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博望反渗透膜生物污染机理

浏览量:5370 发布时间:2019-02-24


  反渗透膜一般应用在海水淡化、石油化工、电子工业、食品加工以及废水回收和再循环(continue)使用等众多领域,但是微生物在反渗透膜表面的吸附和生长严重限制着反渗透膜工艺的发展。生物污染降低产水水质、更大化减少产水量、增加操作压力和能耗,同时腐化侵蚀 膜材料(Material)、增加化学药品的使用量和使用频率(frequency),这缩短了反渗透膜的使用寿命,增加了运行成本。因此,对反渗透膜生物污染机理和预防方法的研究具有重要意义。
  掌握微生物(Micro-Organism)感染RO膜的作用规律,不但可以促进膜材料及其表面结构的优化(optimalize),还可以改良清洗技术、改善预处理工艺,从而有效加强对生物污染的控制(control)和预防微生物在RO膜表面的吸附作用很早就有学者研究了微生物在膜表面的吸附现象。通过(tōng guò)膜和自来水的接触实验来
  探究微生物(Micro-Organism)和膜的吸附作用,当接触开始几分钟后即有吸附现象发生,泡囊假单胞菌、乙酸钙不动杆菌以及瓦氏葡萄球菌被证实可以快速吸附到膜表面。中空纤维膜纺丝机外形像纤维状,具有自支撑作用的膜。它是非对称膜的一种,其致密层可位于纤维的外表面/如反渗透膜,也可位于纤维的内表面(如微滤膜和超滤膜)。对气体分离膜来说,致密层位于内表面或外表面均可。实验(experiment)人员还测试石油缓冲剂等物质对吸附的抑制作用,结果表明不同微生物和膜的相互作用受抑制的程度不同。Ridgway等对废水处理厂RO膜表面生物污染的成分和形态(pattern)作了仔细分析,生物膜93%的成分是水,主要的无机成分为C
  A、
  P、
  S、Cl,干重的30%是蛋白质(protein),17%是多糖。中空纤维膜纺丝机通过膜技术进行水处理,应用于制药、酿造、餐饮、化工、市政污水回佣、医院、小区污水会用、造纸等生产生活污水处理。膜分离技术是一种广泛应用于溶液或气体物质分离、浓缩和提纯的分离技术。膜壁微孔密布,原液在一定压力下通过膜的一侧,溶剂及小分子溶质透过膜壁为滤出液,而大分子溶质被膜截留,达到物质分离及浓缩的目的。膜分离过程为动态过滤过程,大分子溶质被膜壁阻隔,随浓缩液流出,膜不易被堵塞,可连续长期使用。生物量为5.6×106CFU/cm2,生物膜厚度为10~20μm,生物膜主要由多层致密排列的微生物体构成,这些微生物中很多已经自溶。
  研究人员总结(zǒng jié)了微生物在膜表面的吸附规律(rhythmical)。膜生物反应器在污水处理,水资源再利用领域,MBR又称膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor ),是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。Flemming等发现在营养源充足的情况下,吸附过程的效率取决于溶液中微生物浓度,吸附在膜表面的生物量与溶液中生物量的对数呈线性关系。Ridgway等观察分枝杆菌在二乙酸纤维素(cellulose)RO膜表面的吸附现象,30℃条件下,吸附在1~2h内发生,并且吸附规律很好地符合朗格缪尔吸附等温曲线,这说明在膜表面可能(maybe)存在着一些可供分枝杆菌吸附的结合位点。实验人员又用多种酶处理吸附在膜表面的细菌,证明细菌有可能是通过细胞表面的多肽、葡聚糖以及一些含有羧基酯键的物质的作用吸附到膜表面的。

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