Ⅰ 超濾膜裝置適用於哪些范圍
適用范圍:反滲透裝置的預處理,高效、緊湊的超濾因過濾精度很高,可以為反滲透膜提供最大限度的保護;大中型飲用水廠的深度處理;市政及工業廢水處理,超濾可比傳統處理工藝提供更好的處理效果實現中水、廢水回用;循環排污水回用凈化處理;污水中有用物質的回收;礦泉水的制備、飲用水、井水的脫菌處理,去除水中各種懸浮物、膠體雜質,特別是去除隱孢子、鞭毛蟲、大腸桿菌等致病微生物;口服液、生物製品的除菌、澄清、純化分離;高純水終端處理;果汁、蛋白質、酶制劑的濃縮分離。.果蔬汁澄清過濾;乳清蛋白的回收和牛乳的濃縮;除去酒及酒精飲料中殘存的酵母菌、雜菌及膠體等,超濾膜裝置使酒澄清並提高保存性,縮短老熟期;酶類提取、分離、濃縮,中葯有效成分提取等。
Ⅱ 超濾水和純凈水有什麼區別
純凈水指的是不含雜質的H2O.從學術角度講,純水又名高純水,是指化學純度極高的水,其主要應用在生物、化學化工、冶金、宇航、電力等領域,但其對水質純度要求相當高,所以一般應用最普遍的還是電子工業.
超濾水是一種新的水處理技術,主要用於去除水中的微量有機物和金屬離子,它實質是一種將表面活性劑和超濾膜結合起來的新技術.它的基本原理是,當投入水中的表面活性劑濃度超過表面活性劑的臨界膠束濃度時,剩餘的表面活性劑分子將在溶液內聚集,形成疏水基向內、親水基向外的聚集體,即膠團.如果水中溶解了其它化學機構和性質與表面活性劑分子的疏水基相似有機物,根據相似相溶原理,這種有機物將溶解於膠團中或有機物與表面活性劑的親水基能形成氫健,有機物也會從水相轉移到膠團中,當它們通過超濾膜時,則攜帶有機物的膠團因不能透過膜而被截留,水和少量表面活性劑單體及未形成膠團的有機物能自由透過膜,從而實現絕大部分有機物和水的有效分離.
總結的說超濾水是只去除了鐵銹泥沙,細菌病毒.沒有解決重金屬等有害離子,而純水是沒有任何有害物質也沒有任何有益於人體的礦物質和微量元素.
Ⅲ 什麼是超濾水
是一種新的水處理技術,主要用於去除水中的微量有機物和金屬離子,它實質是一種將表面活性劑和超濾膜結合起來的新技術。它的基本原理是,當投入水中的表面活性劑濃度超過表面活性劑的臨界膠束濃度時,剩餘的表面活性劑分子將在溶液內聚集,形成疏水基向內、親水基向外的聚集體,即膠團。如果水中溶解了其它化學機構和性質與表面活性劑分子的疏水基相似有機物,根據相似相溶原理,這種有機物將溶解於膠團中或有機物與表面活性劑的親水基能形成氫健,有機物也會從水相轉移到膠團中,當它們通過超濾膜時,則攜帶有機物的膠團因不能透過膜而被截留,水和少量表面活性劑單體及未形成膠團的有機物能自由透過膜,從而實現絕大部分有機物和水的有效分離。
Ⅳ 納米管式超濾膜在精細化工中應用可行嗎
納米管式超濾膜在精細化工中應用可行。
納米管式超濾膜主要是脫除一些顆粒狀雜質,例如制葯行業用於凈化水,或者溶液脫除顆粒雜質。採用管式超濾膜更不容易堵塞。
Ⅳ 超濾凈水器可以濾除農葯嗎
自己好好看看吧
一、但是超濾膜對有機物的去除效果很差,不能有效去除總有機碳和消毒副產物及其母體。
立升泉來得凈水器就是超濾機,都有個排廢水口,過濾精度超濾0.01(µm),是無法過濾金屬離子的,ro機時0.00001(µm)才可以過濾掉金屬離子,超濾機的出水量很大的。
超濾不能去除有機物和重金屬、氨氮及其它的特種污染物如過量的鐵、錳、氟等,如果將微濾或超濾作為優質飲用水生產的終端處理技術,則必須在前面布置相互協調統一的預處理系統,如除濁度、除鐵除錳、除有機物、除氟等的微絮凝過濾、錳砂濾池、活性炭濾池等。二、由於反滲透膜對水中各種物質「一刀切」式的去除能力,其生產的飲用水可稱為「安全飲用水」,並不能稱為優質飲用水。「安全」源於其對有害物質的去除程度在所有的膜技術中是最徹底的。目前,有些廠家在反滲透法生產的純水中添加礦物離子如鈣離子、鎂離子、鋅離子、硒離子等後上市,稱為「礦物質飲品」。另加,在有機物含量不高而又必須進行脫鹽的場合,利用反滲透膜對部分原水進行脫鹽處理,再將生產出的淡水與經過適當處理的原水按一定比例混合,亦可獲得所需要的優質飲用水三、
以下是一篇論文,很通俗地介紹了膜技術在飲用水生產中的應用!
摘要由於環境的原因及自來水廠傳統凈水工藝和給水管網本身存在的實際問題,導致城市自來水的現狀不容樂觀,因而導致了飲用水產業的飛速發展。本文論述當前桶裝或瓶裝飲用水生產中應用膜技術的現狀、優質飲用水的概念及優質飲用水生產中膜技術的選用和使用等問題。
關鍵詞飲用水膜技術優質飲用水近幾十年來,隨著現代化工業的迅速發展,環境污染日益加劇,各種有機化合物通過各種不同的途徑進入了人類環境特別是水環境。同時,由於自來水廠傳統給水工藝和給水管網本身存在的實際問題,導致城市自來水的現狀是:感官質量差、有機物含量高、常常具有致突變性。這一現狀刺激並加速了我國飲用水產業及給水深度處理技術的發展。與常規飲用水處理工藝相比,膜技術具有少投甚至不投加化學葯劑;佔地面積小;便於實現自動化等特點[1],已大量應用於城市自來水的深度處理上。本文論述當前桶裝或瓶裝飲用水生產中應用膜技術的現狀、優質飲用水的概念及優質飲用水生產中膜技術的選用和使用等問題。
1膜技術在飲用水深度處理中的應用范圍及概況
1.1微濾
微濾(MF)也可以稱為精過濾。可去除微米(10-6m)級的水中雜質,其濾膜的孔徑為0.05~5.00mm,凡大於孔徑的顆粒均可被截留,但孔徑增大則出水濁度隨之增加。根據原水水質,可經過預過濾以去除大顆粒防止膜過快堵塞,亦可視情況投加混凝劑或粉末活性炭,以生產有機物含量低的飲用水。但在生產高質量飲用水時,通常作為超濾、反滲透或納濾的預處理設施。而在生產高純水時,微濾常作為純水或超濾水生產時的末端處理,以去除剩餘在水中的痕量雜質。
目前,市場上的微濾膜多為平板膜折疊式濾芯,膜材料為聚丙烯(PP)或聚碸(PS)、尼龍等。聚碸膜的孔徑經常為0.45mm、0.2mm或更小,其孔徑分布均勻,水通量大,不易堵塞。而聚丙烯膜的過濾精度范圍廣,價格便宜,但精度差。
另外,無機精濾膜亦是應用在飲用水深度處理上的重要微濾技術之一,如陶瓷膜和預塗膜過濾。同濟大學開發成功的預塗膜過濾技術已成功應用於優質飲用水的生產。預塗膜過濾即先預塗成膜後,再靠膜的過濾作用使水澄清和凈化。預塗膜過濾器構造簡單、運轉費用低、預塗和反沖方便,是一種適用於飲用水深度凈化的經濟有效的精濾裝置。該過濾技術的特點包括:(1)採用天然無機礦物濾料,過濾精度高,濾後水的濁度可達到0Ntu,出水清澈透亮;(2)精濾膜可即時形成,即時反沖洗掉,操作壓力低;(3)膜孔徑、膜厚度和成膜材料可根據源水水質和濾後水質要求隨時調整,以滿足特殊源水水質和特殊要求。上述特點是其它膜濾技術難以做到的。
1.2超濾
超濾可以去除納米(10-9m)級或更大一些的顆粒雜質,可直接製取優質飲用水,也可作為反滲透或納濾的預處理設施。即使地表水濁度高到25Ntu,經超濾處理後的濁度可降低到0.04Ntu。由於細菌的尺寸通常為1~3mm,最小的病毒尺寸為0.03mm,因而超濾膜已經基本上可以完全去除細菌、病毒、賈第蟲和其它微生物,某種情況下可代替消毒工藝。但是超濾膜對有機物的去除效果很差,不能有效去除總有機碳和消毒副產物及其母體。
超濾膜一般為中空纖維膜或卷式膜。膜材料為聚碸或聚丙烯晴(PAN)。如日本東麗公司生產的PAN中空纖維膜,由於選擇了親水性強的膜材料,膜表面相對而言不易變臟,0.01mm的極小細孔復合構造能保證細菌、病毒等雜質的去除。
1.3反滲透
反滲透(RO)技術是電子、醫葯、化工等工業部門制備純水的主要技術之一,近年來卻被大量用於飲用水的深度處理。反滲透膜的孔徑僅約1~10埃,可以去除水中的幾乎一切物質包括各種懸浮物、膠體、無機鹽、有機物、細菌、病毒、熱源等。目前,應用於井水和地表水反滲透系統的膜元件絕大多數為卷式膜元件。與中空纖維和板框式相比較,卷式膜元件在抗污染能力、設備佔地面積、投資和運行費用等方面均具有優勢。商業用RO膜元件通常是4英寸(100mm)或8英寸(200mm)直徑,40英寸(1m)或60英寸(1.5m)長。一個加壓容器內通常可裝入1至8個這樣的膜元件。近年來,RO膜的材料從醋酸纖維素非對稱膜發展到用表面聚合技術製成的交聯芳香族聚醯胺膜。操作壓力也擴展到高壓(海水淡化)膜、中壓(醋酸纖維素膜)、低壓(復合)膜和超低壓(復合)膜。飲用水處理中應用的主要是低壓(復合)膜和超低壓(復合)膜,操作壓力為10~15kg/cm2。超低壓復合膜具有超低的運行壓力,操作壓力為10.5kg/cm2,但卻有著與其它復合膜相同的高脫鹽率和更高的水通量、更寬的水質適用范圍。因而大大節省了能源,降低了系統的運行費用,倍受用戶青睞。
1.4納濾
納濾(NF)[2]早期稱為「疏鬆」反滲透,其孔徑范圍在幾個納米左右,界於RO與UF之間。納濾膜較之反滲透膜有操作壓力低和處理水量大的特點,操作壓力僅為5~6kg/cm2。納濾膜對二價離子(例如Ca2+、Mg2+等)的去除率可在90%以上,對一價離子(Na+、Cl-等)約70%之內,根據進水中一、二價離子的組合情況總去除率約在85%左右。現在,納濾膜已製成專門去除有機物且表面帶負電荷的納濾膜,比軟化膜的產水量為高。膜本體帶電荷是它在很低壓力下仍具有較高脫鹽性能和截留分子量為數百的膜也可去除無機鹽的重要原因。納濾膜對單價離子和分子量低於200的有機物截留較差,而對二價或多價離子及分子量介於200~500之間的有機物有較高的去除率[3]。納濾膜不僅可以對水質軟化和適度脫鹽,而且可以去除THMFP、色度、細菌、病毒、溶解性有機污染物和鐵、錳、氨氮等。據悉,在美國已有超過40萬噸/日的納濾膜裝置用於苦鹹水淡化。納濾的操作和維護並不復雜,用於小型給水系統頗具吸引力。目前多數用於地下水的處理,可去除水中含有的硝酸鹽、有機氯、重金屬等有害雜質。在以地表水為水源時,採用微濾或超濾作為預處理的納濾系統。目前,飲用水深度處理中應用的主要為卷式芳香族聚醯胺類復合納濾膜。
2優質飲用水的概念
2.1目前市場上的桶(瓶)裝飲用水
優質飲用水的概念是在傳統水處理工藝不能滿足日益嚴重的水污染狀況,城市自來水水質不盡人意的情況下出現的。目前,我國尚無專供飲用的桶裝或管道進戶式優質飲用水水質標准。我國國家技術監督局和國家衛生部曾分別於98年4月發布了《瓶裝飲用純凈水》GB17323——1998和《瓶裝飲用純凈水衛生標准》GB17324—1998,其規定的「瓶裝飲用純凈水」指「以符合生活飲用水衛生標準的水為原料,通過電滲析法、離子交換法、反滲透法、蒸餾法及其它適當的加工方法製得的,密封於容器中且不含任何添加物可直接飲用的水」。標准中明確規定瓶裝飲用純凈水的電導率≤10us/cm,因而瓶裝飲用純凈水實際上為飲用純水,在去除原水中有毒有害物質的同時,亦將其中的礦物質一並去除了。
目前,市場上流通的桶裝飲用水可分為含有礦物質、微量元素的和基本不含有礦物質、微量元素的兩類,價格亦相差很大,這是水處理工藝本身的特點和成本等決定的。鑒於這一實際情況,上海市技術監督局將上海市場上流通的專供飲用的水分為「飲用凈水」和「飲用純水」兩種,並於97年在全國率先發布了地方標准。
上海市地方標准《飲用凈水》和《飲用純水》中對這兩類水的定義分別為:「飲用凈水」指「以符合生活飲用水衛生標準的水為原水,經過深度處理方法製得的,保留了生活飲用水中部分礦物質的可直接飲用的水」。「飲用純水」指「以符合生活飲用水衛生標準的水為原水,採用反滲透法、蒸餾法、電滲析法、離子交換法及其它適當的加工方法去除水中礦物質、有機成分、有害物質及微生物等加工製得的,且不含任何添加物,可直接飲用的水」,因而上海市地方標准規定的「飲用純水」在含義上實際等同於國家標准規定的「瓶裝飲用純凈水」。
2.2優質飲用水的概念
優質飲用水即健康飲用水。綜合國內外醫學界和水處理界的觀點,可認為優質飲用水應是盡最大可能地去除原水中的有毒有害物質特別是有機污染物,同時又保留原水中的微量元素和礦物質的水[4]。美國M.Fox博士認為飲用水最主要的問題是氯、有機化合物、消毒副產物和鉛,最理想的凈水器是能有效解決這些問題,並保留水中對人體健康有益的鈣、鎂之類的元素。在他的新書《健康的水》中,他認為健康飲用水應符合下列指標:硬度170mg/L左右,總溶解固體300mg/L左右並偏鹼性。
3膜技術與優質飲用水的生產
可直接用於優質飲用水生產的膜技術為微濾、超濾和納濾。由於反滲透膜對水中各種物質「一刀切」式的去除能力,其生產的飲用水可稱為「安全飲用水」,並不能稱為優質飲用水。「安全」源於其對有害物質的去除程度在所有的膜技術中是最徹底的。目前,有些廠家在反滲透法生產的純水中添加礦物離子如鈣離子、鎂離子、鋅離子、硒離子等後上市,稱為「礦物質飲品」。另加,在有機物含量不高而又必須進行脫鹽的場合,利用反滲透膜對部分原水進行脫鹽處理,再將生產出的淡水與經過適當處理的原水按一定比例混合,亦可獲得所需要的優質飲用水。
鑒於微濾和超濾不能去除有機物和重金屬、氨氮及其它的特種污染物如過量的鐵、錳、氟等,如果將微濾或超濾作為優質飲用水生產的終端處理技術,則必須在前面布置相互協調統一的預處理系統,如除濁度、除鐵除錳、除有機物、除氟等的微絮凝過濾、錳砂濾池、活性炭濾池等。
相對而言,納濾膜本身的特點決定了它既能有效去除原水中的有害物質如有機物、重金屬、細菌、病毒等,又能部分脫鹽、去硬度等,從而保留了原水中的部分礦物質。納濾可在低壓力下運行,與反滲透相比,可以節約能耗40—50%。出水的優良水質、對水中雜質的選擇性脫除作用及操作壓力低將使納濾在優質飲用水生產中愈來愈受重視。
從設備成本和運行成本來看,由於反滲透膜的操作壓力高、水通量比納濾膜小,因而,膜技術應用於飲用水處理的成本由高到低的次序是:反滲透、納濾、超濾、微濾。
卷式芳香族聚醯胺類復合納濾膜和復合反滲透膜對進水水質的要求是一樣的(表1)。納濾膜和反滲透膜前面預處理的目的在於改善進水水質,防止原水中太多的雜質對膜造成污染或在膜表面很快結垢,以確保膜的水通量和脫鹽率等指標,減少對膜的清洗,延長膜的使用壽命。在小型和中型飲水處理系統中,可選用的預處理系統包括微絮凝過濾、砂濾或錳砂過濾、活性吸附、軟水器、精濾和pH控制等。將進水的pH調整到6,可有效預防碳酸鈣、磷酸鈣等在膜表面沉積。當原水中的有機物含量過高時,還可投加粉末活性炭預處理,以增加整個系統的總有機碳和三鹵甲烷形成潛力(THMFP)的去除率。
表1反滲透和納濾對進水水質要求
項目要求值
PH2~11
濁度(NTU)<1.0,最好<0.3
SDI<5.0,最好<3.0
余氯(mg/l)<0.1
總有機炭(mg/l)<2.0
鐵(mg/l)<0.1
膜技術應用於飲用水處理時的另一個問題是微生物污染。超濾膜、納濾膜、反滲透膜及精細微濾膜被微生物污染後,會導致膜產水量和脫鹽率下降。微生物所析出的產物可吸附在膜的表面上,因此用水、氣反沖洗或簡單的化學處理方法不可能完全恢復所減少的水通量,因而會使膜提前報廢。膜被微生物污染後,亦會導致水中出現大量細菌,影響水質。日久天長,還會在其後的管道、水箱等處生成菌膠團。由於有些膜材料對余氯的氧化性敏感,且加氯可能導致有機氯化物的生成,因而加氯控制微生物應慎審採用。最方便的方法是在常規處理之後、膜濾前設置紫外線殺菌器。M.Otaki等人曾試驗了紫外線殺菌控制聚乙烯中空纖維膜微生物污染的效果[5],結果表明,在沒有紫外線預處理的情況下,75天後膜的工作壓力從20KPa增加到100Kpa,而經紫外線預處理,160天後膜的工作壓力才增加到100Kpa。
4結論
膜的過濾精度、對水中有害物質的去除能力及易於實現自動化等特點已使膜技術成為飲用水深度處理中不可缺少的環節。在優質飲用水的生產中,不管是否依靠膜來去除有機物、鹽分、硬度及細菌、病毒等,最起碼也需要膜技術如微濾作為終端處理來保證優質飲用水清澈透亮。很顯然,超濾膜、納濾膜及精細微濾膜應該成為優質飲用水生產中採用的膜技術。如需要部分脫鹽或部分軟化及更進一步去除原水中的有機污染物、重金屬或鐵、錳、氨氮等,則首選納濾膜。反滲透膜可生產「安全飲用水」及「瓶裝飲用純凈水」,也可在其生產的純水中添加礦物質或在某些特殊場合部分混合未經反滲透膜的水以用於優質飲用水的生產。四、凈水順序應該如下:步驟1:前過濾:PP棉(泥沙、鐵銹)步驟2:離子交換過濾:樹脂(軟化水、調節酸鹼度、吸附重金屬離子、硝酸根離子)----飲用水還是加上它,吸附一下重金屬離子為好步驟3:活性炭過濾:(吸附氯、有機雜質、殺蟲劑)步驟4:後強化過濾PS:只有酸鹼度需要說一下,軟化水樹脂一般分為陽離子樹脂和陰離子樹脂兩種,分別吸附陽離子如Ca、Mg和陰離子如NO3、SO4。經陽離子處理的水呈鹼性,經陰離子處理的水呈酸性陽離子樹脂,吸附陽離子Ca、Mg,鹼性軟化水,適合飲用(弱鹼水有益健康)、洗菜(其實沒啥用,強鹼才能除農葯)、做飯、泡茶;洗衣(洗衣粉中有消滅Ca離子的軟化劑,我們再幫幫它)、澆花。陰離子樹脂,吸附陰離子NO3、SO4,酸性軟化水,適合洗臉、洗澡(因為人的皮膚PH=5.5)、清潔器皿、擦拭傢俱。PS2:如果直接用自來水管的水,在煮水時,應注意不要讓它煮沸,冒泡即可,這樣既可以將水中的細菌殺死,又不至於產生氯化物等有害物質。如果使用家用凈化器處理過的自來水,在水燒開後,揭開蓋子讓水沸騰3分鍾再熄火,這樣可以使大部分有害物質隨水蒸氣溢出。以上這些都是上網,在幾角旮旯查的,匯總了一下。樹脂的品質決定了軟化的效果,目前市場上存在3種樹脂分別用於水處理的不同行業。工業樹脂顏色銀黃色顆粒較大,這種樹脂最早用於大型鍋爐水處理設備,但是隨著鍋爐用水水平的不斷提高,現在基本已經被淘汰。第二種是食品級樹脂,這種樹脂的出水可直接用於食品工廠等水處理設備,現在大多數的軟水機還在選用這種食品級樹脂。第三種是飲用水級樹脂,這種樹脂在我國剛剛興起,這種樹脂英文名字AMBERLITESR1L是美國羅門哈斯公司開發和生產的。根據目前中國市場中的大多數離子交換樹脂,AMBERLITESR1L的突出特點是更加安全和衛生,因為AMBERLITESR1L在生產過程中不使用任何有害溶劑,嚴格按照特殊工藝製造,不含苯及其他對人體有害的溶出物,是世界上最昂貴的離子交換樹脂。同時這種樹脂也作了防偽處理咖啡色。
水質的硬度高低取決於水中鈣鎂離子的多少,AMBERLITESR1L樹脂可以最大限度的吸附硬水中的鈣鎂離子,當樹脂吸附飽和後,利用再生鹽液對樹脂進行還原再生,使樹脂恢復活性,軟水機就可以反復對硬水進行軟化。
Ⅵ 要測胰蛋白酶活,可是植物胰蛋白酶怎麼制備啊
反膠束萃取制備胰蛋白酶
胰蛋白酶(EC 3 . 4 . 4 . 4 )是從豬、牛等哺乳動物胰臟提取的一種以絲氨酸為活性中心的蛋白水解酶,可提高組織、血管的通透性、液化血塊、血膿纖維及壞死組織等,用於治療炎症、潰瘍、創傷等引起的膿腫及支氣管炎、肺氣腫等。
( 1 )工藝流程
( 2 )主要步驟
① 制備粗酶液 稱取定量粗胰酶,其胰蛋白酶活性為25 . 7U /mg,胰澱粉酶活性為18.4U/mg,胰脂肪酶活性為63.7U/mg。將其用pH 值為5 . 25 、濃度為0.2mol / L 的乙酸-乙酸鈉緩沖液溶解,然後進行真空過濾,收集濾液並用磷酸緩沖液進行稀釋,使胰蛋白酶活性為3-10U / mg ,備用。
② 制備反膠束 將AOT置於100 ℃ 烘箱中乾燥至恆重,放入乾燥器中冷卻至室溫。然後稱取44.4369 置於配製罐中,加入10L異辛烷,在攪拌下使其形成均勻的分散液,再加入定量蒸餾水,在200r/min的轉速下處理2h ,獲得濃度為0 .lmol / L 的透明AOT-異辛烷反膠束溶液。使用時用異辛烷稀釋10 倍。
③ 萃取 將稀釋10 倍的AOT-異辛烷反膠束置於萃取器中,按照AOT 異辛烷反膠束:粗酶溶液體積比為(2 -3 ) : 1 的比例加入粗酶溶液萃取3 - 4 次,,在300 - 400r / min 的轉速下萃取5 -10min 。如此每次萃取完成後,均進行離心分離,離心機轉速為4000 - 6000r / min ,時間10 -15min 收集、合並離心上層清液,進行反萃取,下層萃余液用於制備胰脂肪酶。
④ 反萃取 將荷載胰蛋白酶的AOT -異辛烷反膠束置於萃取器中,在攪拌下加入等體積的反萃取液進行反萃取15 -20min 萃取液為0.02 -0.05mol / L 的NaCI 溶液。如此反萃取3 次,每次萃取完成後,均進行離心分離,離心機轉速為4000 -6000r / min,時間為15 -20min 。分別收集、合並離心上層清液和下層反萃取液,前者再生後可再次萃取胰蛋白酶,後者進行超濾濃縮。
⑤ 脫鹽、濃縮 將反萃取液置於截留分子量2 萬的超濾膜中,在0 . 1 ~0.2MPa 的壓力下進行脫鹽及濃縮處理,直至處理液體積降低至原液體積的1 / 5 左右時停止,獲得脫鹽濃縮液。
⑥ 乾燥 將濃縮液置於凍干瓶中,在-60~-50 ℃ 、真空度為25~5OMPa 的條件下乾燥24h ,獲得純化胰蛋白酶凍乾粉。
( 3 )主要指標
淺黃色粉末,胰蛋白酶的總萃取率為74 . 2 % ,胰蛋白酶活性為3145 . 3U/ mg ,純化45 . 16 倍;胰澱粉酶活性為0 . 58U / mg ,降低4 . 66 倍;無脂肪酶活性。
實例234 豬胰中分離核糖核酸酶A、胰蛋白酶、凝乳蛋白酶和激肚釋放酶
採用提取、鹽析、反膠束、離子交換、凝膠分子篩層析等技術,可從豬胰臟中同時獲得核糖核酸酶A 、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和激膚釋放酶,有顯著的經濟效益。
( 1 )用該方法同時制備上述四種酶的工藝流程
( 2 )主要步驟
① 提取、鹽析 取0.5kg 豬胰,除脂肪及結締組織後絞碎,加入其3 倍質量的乙酸提取液攪拌提取24h 。提取液溫度為4 ℃ ,pH 值為4 . 0 ,硫酸濃度為0.125mol / L 。提取完成後用4 層紗布過濾,收集濾過液約1250-1300mL ,在攪拌下加入約750g 固體硫酸錢溶解,使溶液達到75 %飽和度。4000r / min 轉速離心15min , 分別收集上層清液(約1500mL )和鹽析沉澱物(約40 -45g )。
② 制備核糖核酸酶A 取收集的上層清液,在攪拌下加入固體硫酸銨溶解,使溶液達到85 %飽和度。4 000r / min 轉速離心15min ,棄清液。將沉澱溶於等體積蒸餾水,用10 %乙酸鈉調節pH 值為6 . 0 ,上用濃度為0 .0lmol / L 、pH6 .0磷酸緩沖液(PBS ) 平衡過的CM - SepharoseFF 柱,CM - SepharoseFF 用量與上柱液體積之比為1 : 5 ( g / mL )。接著用2 倍樹脂床體積的上述平衡緩沖液洗滌荷載核糖核酸酶A 的CM -SepharoseFF 色譜柱後,分別用0.01mol / L 、pH6 .0和0.lmol / L 、pH7 . 5 磷酸緩沖液進行梯度洗脫,收集活性峰液,調節其pH 值為8 . 0 ,上用0.05mol / L 、pH 8 . 0 磷酸緩沖液平衡的Sephacryls -200 柱,Sephacryls -200 用量與上柱液體積之比為1 : 5 (g/mL )。然後用同樣的緩沖液梯度洗脫,收集活性峰液,進行透析、脫鹽、凍干,獲得核糖核酸酶A 凍乾粉。
③ 制備胰蛋白酶取75 %飽和度的硫酸錢鹽析沉澱,用10 倍蒸餾水溶解,加入鹽析沉澱質量30 %的CaCI :粉末,調節pH 值為8 . 0 ,再加入5 ~ 10mg 粗胰蛋白酶,於4 ℃ 下激活24h 。過濾除去硫酸鈣沉澱,調節濾液pH 值為7 . 8 ,加入定量對氨基苯甲脒-sepharose6B ,攪拌下吸附lh ,紗布過濾,收集濾液用於分離其他酶。將吸附胰蛋白酶的對氨基苯甲眯一S 叩harose6B 樹脂用pH 值為7 . 8 、濃度為0 . lmol / L Tris 一0 .05mol / L HCI 的緩沖液(含0 . lmol / L CaC12 )抽濾洗滌,緩沖液用量為樹脂體積的2 倍。洗滌完成後將樹脂裝柱,用其1 倍體積的相同緩沖液平衡。再用20 倍樹脂體積的0 . lmol / L 甲酸-0 . 05mol / L KCI 緩沖液洗脫,洗脫液pH 值為2 . 2 ,洗脫流速為2 ~3 倍樹脂體積/h 。收集洗脫活性峰進行透析,凍干,獲得胰蛋白酶。
④ 彈性蛋白酶制備取未被對氨基苯甲脒-Sepharose6B 吸附的濾液,對水透析至透析管內產生沉澱時止。用400Or / min 的轉速離心15min ,收集上層清液用於制備彈性蛋白酶。沉澱用5 ~ 6 倍體積的Tris-HCI 緩沖液溶解,該緩沖液濃度為0.02mol / L 、pH 值為8 . 8 。將溶解液用稀NaOH 調節pH 值為10 . 4 ,上用上述緩沖液平衡好的DEAE -纖維素柱,溶解液與DEAE -纖維素的比為(5 ~6 ) : 1 ( mL / g )。上柱完成後再用同樣的緩沖液以2 ~3 倍樹脂體積/h 的流速洗滌,緩沖液用量為1 倍樹脂體積。彈性蛋白酶在此條件下不被交換,收集洗滌活性峰,對水透析,凍干,即得彈性蛋白酶。比活力2010U / mg ,活力回收10 %。
⑤ α-糜蛋白酶制備 將制備彈性蛋白酶時的離心清液用乙酸鈉調節pH 值為5 .0,上用0 . lmol / L 、pH 5 . 0 檸檬酸緩沖液平衡的S- SepharoseFF 柱。用2 倍柱體積的、同樣緩沖液以3mL / min 洗滌樹脂,收集洗滌液待制備激膚釋放酶。用300mL 0 . 01~0.05mol / L 、pH5.0檸檬酸緩沖液梯度洗脫,收集活性峰組分( 160 ~200mL ) ,透析,凍干,即得α-糜蛋白酶。
⑥ 胰糜蛋白酶制備 取制備彈性蛋白酶時的離心上層清液,用乙酸鈉調節pH 值為3 . 5~ 4 . 0 ,加入等體積0.lmol / L AOT 反膠束,在200r /min 攪拌下萃取5min , 4000r / min 離心5min 。收集上層有機相,萃余液再用等體積0.lmol / L AOT 反膠束重復萃取2 次。合並有機相,加入等體積、含lmol / L KCI 、pH8.0的0.02mol / L 碳酸鹽緩沖液,在200r /min 攪拌下反萃取5min , 60 00r/min 離心5min ,收集下層水相,萃余液同法反萃取2 次。合並反萃取液,對水透析脫鹽,凍干,得胰糜蛋白酶。
⑦ 激肽釋放酶制備 取用0.01mol/ L 、pH 5.0檸檬酸緩沖液洗滌S-SepharoseFF 柱的洗滌液,用檸檬酸調節pH 值為4 . 5 ,按洗滌液:丙酮=1:0.35 的比例加入丙酮,於-4 ℃ 冰箱中放置2h , 過濾。濾液中加入乙酸鈉和NaCI ,使其濃度分別達到0.O65mol / L 和0.035mol / L 。繼續加入丙酮,使體積比達到65 %。抽濾,濾餅用少量蒸餾水溶解,用稀乙酸調節pH 值為4 . 2 ,再次產生沉澱。抽濾,濾餅用少量蒸餾水溶解後用稀乙酸鈉調節pH 值為6 . 8 ,對水透析脫鹽後上用濃度為0.1mol / L 、pH6 . 8 磷酸緩沖液平衡的輕基磷灰石柱,上柱液與經基磷灰石的比為(5 ~ 6 ):l ( mL / g )。用0 . 01 ~0.2mol/L 、pH6 . 8 磷酸緩沖液以1~ 1 . 5 倍樹脂柱體積/h 進行梯度洗脫,洗脫液用量約為上柱液體積的1~1 . 5 倍。收集活性峰組分,對水透析脫鹽後加到經過重新平衡的另一羥基磷灰石柱上,改用0.05 ~0.2mol / L 、pH6 . 8 磷酸緩沖液進行梯度洗脫。收集活性峰組分,再次對水透析脫鹽後,凍干,獲得激肽釋放酶。
( 3 )主要指標
核糖核酸酶A 的活力回收≥75 。%,比活力為71000U/mg;胰蛋白酶的活力回收≥60 % ,比活力為23750U / mg ;彈性蛋白酶的活力回收≥10 % ,比活力為2010 U / mg ;胰糜蛋白酶活力回收≥70 % ,比活力為150U / mg ;胰激膚釋放酶活力回收≥6 % ,比活力為130U / mg 。
Ⅶ 礦泉水的製作過程
礦泉水設備主要工藝流程如下:
1、儲存原水,用於沉澱水中的大泥沙顆粒及其它可沉澱物質。回
2、恆定答系統供水壓力,穩定供水量。
3、採用多次過濾層的過濾器,主要目的是去除原水中含有的泥沙、鐵銹、膠體物質、懸浮物等顆粒在20um以上的物質。
4、採用活性炭過濾器,活性炭不但可吸附電解質離子,還可進行離子交換吸附。經活性炭吸附還可使高錳酸鉀耗氧量(COD)由15mg/L(O2)降至2~7mg/L(O2),此外,由於吸附作用使表面被吸附復制的濃度增加,因而還起到催化作用、去除水中的色素、異味、大量生化有機物、降低水的余氯值及農葯污染物。
5、用保安過濾器對進水中殘留的懸浮物、非曲直粒物及膠體等物質去除,使超濾系統等後續設備運行更安全、更可靠。
6、超濾是溶液在壓力作用下,溶劑與部分低分子量溶質穿過膜上微孔到達膜的另一側,而高分子溶質或其它乳化膠束團被截留,實現從溶液中分離的目的。
7、採用紫外線殺菌器或臭氧殺菌器,殺滅由二次污染產生的細菌徹底保證成品水的衛生指標。
8、最後,瓶裝包裝。
Ⅷ 木質粉狀活性炭在飲用水處理技術方面的應用
近些年來,在我國以超濾作為核心的飲用水處理技術的組合工藝具有非常好的應用前景。超濾膜由於相對較大的孔徑,無法去除水中大部分的溶解性有機物。對於有機物污染的天然水和水庫水源,採用單獨的超濾膜處理的水質難以令人滿意,另一方面,超濾膜污染會一定程度上增加運行的成本,縮短膜的使用壽命,嚴重地阻礙了超濾技術在飲用水處理中的應用。
從理論上分析,木質粉末活性炭(PAC)可以吸附水中的溶解性有機物,而超濾膜可以完全截留粉末活性炭顆粒,因此PAC吸附可以強化超濾膜對溶解性有機物的截留並降低膜的污染。因此,將粉末活性炭和超濾技術進行組合以最大化的發揮各自的功能,成為當前飲用水處理的研究熱點之一。新的生活飲用水衛生標准(GB5749-2006)增加了兩蟲等四項微生物指標和二甲苯等48項毒理學指標,對各組合工藝凈水效能的考察也提出了更高的要求。
目前,由於對木質粉末活性炭吸附能否緩解膜污染的問題尚未得到一致的認可,所以開展本試驗的目的是在確定最佳工藝參數條件下,考察組合工藝在低溫、低濁期對有機污染物的去除情況,了解粉末活性炭-超濾膜工藝(PAC-UF)應用於常規工藝出水後,去除微污染水中的不同分子量有機物的效能,以及粉末炭對提高膜過濾通量以及減緩膜污染的效果。
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Ⅸ 超濾膜應用水處理的什麼方面
超濾膜在水處理中的應用如下:
1.生活污水的處理:生活污水的產生量較大,是污染環境水體的主要來源,對於生活污水處理中應用超濾膜技術,能夠高效的凈化生活污水。研究表明:超濾膜技術與傳統活性污泥法聯用,對污染物的去除率可達到90%以上,生活污水處理後可以進行污水回用。城市污水處理上應用超濾膜技術可以有效回收水資源,利用回用污水進行城市綠化和景觀用水。
2.工業廢水的處理:工業廢水由於含有大量的污染物及有毒有害物質,對水環境的破壞極大,因此,工業廢水必須經過處理後達標才能排放,傳統的污水處理技術的去除效果一般已不能滿足社會經濟發展的需求。應用超濾膜技術能有效去除廢水中的污染物,並可以回收中水進行利用,且對於有機鹽和有機物等也可以進行回用,然後再進行生產使用,極大的節約了資源,提高企業的經濟效益。對於不同類型的工業廢水,其處理方式是不同的,因此對於工業廢水的處理需要依據水質情況制定科學的處理方案。另一方面可以回收副產品進行綜合利用,實現企業經濟效益的最大化。
3.飲用水的凈化:飲用水處理常應用超濾膜技術,對我國不斷惡化的飲用水資源能夠有效的凈化,對水中的微生物、藻類、高分子物質及細菌的去除率較高,且可以降低水的濁度和去除有機污染物,滿足國家的飲用水標准。
4.海水淡化處理:海水是重要的水資源,但由於海水的特性,不能夠直接飲用,在淡水資源缺乏的時代,海水淡化技術尤為重要。目前隨著膜技術的發展應用,超濾膜技術已廣泛應用於海水淡化領域,但在海水淡化時容易發生膜污染現象,使得超濾膜技術應用時有一定的困難,但海水淡化領域應用超濾膜技術過濾後水質較好。
5.污水回用處理方面:對於污水回用處理的吸引力的解決辦法,主要取決於超濾設備價格方面的優勢。其技術應用是從城市污水處理廠和工廠中排出的廢水,是作為工業用水,甚至是飲用水的一種較好的水資源。也就是採用膜技術將污水處理廠的出水回用為飲用水。
Ⅹ 為什麼採用微錯流方式工作的超濾膜可以一定程度降低膜污染
1、概述
通常所說的膜污染是指在MBR運行過程中,細胞混合液中的微生物菌群及其代謝產物、固體顆粒、膠體粒子、溶解性大分子等由於與膜存在物理化學作用、機械作用而引起在膜表面或膜內孔吸附、沉積造成膜孔徑變小或堵塞,使膜產生透過流量和分離特性的不可逆變化的現象[1]。
膜污染根據污染物與膜的作用性質和來源可分為物理污染、化學污染、微生物污染三種。物理污染指原水中的大顆粒無機物(如常見的碳酸鈣和硫酸鈣,還有硫酸鋇、鍶及硅酸等結垢性物質)和部分難降解的大分子有機物、未溶解的蛋白顆粒等在膜表面沉積而形成濾餅的可逆性膜污染;化學污染指細菌胞外聚合物EPS、溶解性有機物及蛋白、多糖類粘性物溶解形成的微細膠體等物質在膜表面與膜發生了不可逆的相互作用而形成的無法消除的膜孔變小和堵塞;微生物污染是由微生物及其代謝產物組成的粘泥(腐殖質、聚糖脂、微生物代謝產物)分層附著於膜表面,易造成膜不可逆阻塞的污染[3]。
從形態上對膜污染進行分類,使我們能更好地理解膜污染形成的空間層次。通常,膜污染從形成的形態上分為膜面凝膠層、污泥層和膜孔堵塞三種污染類型。膜面凝膠層污染(即濾餅),主要是水透過後被載留下來的部分活性污泥、膠體物質和部分濃縮的溶解性有機物,在過濾壓差和透過水流的作用下,堆積在膜表面而形成的可逆性膜面污染。這類污染在閉端膜過濾中佔有很大的比重(約80%~90%),且發展迅速,是膜污染水力控制的主要對象。污泥層污染是由膜表面滋生的大量的微生物及其代謝產物組成的粘泥(粘性多糖類、多肽類和蛋白質分子等),在過濾膜表面形成的一層生物膜而造成膜通量減小的污染。膜孔堵塞污染主要是溶解性大分子有機物質(多為低分子量的肽類),如溶解性微生物產物(SMP)和胞外聚合物(EPS)透過凝膠層,被膜孔內表面吸附或結晶,從而堵塞孔道,使膜通量減少的一種不可逆污染,此類污染一般發展較為緩慢。一般來說,膜污染是由上述三種形態共同構成的,膜表面污泥層的沉積,凝膠層的增厚和膜內表面微生物的滋生是膜污染的主要原因,其中污泥沉積是膜污染的主要構成部分,而污泥顆料在膜表面沉積與否,與膜面液體錯流流速、膜通量和污泥濃度等MBR運行條件密切相關。
2、膜污染的影響因素
盡管目前在膜污染機制方面還沒有達成共識,但對不同的具體環境下膜污染影響因素可歸納為以下3個方面:微生物特性、運行條件與膜自身的結構性質,如圖1-3所示,這些都會直接影響膜污染。
圖1-3 膜污染影響因素
Fig.1-3 Influencing factor of membrane fouling
2.1微生物特性
生物反應器中污泥質量濃度(MLSS)對膜通量有顯著影響。Fane等[2]早在1981年就報道膜污染與MLSS呈線性增長的關系,而後Shmizu等[23]研究發現,通量的下降同MLSS 的增加呈對數關系的。另一些研究者卻認為污泥質量濃度本身並不影響過濾特性,真正的影響因素是污泥的特性、顆粒大小、表面電荷等[1]。
新近的研究發現微生物代謝產物包括胞外聚合物(EPS)和溶解性微生物產物(SMP)對膜污染有重要影響。EPS和SMP主要是微生物細胞分泌的黏性物質,成分復雜,包括多糖、蛋白質、脂類、核酸等高分子物質。一些學者認為EPS質量濃度與膜污染呈線性關系的,EPS減少40%,濾餅的流體阻力也相應地減少40%。WontaeLee等發現膜污染與蛋白質比例呈正比,同時蛋白質的表面特性能影響微生物絮體的表面特性[4]。近年來,以SMP為主要成分的溶解性物質對膜污染的影響越來越引起人們的重視。分置式膜-生物反應器中,循環泵產生的剪切力對污泥絮體有較強的破壞作用,致使污泥絮體釋放出大量的SMP等溶解性物質,從而增加了膜污染,形成了很大的膜過濾阻力。Wisniewski C等用微濾膜過濾城市污水處理廠的污泥,考察不同膜面流速下污泥粒徑分布和溶解性物質對膜污染的影響時,得出了溶解性物質引起的膜污染幾乎構成了50%的膜過濾阻力[5]。
2.2運行條件
在一體式MBR中,曝氣有兩個作用:一是提供微生物所需的氧氣,二是產生錯流速率,減少膜面污泥層的形成。Hong S.P觀察到在較高曝氣量下產生的剪切力會加快污染物脫離膜的運動速度,並指出有臨界曝氣量存在。當超過它時,通量增加就不明顯,而且太大的曝氣量會提供過量的溶解氧,不利於反硝化作用[6]。Ueda等報道降低曝氣量可能會增加膜過濾壓差(TMP)作用,在短期運行中,降低曝氣量可能會使初始通量恢復,但長期運行時,較低曝氣量會導致混合液污染物質在膜面上的快速累積[7]。水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)都不是直接引起膜污染的因素,只是二者的變化會引起反應器內污泥特性的改變,從而間接的對膜污染產生影響。
間歇出水可以有效地減少污染物在膜表面的沉積,在反應器的空曝氣階段,由於對料液的抽吸作用消失,膜表面的污染物質向主體料液中的反向運動佔主導因素,氣液兩相流可以將已經沉積在膜表面的污染物質剪切下來,從很大程度上改善膜污染狀況。空曝氣時間越長,緩解膜污染的效果越好,但這樣會引起膜利用率的下降和運行費用的升高,因此必須根據具體的情況綜合考慮經濟性的因素確定最佳的出水和空曝氣的時間比。
2.3膜的結構和性質
膜的性質包括膜的材質、孔徑大小、孔隙率、粗糙度、疏水性等,這些都會直接影響膜污染。膜孔徑對膜污染的影響與進水的顆粒大小有關,目前大多數的MBR工藝採用011~014μm的膜孔徑,完全截留以微生物絮體為主的活性污泥。Shimizu等研究了膜生物反應器中膜孔分布在0.01~1.6μm 的一系列膜的過濾性能,結果表明孔徑分布在 0.05~0.2μm的膜具有最大的通量[8]。常採用的膜材料有陶瓷和聚合物,陶瓷膜機械性能好,壽命長,由於製造成本較高,工程中使用較多的是聚合物膜。Choo等研究結果表明在同樣運行條件下,聚偏氟乙烯膜的污染趨勢明顯小於聚碸膜、纖維素膜,而且膜孔徑在0.1μm附近時混合液對膜的污染趨勢最小[9]。膜材料的憎水性對膜污染有很重要的影響,ChangI S等比較了憎水性超濾膜和親水性超濾膜,得出憎水性超濾膜膜面更容易吸附溶解性物質,表現出更大的污染趨勢[10]。
Shoji等研究表明,膜表面粗糙度的增加使膜表面吸附污染物的可能性增加,但同時也增加了膜表面的擾動程度,阻礙了污染物在膜表面的沉積。因此,粗糙度對膜通量的影響是兩方面因素綜合作用的結果,可通過在膜表面形成動態膜來減小膜表面粗糙度,從而改善膜污染。
3、膜污染的控制方法
根據上文所提到的膜污染影響因素,目前國內外膜污染控制方法的研究主要從以下幾個方面入手:
3.1 改善混合液特性
一方面,可以在工藝中增加相應的預處理組件,如預過濾去除膠體、固體懸浮物及鐵銹等或改變溶液pH值等,以除去一些能與膜相互作用的溶質。另一方面,改善影響膜污染的污泥特性參數MLSS的可濾性和控制MLSS的濃度。改善MLSS的可濾性可以在混合液中投加絮凝劑如PAC,不僅可使混合液內的COD迅速降低,減輕膜的負擔;還有助於污泥絮體相互聚集而形成體積更大、強度更高、黏性更小的污泥絮體,從而有效的減小EPS含量,提高混合液的可濾性、改善泥水分離性能、減緩濾餅層的形成。羅虹、顧平等[11]在投加粉末活性炭對膜阻力的影響研究中表明粉末活性炭具有改善混合液的性質和膜表面泥餅層結構的作用,投加粉末活性炭是提高和維持膜通量的有效途徑,並且可以降低運行費用。趙英、於丹丹等[12]在PAC投加量對MBR混合液性質及膜污染的影響中1g/L的PAC投加量足以改善混合液性質和減緩膜污染速率,投加量2g/L時反而回引起不可逆污染,加劇膜污染。目前有關活性炭粒徑大小對膜污染的影響的報道比較少,有待進一步研究。
較高的污泥濃度可提高生物反應器的容積負荷,但混合液中過多的固體物質和溶解性代謝產物(SMP)容易在膜表面沉積,導致過濾阻力增加和膜通透量降低。相反,當污泥濃度太低時,微生物對SMP的吸附和降解能力減弱,使得混合液中的SMP濃度增加,從而容易被膜表面吸附形成凝膠層,導致過濾阻力增加,膜通量下降。張軍[13]等研究表明,復合型MBR能維持較低的懸浮生物量濃度且保證高生物總量,從而有效地減緩膜過濾阻力的上升和膜堵塞.
生物強化技術(Bioaugmentation)又稱生物增強技術,是通過向廢水處理系統中投加篩選的優勢菌種和基因重組合成的高效菌種,以強化原處理系統中生物反應的能力,達到對某一種和某一類有害物質的去除或某方面性能的優化目的,龐金釗等[14]在用MBR處理洗車廢水過程中發現難降解有機物在反應器內累積,混合液的COD比進水COD高幾倍,投加優勢菌種來實現對難降解物的去除,能夠有效減輕膜截留形成的膜污染。生物強化技術不僅可以促進對目標物的降解而且某些特定菌的投加還能抑制絲狀菌膨脹,降低污泥產量和污泥黏度。投加EPS黏性小的優勢菌,可以減緩膜污染。
3.2 優化膜生物反應器的運行條件
控制合理的曝氣強度和抽吸時間可以有效地減少顆粒物質在膜面的沉積,減緩膜污染。膜面沉積層的去除效率可以通過提高空氣流率或曝氣強度來提高,而空氣流率對沉積層的去除效率又受到流速標准差的影響,亦即空氣流的紊流程度的影響[15]。通常曝氣強度越大,膜面流速越高,但N.Devereux[16]等發現,膜面流速的增加使得膜表面污泥層變薄,有可能造成不可逆污染,因此控制合理的曝氣強度可以有效的減緩膜污染。如果膜面沉積較嚴重,應該停止出水進行空曝,空曝是去除膜面沉積層的有效方法之一。除了控制合理的曝氣強度外還包括錯流過濾、定期的反沖或反吹和控制混合液的溫度等措施。Magra和Itoh的實驗結果表明,溫度的變化會引起污水粘度的變化,溫度升高1℃可以使膜的通水量增加2%,但升高溫度會直接影響膜本身的壽命,同時對微生物的生長也產生影響,因此如果情況允許,膜生物反應器應盡量在常溫下運行[6]。
3.3 膜材料的選擇
膜的親疏水性、荷電性會影響到膜與溶質間的相互作用大小,通常應選用孔徑適合,孔隙率高,帶有負電,親水性的膜,自然憎水性的膜要進行膜面改性。膜面改性是在膜表面引入親水基團,或用復合膜手段復合一層親水性分離層,或用陰極噴鍍法在膜表面鍍一層碳[17]。J.Pieracci等研究表明,改性後的膜可以增加 25%的膜通量,減少 49%的生物污染[18]。目前,膜面改性和形成動態膜的防治技術應值得注意。
3.4 膜的清洗
盡管採用合理的設計、操作等措施減緩膜污染,但長期使用後膜表面還可能產生沉積和結垢,使膜孔堵塞,膜出水量下降,因此對污染膜進行定期的清洗是必要的。常用的方法有物理清洗、化學清洗、超聲波清洗以及上述方法的綜合技術。物理清洗的方法主要有空曝氣、高流速水沖洗、海綿球機械擦洗、反沖洗、反向脈沖和電泳等。化學清洗主要是酸洗和鹼洗,酸類清洗劑(常用濃硫酸和鹽酸等)可以溶解並去除礦物質和鹽類,而鹼洗(常用次氯酸鈉和氫氧化鈉等)可以有效地去除蛋白質等有機污染物及膜內微生物,一般兩者結合使用效果更好。超聲波能夠在清洗溶液中形成極大的擾動,並伴有強大的沖擊波和微射流,能與污染膜充分接觸和作用,較常規的物理清洗方法更好,能夠使膜通量恢復54%[19],與超聲波結合的化學清洗效果一般要優於常規化學清洗。採用曝氣清洗、超聲波清洗、NaClO鹼洗、HCl酸洗可有效地使污染膜的通量恢復。黃霞等[20]對污染膜進行物理和化學清洗試驗表明,常規物理清洗可使濾餅層大部分脫落,但對膜過濾性能的恢復效果較差,鹼洗對膜過濾性能的恢復作用顯著,這表明有機污染對膜阻力的貢獻最大。
3.5 其他
在膜過濾設計中,還應注意減少設備結構中的水流死角,以防止滯留物在此變質,擴大膜污染。為防止污泥在中空纖維絲間淤積,中空纖維膜應製成平板狀(而不是成束設計),然後組裝成矩形,且底部曝氣(兼有氣水劇烈沖刷膜表面的作用),這些都可有效地防止膜污染,延長膜的清洗周期[6]。如果膜長期停止使用(5d以上),在保養時需用0.5%甲醛溶液浸泡,膜的保養原則是保持膜的濕潤並針對膜的種類採取不同的方法,如聚碸中空纖維膜須在濕態下保存,並以防腐劑浸泡。
在水資源日益短缺的今天,膜生物反應器作為一種新型的廢水處理技術,特別是在污水資源化的進程中,倍受國內外的普遍關注。但是膜污染仍然是影響膜生物反應器大范圍推廣的主要障礙之一,因此研究膜污染,研發抗污染的膜生物反應器是目前急需的。相信隨著膜污染機理及防治方面研究的不斷深入,膜質量的提高,膜污染控制方法的不斷完善,膜生物反應器將會更好地應用和推廣。
目前,有關投加粉末活性炭控制膜污染的研究和報道較多,但投加顆粒活性炭以及活性炭的投加量的文獻很少,本課題重點研究活性炭粒徑大小及投加量對減緩膜污染的影響,具有很強的實用意義,對控制膜污染、促進膜生物反應器的實際應用起到較重要的作用。