膜微生物污染的特点


 

 当今海水淡化已成为解决全球淡水危机的战略性选择。据统计,全球已建成和在建的海水淡化工厂有15 000多个,淡水产量总计7 170m3/d,而膜法海水淡化占总产量的60%,其中反渗透技术以其工艺简单、操作方便、运行成本低、易于自动化控制等优点得到了广泛的应用。然而,膜污染是一直困扰膜法海水淡化应用的首要问题.它不仅导致操作压力和能耗增加,而且加速膜材料老化,从而缩短反渗透膜的使用寿命.膜污染主要分为有机物污染、无机物污染和微生物污染等.由于微生物污染使得膜水通量不可逆地迅速下降、分离性能恶化,而且微生物污染层一旦形成便很难清洗,从而受到广泛关注.全球每年用于处理反渗透膜微生物污染的费用高达150亿,占膜应用成本的30%.在中东地区,每年约有70%的反渗透膜遭受微生物污.为此,科学家们相继开展了大量膜微生物污染的研究工作,以期更好地防控分离膜的微生物污染.

  本文围绕海水淡化反渗透膜的微生物污染进行全面阐述,首先分析膜微生物污染的形成机理及其关键影响因素,随后综合评价膜微生物污染的常用表征手段和防控方法,针对性地提出控制膜污染的可行性方案,为反渗透膜污染的研究提供借鉴.

  造成海水淡化反渗透膜污染的海洋微生物主要包括细菌、藻类、真菌及其芽孢、孢子和病毒等,它们大多分布在水深1 000m 以内的表层海水或港口、河口等富含营养盐的水域.海水淡化预处理通过消毒杀菌和过滤等手段能去除大部分微生物,但很难完全根除.微生物甚至以孢子的形式透过精密过滤的超滤膜,进而粘附到反渗透膜表面.一但膜上出现细菌群落,微生物污染发展迅速,数天就会生成生物膜.生物膜的粘附力极强,几乎不受水流剪切力的影响,即使频繁冲洗和消毒杀菌也难以彻底清除粘泥.从而微生物膜污染对反渗透膜造成永久不可逆损害,使得反渗透膜水通量下降,膜清洗和更换频繁,寿命降低,运行成本增加.