超滤装置出现膜通量下降的问题原因是什么

超滤技术作为一种分离技术，广泛应用于饮用水净化、工业废水处理及物料浓缩等领域。然而，膜通量下降是超滤装置运行中常见的问题，直接影响处理效率与运行成本。本文将从膜污染、膜结垢、操作条件及膜材料特性四个维度，系统分析导致膜通量下降的核心原因。

 

一、膜污染：通量下降的主因

膜污染是超滤过程中普遍的问题，主要由悬浮物、胶体、有机物及微生物在膜表面或孔内吸附、沉积引发。

 

颗粒与胶体污染：进水中的悬浮颗粒或胶体（如黏土、硅藻土）易在膜表面形成滤饼层，直接阻碍水流通过。此类污染可通过预处理（如多介质过滤、絮凝沉淀）降低进水浊度。

有机物污染：有机物（如腐殖酸、蛋白质）或工业废水中的高分子聚合物易与膜材料发生疏水相互作用或静电吸附，导致不可逆污染。优化预处理（如活性炭吸附）或定期化学清洗（如碱性清洗剂）可部分恢复通量。

微生物污染：藻类等微生物在膜表面形成生物膜，不仅降低通量，还可能引发膜生物降解。采用间歇运行、引入紫外线可抑制微生物滋生。

二、膜结垢：无机盐的沉积威胁

膜结垢主要由水中的钙、镁、硅等无机盐在膜表面结晶析出导致。

 

碳酸钙与硫酸钙结垢：高硬度进水或浓缩过程中，Ca²⁺、Mg²⁺与CO₃²⁻、SO₄²⁻结合形成难溶盐。通过软化预处理（如离子交换树脂）或添加阻垢剂（如聚磷酸盐）可延缓结垢。

硅垢：高浓度硅酸盐在浓缩时易聚合形成凝胶层，尤其在高温或pH波动条件下加剧。控制进水硅浓度、优化pH值或采用抗硅垢膜材料是常用应对策略。

三、操作条件：参数失衡的连锁反应

不合理的运行参数会加速膜通量下降：

 

跨膜压差（TMP）过高：长期高压运行加剧浓差极化，推进污染物向膜表面迁移。建议将TMP控制在0.1-0.5 MPa范围内，并通过优化流道设计增强湍流。

反冲洗与化学清洗不足：反冲洗强度低或清洗周期过长会导致污染物累积。需根据水质特点制定清洗方案，例如每1-2天进行反冲洗，每月进行化学清洗。

四、膜材料特性：老化与损伤的隐患

膜材料的老化与物理损伤是通量下降的潜在因素：

 

化学降解：强酸、强碱或氧化剂长期接触会破坏膜材料结构。需严格监控进水pH值（通常2-11）及余氯含量（<0.1 mg/L）。

机械损伤：运行中的气泡、颗粒摩擦或安装不当可能导致膜丝断裂。定期检查膜完整性（如压力衰减测试）并及时更换破损元件至关重要。

结语

膜通量下降是超滤装置运行中需重点关注的问题，其成因涉及膜污染、结垢、操作条件及膜材料等多个层面。通过优化预处理工艺、准确控制运行参数、定期维护清洗及选用高抗污染膜材料，可延缓通量衰减，保障超滤系统的长期稳定运行。未来，随着膜材料科学与智能监控技术的发展，超滤技术的抗污染能力与运行效率将进一步提升。