反渗透膜生物污染机理

  反渗透(RO)膜广泛应用于海水淡化、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、减少产水量、增加操作压力和能耗,同时腐蚀膜材料、增加化学药品的使用量和使用频率,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。

  掌握微生物污染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,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。通过膜和自来水的接触实验来

  探究微生物和膜的吸附作用,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。实验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作了仔细分析,生物膜93%的成分是水,主要的无机成分为Ca、P、S、Cl,干重的30%是蛋白质,17%是多糖。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。具体联系污水宝或参见http://www.ryzekj.com更多相关技术文档术文档。

  研究人员总结了微生物在膜表面的吸附规律。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(皮尔逊相关系数为0.977),这说明在膜表面可能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(也许是肽糖脂)的作用吸附到膜表面的。

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