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清洗剂篇

时间:2015-08-04 16:03来源:未知 作者:admin 点击:
膜系统在运行过程中不可避免地受到料液、清洗剂以及微生物的污染,这种污染不仅仅表现在膜暂时性的通量下降,更主要地表现在永久性的膜有效通透面积的下降、膜运行性能的变化(包括截留分子量的变化以及膜完整性的破损)。膜污染所造成的负面影响也不仅仅局限于膜耗材的增加以及经济运行的成本,有时其污染的不规律造成生产工艺中各个工段设备的产能不匹配等工艺内耗问题给终端企业带来的损失更大。
从膜的污染类型来看主要分为无机污染、有机污染以及生物污染,其中每种污染类型中均有物理、化学以及微生物因素:

1.无机污染

  
无机污染主要包括钙、镁、硅、磷等无机盐晶体结构造成膜表面以及膜孔径内部的堵塞,这种污染主要表现为膜的永久性通透面积的下降,对膜系统的运行造成的负面影响是不可逆转的。其中物理因素有:结晶析出,料液、冲洗水以及不合理的清洗剂中的有些金属离子在膜运行过程中的部分微孔界面上,微观浓度超过其饱和浓度即会产生结晶析出,由于浓差极化的存在,结晶析出一般发生在近膜表面。因此冲洗水的水质条件、清洗剂的粘度,过水性能以及清洗剂和料液污垢接触条件等都决定了可结晶金属离子的残留和无机垢的形成速度和形成体积。化学因素有:钙、镁离子料液或冲洗水中的任何存在形式包括有机存在形式均会不同程度地在几乎无冲刷机械力的膜孔内部残留,传统清洗使用的原料碱由于其粘度高、过水性差,加上一般的清洗时间较长,这为钙、镁离子和活性碱在微观结构内反应生成钙、镁碳酸盐晶体结构提供了充分的条件。这类晶体如果形成在膜孔内部,会造成膜孔堵塞,且由于此类晶体与膜材料的结合非常紧密,除非特殊手段一般很难再生。生物因素:滋生于膜表面的大量微生物在代谢的过程中往往容易将溶液中的部分矿物质固化于微生物接触表面,如大多数霉斑均是固定在自身代谢产生的矿化层表面。因此微生物在膜表面的生长对膜污染的影响是严重的,很多对微生物指标没有要求的石化领域,膜的污染主要因素也是微生物,更何况食品、制药等微生物敏感行业。

2.有机污染

 
 有机污染主要包括蛋白质、多糖、油脂及其聚合物在膜表面形成的致密物,造成膜表面以及膜孔径的堵塞,这种污染主要表现多数为膜的暂时性通量的下降,对膜的负面影响有时是可逆的。大多数此类污染是可以通过合理的清洗工艺消除。其中物理因素有:凝胶层形成和浓差极化,随着截留物的不断积累,凝胶层的厚度和密度均有不同程度的增加,膜的工作负荷也会增加。当膜操作压力控制不当或膜材料质量不佳时,往往会造成膜的破损和流道的堵塞。因此清洗剂的选择以及浓度、温度等操作参数的选择都决定了有机污垢重新溶解和分散于清洗溶液中的速度和程度,也决定了清洗的效果。化学因素有:碱对蛋白质的溶解、酸造成蛋白质的沉降、以及蛋白变性等,高浓度酸对糖聚物的水解,醇类对聚糖类物质的醇沉均会造成膜表面的严重堵塞。传统清洗使用的原料酸、碱由于其功能单一,对单一物质仅为简单的溶解或者分散、且没有渗透、螯合以及减低表面张力等作用,清洗效果较差。生物因素:膜表面的微生物在某些高酸高碱等比较强的理化作用下会产生保护自己的菌膜,这类菌膜为结构非常致密聚糖蛋白,有些在湿热温度摄氏140度条件下都不会破坏。因此微生物的菌膜在膜表面一旦形成,基本无法溶解和去除,对膜污染的影响是非常严重的,对此类污染只能以控制防治为主,对膜表面微生物的长期控制是唯一杜绝此类污染的手段。

3.生物污染

微生物代谢所产生的矿化物以及应激产生的菌膜所产生的污染均归为无机污染和有机污染的微生物因素。此段落不再赘述。这里所说的生物污染主要是指活菌在其正常生理活动过程中产生的各种酶或中间体对有机膜的材料均有不同程度的破坏,一般来说膜材料的微生物兼容性都不好。很多产酸、产碱或者产硫化物的高产菌株在菌体局部的产物浓度都非常高,对膜材料的破坏也是长期的,这一点在新技术的膜研究中均有发现,但是这也是国内很多膜推广者所忽略的或者刻意回避的。点击下载>>

(责任编辑:admin)
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