乙烯 ( PVDF ) 中空纤维超滤膜是新发展起来的一种性能优异的超滤膜 ,具有化学稳定性好、高装填密度等众多优点[3 ,4] . 中石化某水厂使用该膜进行废水处理 ,但是在实际操作中 ,尽管进行了反冲清洗 ,膜污染问题仍然日趋严重. 国内外文献表明 ,超声空化等作用可以增加膜的振动 ,破坏污垢与膜面的结合 ,延缓膜污染[5 ,6] . 本文采用超声抑垢联合水力反冲洗在线控制 PVDF 中空纤维超滤膜污染 ,主要探讨了超声的频率、声强和曝气量对抑垢的影响 ,以及超声联合反冲洗对膜污染的控制 ,取得了很好的效果. 1  实验部分 1. 1  实验材料和仪器膜材质和类型 :外压式 PVDF 中空纤维超滤 膜 ,孔径为 0. 04μm ,膜管内径为 1. 6 mm ,外径为 1. 9 mm ,加拿大 Zenon 公司生产 ,中石化某水处理厂提供. 平板式超声发生器(长 ×宽 ×厚 = 25 cm × 25 cm × 17 cm) ,无锡德嘉电子仪器公司制造 ,发生器功率为 0~20 W 可调. 自制膜组件 ,实验采用的装置如图 1 所示. 1. 钢瓶 ; 2. 缓冲瓶 ; 3. 反冲液罐 ; 4. 超声发生器 ; 5. 平板换能器 ; 6. 水槽 ; 7.膜组件 ; 8. 曝气板 ; 9.出水口 ; 10. 计量瓶 ; 11. 真空泵图 1  平板式超声抑垢和反冲洗装置 Fig. 1  Restraint of scale formation and backwashing set2up by flat plate ultrasound收稿日期 : 2009 - 3 - 26 ; 修改稿收到日期 : 2009 - 05 - 11 作者简介 : 李  亚(1983 -

参考文献

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