微滤膜的污染与防护（应该怎么减少微滤膜的污染）

微滤膜的污染与过滤阻力主要是来自于被截留的溶质或颗粒在膜的表面形成的浓差极化和滤饼层的阻力，以及颗粒在膜微孔中的吸附和堵塞。因此，膜污染的防治也应从消除或减小滤饼层，以及防止膜孔堵塞等方面入手。例如，采用亲水性的膜可以减少含蛋白质的颗粒在膜表面的吸附，从而减少蛋白质对膜的污染；而待分离料液中的颗粒多带有负电荷，所以可使用带负电荷的微滤膜以减少颗粒在膜表面的沉积；此外，现有的微滤膜多为对称结构，料液中的颗粒很容易在膜孔中聚集而堵塞膜孔，制备具有不对称结构的微滤膜，则可以将颗粒截留在膜表面，避免颗粒进入膜孔内部，从而减少膜孔的堵塞。

微滤膜减少膜污染的措施主要有以下几方面：

1料液的预处理

预处理的方法包括：絮凝沉淀、多孔介质机械过滤、热处理、调pH值、加配位剂(EDTA等)、氯化、活性炭吸附、化学处理、精密过滤等。例如，对于蛋白质，当调节pH值于蛋白质的等电点时，即蛋白质为电中性时，对膜的污染程度最轻。

2膜组件的运行方式

膜组件的运行方式通常有两种，即终端操作和十字流操作。在终端操作中，（如图）料液被强制通过膜，被截留的颗粒在膜表面聚集，滤饼层不断增厚，料液的透过阻力不断增加，膜的通量随时间而不断减小，并衰减很快。

在十字流操作中，料液在进入组件后，一部分通过膜形成滤液，一部分并不通过膜，而是直接流出，形成含有较多被截留物的浓缩液。在十字流操作中，由于浓缩液不断将截留的颗粒带出，因而膜表面的选饼层可以维持在一个稳定的水平上，从而使票的通量可以稳定下来而不至于衰诚太快。

3膜器和系统的设计

膜污染现象会随浓度极化现象的减弱而减少，所以，通过提高传质系数(如提高流速等)和使用较低通量的膜可以减少浓差极化。另外，采用不同形式的湍流强化器也可减少污染。

4 电场作用

在采用十字流操作使膜通量稳定下来的同时，为了进一步增加膜的通量，还可以考虑联合使用其他行之有效的方法。由于微滤膜分离的物料中的微粒多带有电荷(通常为负电荷)，因此，通过电场的作用促进膜表面聚集的带电微粒向料液主体的迁移，从而增加其传质系数，即是减少膜的污染，增加膜通量的一种方法。

5膜的清洗

适当的清洗方法可以使膜发生污染后仍能恢复膜通量。膜的清洗方法主要有物理方法和化学方法两种：

(1)物理清洗。在微滤膜表面形成的滤饼 悬浮液 渗透物 悬浮液 渗透物层可以通过反冲的方法来消除。滤液是理想的反冲介质，也可以采用气体。（如图）

（1）水或滤液力学反冲洗：水力学清洗方法主要是反冲洗(只适用于微滤膜和疏松的超滤膜)，即以一定频率交替加压、减压和改变流向，最终使膜恢复其通量。

2)气体反冲洗：以空气为反冲介质的微滤十字流系统来减轻微滤膜的污染。当系统运行至膜两侧的压差达到设定值时，停止过滤操作，使高压空气由滤液侧反向通过膜，从而除去膜壁上沉积的污染物，然后由料液将污染物冲走。

(2)化学清洗。当膜污染比较严重，采用物理方法清洗效果不佳时，需采用化学清洗剂清洗。常用的清洗剂有酸液(如H₃PO₄、乳酸等)、破液(如NaOH)、表面活性剂(离子或非离子型)、酶(蛋白酶、淀粉酶、葡萄糖酶)、消毒剂(H₂0₂、NaOCI)、配合剂(EDTA、聚丙烯酸酯、六偏磷酸钠)等。

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