膜法處理污水回用過程中如何防治膜污染？

　　 膜污染是指與膜接觸的料液中的微粒、膠體粒子或溶質(zhì)大分子由于與膜的物理、化學(xué)或生物作用，引起物質(zhì)在膜表面或膜孔內(nèi)吸附、沉積，造成膜孔徑減小或堵塞，使膜通量變小且分離性能降低的現(xiàn)象。由于膜污染限制了膜的滲透通量，降低了膜的使用壽命和膜的分離效率，嚴(yán)重制約著膜技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。因此，關(guān)于膜法處理廢水過程中的膜污染的研究一直備受關(guān)注。

　　筆者主要從膜前預(yù)處理工藝、膜材料、膜孔徑的選擇方面介紹了對膜污染的防治措施，旨在給膜技術(shù)處理領(lǐng)域研究人員的研究提供一個簡單的參考。

　　要預(yù)防和控制膜污染，首先要了解各種膜過程的過濾機(jī)理。一般來說，微/超濾過程主要遵循篩分機(jī)理，反滲透過程遵循溶解-擴(kuò)散機(jī)理。相應(yīng)地，反滲透膜的污染一般為膜面污染，而微/超濾膜的污染一般為表面凝膠層污染和孔內(nèi)吸附及孔堵塞引起的膜污染。表面污染一般為可逆膜污染，而孔內(nèi)堵塞和吸附一般為不可逆膜污染。

　　在明確了各種膜過程的過濾機(jī)理以后，可以從以下幾個方面來預(yù)防和控制膜污染。

　　1 預(yù)處理工藝的選擇

　　預(yù)處理是指在原料液過濾前加入適當(dāng)?shù)乃巹?，以改變料液或溶質(zhì)的性質(zhì)，或?qū)α弦哼M(jìn)行絮凝、過濾，去除較大的懸浮粒子或膠狀物質(zhì)，或調(diào)整料液的pH以去除膜污染物，從而減輕膜的負(fù)荷和污染。

　　在選擇預(yù)處理工藝之前，首先要明確預(yù)處理的目的。膜前進(jìn)行預(yù)處理主要是為了防止或減少膜污染，將膜污染降低到最低水平。因此，可以根據(jù)不同膜過程的需求和進(jìn)水要求選擇合適的預(yù)處理工藝。首先，需在實(shí)驗(yàn)室確定各種膜過程中的關(guān)鍵污染物，去除或減少對膜污染起主要作用的關(guān)鍵組分。預(yù)處理的目的并不是去除所有污染物，而是去除對膜有污染或損害的關(guān)鍵污染物，因此處理要適度，過度的預(yù)處理反而會引起新的膜污染。

　　1.1 污水中無機(jī)結(jié)垢物質(zhì)引起的膜污染的預(yù)處理工藝選擇

　　在雙膜系統(tǒng)運(yùn)行過程中，結(jié)垢主要發(fā)生在反滲透膜元件上，如果超濾進(jìn)水中的硬度和堿度過高，則容易在反滲透膜段發(fā)生結(jié)垢，引起反滲透產(chǎn)水通量快速下降。因此，要減少反滲透膜段的結(jié)垢污染，需要對污水進(jìn)行膜前預(yù)處理。防止反滲透膜結(jié)垢的預(yù)處理方式主要有以下幾種：添加阻垢劑、調(diào)酸、除硬等。

　　添加阻垢劑可以控制碳酸鹽垢、硫酸鹽垢以及氟化鈣垢，還可以抑制硅垢。添加的阻垢劑可分為3類：六偏磷酸鈉、有機(jī)磷酸鹽和多聚丙烯酸鹽。添加阻垢劑的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，膜前無任何處理步驟，且添加劑量可精確控制；缺點(diǎn)是會增加濃水COD，高回收率下可能失效，阻垢劑含量高或阻垢劑種類選擇不當(dāng)時仍有可能堵膜。

　　通過調(diào)酸，可使碳酸鈣維持溶解狀態(tài)。調(diào)酸處理的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，污水pH不高時，成本低于除硬處理；缺點(diǎn)是調(diào)酸處理對Ca、Mg離子無去除作用，濃水側(cè)Ca、Mg離子含量仍較高，且對管路防腐要求較高。此外，僅采用加酸控制碳酸鈣結(jié)垢時，要求濃水中的 LSI 或S&DSI 指數(shù)必須為負(fù)數(shù)。