2021-09-23 12:19发布
膜清洗方法通常可分为物理方法与化学方法两种。
1.物理方法
指利用物理力的作用,去除膜表面和膜孔中的污染物,包括水正反冲洗、气洗。
(1)水冲洗
冲洗是用低压大流量的进水冲洗膜元件,以冲洗掉附着在膜表面的污染物和堆积物。冲洗时,以泵为动力,纯水为清洗液,膜元件浓缩出口阀开,采用低压湍流或脉冲清洗。一次清洗时间一般控制在30min以内,可适当提高水温至40C°左右。透水通量较难恢复时,可采用较长时间浸泡的方法。对于多段过滤系统,可以按分段冲洗设计,更有利于进行冲洗。
一般冲洗流速为: 4inch 膜元件为1. 8 ~2. 5m3/h,8inch 膜元件为7.2~12m2/h;冲洗压力:一般控制在0.3MPa以下;冲洗频次: 一般一天大于一次。冲洗步骤包括:①停止膜系统的运行;②调节阀门:全开浓缩水阀门,关闭低压冲洗泵进水阀门;全开产水阀门;③开启低压冲洗泵;④缓慢打开进水泵阀门的同时,查看浓缩水流量计的流量;⑤调节进水阀门,使流量和压力达到所要求的标准值。
(2)反冲洗
以泵为动力,使水从产水端进入膜元件装置,从浓缩端流回到清洗槽。为了防止膜元件机械损伤,反洗压力一般控制在 0.1MPa,清洗时间30min。该方法一般适用于中空纤维超滤装置,清洗效果比较明显。
(3)气洗
一般是指用高流速气流反洗,可将膜表面形成的凝胶层消除。
2.化学清洗
在出现下列情形之一时,应进行化学清洗:①装置的产水量下降10%~15%;②装置各段的压力差增加15%;③装置的盐透过率增加15%。
常用的化学清洗剂有:氢氧化钠、盐酸、1%一2%的柠檬酸溶液、Na一EDTA、加酶洗涤剂、双氧水水溶液、三聚磷酸钠、次氯酸钠溶液。化学清洗剂的选用取决于污染物的类型和膜材料性质,应充分考虑膜的耐酸性、耐碱性、耐氧化性。清洗的基本原则是保持膜湿润。清洗剂的选择依据膜生产商的产品技术手册。
(l)酸碱清洗
无机离子如Ca2+、Mg2+等在膜表面易形成沉淀层,可采取降低pH值促进沉淀溶解,再加上EDTA钠盐等络合物去除沉淀物;用稀NaOH溶液清洗超滤膜,可以有效地水解蛋白质、果胶等污染物,能取得良好的清洗效果。采用调节pH值与加热相结合的方法,可以提高水解速度,缩短清洗时间,因而在生物、食品工业得到了广泛的应用。
(2)表面活性剂
表面活性剂如SDS、吐温80、Triton、X一100(一种非离子型表面活性剂)等具有增溶作用,在许多场合有很好的清洗效果,可根据实际情况加以选择,但有些阴离子和非离子型的表面活性剂能同膜结合造成新的污染,在选用时须加以注意。使用中发现,单纯的表面活性剂效果并不理想,需要与其他清洗药剂相结合。
(3)氧化剂
氢氧化钠或表面活性剂不起作用时,可以用氯进行清洗,其用量为200一400mg/L活性氯(相当于400一800mg/L NaCIO),其最适合pH为10一11。在工业酶制剂的超滤浓缩过程中,污染膜多采用次氯酸盐溶液清洗。除此之外,双氧水、高锰酸钾在部分场合也具有较好的清洗作用。
(4)酶清洗
由醋酸纤维素等材料制成的有机膜,由于不能耐高温和极端pH值,在膜通量难以恢复时,可采用含酶的清洗剂清洗。但使用酶清洗剂不当会造成新的污染。国外报道采用固定化酶形式,把菌固定在载体上,效果很好;目前,常用的酶制剂有果胶酶和蛋白酶。
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膜清洗方法通常可分为物理方法与化学方法两种。
1.物理方法
指利用物理力的作用,去除膜表面和膜孔中的污染物,包括水正反冲洗、气洗。
(1)水冲洗
冲洗是用低压大流量的进水冲洗膜元件,以冲洗掉附着在膜表面的污染物和堆积物。冲洗时,以泵为动力,纯水为清洗液,膜元件浓缩出口阀开,采用低压湍流或脉冲清洗。一次清洗时间一般控制在30min以内,可适当提高水温至40C°左右。透水通量较难恢复时,可采用较长时间浸泡的方法。对于多段过滤系统,可以按分段冲洗设计,更有利于进行冲洗。
一般冲洗流速为: 4inch 膜元件为1. 8 ~2. 5m3/h,8inch 膜元件为7.2~12m2/h;冲洗压力:一般控制在0.3MPa以下;冲洗频次: 一般一天大于一次。冲洗步骤包括:①停止膜系统的运行;②调节阀门:全开浓缩水阀门,关闭低压冲洗泵进水阀门;全开产水阀门;③开启低压冲洗泵;④缓慢打开进水泵阀门的同时,查看浓缩水流量计的流量;⑤调节进水阀门,使流量和压力达到所要求的标准值。
(2)反冲洗
以泵为动力,使水从产水端进入膜元件装置,从浓缩端流回到清洗槽。为了防止膜元件机械损伤,反洗压力一般控制在 0.1MPa,清洗时间30min。该方法一般适用于中空纤维超滤装置,清洗效果比较明显。
(3)气洗
一般是指用高流速气流反洗,可将膜表面形成的凝胶层消除。
2.化学清洗
在出现下列情形之一时,应进行化学清洗:①装置的产水量下降10%~15%;②装置各段的压力差增加15%;③装置的盐透过率增加15%。
常用的化学清洗剂有:氢氧化钠、盐酸、1%一2%的柠檬酸溶液、Na一EDTA、加酶洗涤剂、双氧水水溶液、三聚磷酸钠、次氯酸钠溶液。化学清洗剂的选用取决于污染物的类型和膜材料性质,应充分考虑膜的耐酸性、耐碱性、耐氧化性。清洗的基本原则是保持膜湿润。清洗剂的选择依据膜生产商的产品技术手册。
(l)酸碱清洗
无机离子如Ca2+、Mg2+等在膜表面易形成沉淀层,可采取降低pH值促进沉淀溶解,再加上EDTA钠盐等络合物去除沉淀物;用稀NaOH溶液清洗超滤膜,可以有效地水解蛋白质、果胶等污染物,能取得良好的清洗效果。采用调节pH值与加热相结合的方法,可以提高水解速度,缩短清洗时间,因而在生物、食品工业得到了广泛的应用。
(2)表面活性剂
表面活性剂如SDS、吐温80、Triton、X一100(一种非离子型表面活性剂)等具有增溶作用,在许多场合有很好的清洗效果,可根据实际情况加以选择,但有些阴离子和非离子型的表面活性剂能同膜结合造成新的污染,在选用时须加以注意。使用中发现,单纯的表面活性剂效果并不理想,需要与其他清洗药剂相结合。
(3)氧化剂
氢氧化钠或表面活性剂不起作用时,可以用氯进行清洗,其用量为200一400mg/L活性氯(相当于400一800mg/L NaCIO),其最适合pH为10一11。在工业酶制剂的超滤浓缩过程中,污染膜多采用次氯酸盐溶液清洗。除此之外,双氧水、高锰酸钾在部分场合也具有较好的清洗作用。
(4)酶清洗
由醋酸纤维素等材料制成的有机膜,由于不能耐高温和极端pH值,在膜通量难以恢复时,可采用含酶的清洗剂清洗。但使用酶清洗剂不当会造成新的污染。国外报道采用固定化酶形式,把菌固定在载体上,效果很好;目前,常用的酶制剂有果胶酶和蛋白酶。
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