煤礦礦井廢水處理中混凝沉淀過(guò)濾技術(shù)的應(yīng)用

1、煤礦礦井廢水處理中混凝沉淀過(guò)濾技術(shù)的應(yīng)用一、 概述煤炭在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占 70以上，煤炭開(kāi)采過(guò)程中排放大量廢水，若不經(jīng)處理直接排放，勢(shì)必對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，同時(shí)造成水資源的大量浪費(fèi)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó) 40的礦區(qū)嚴(yán)重缺水，已制約了煤炭生產(chǎn)的發(fā)展。西北礦區(qū)多處于山區(qū)，水資源更為缺乏，地表水又多為間歇性河流，枯洪水季節(jié)流量相當(dāng)懸殊，常年流量稀釋能力差， 排入河流的污水造成嚴(yán)重污染。 甘肅華亭礦區(qū)是我國(guó)十三個(gè)重要能源基地之一， 上世紀(jì)八十年代， 擁有很好的水生態(tài)環(huán)境，水資源較充沛，地表水系水質(zhì)也較好，基本上保證了當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ詈凸まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水。 但隨著華亭礦區(qū)對(duì)煤炭資源大規(guī)模的開(kāi)

2、發(fā)，地下水嚴(yán)重超采，地下水為大幅下降，地表水系全面污染，五大河流（黃河二級(jí)支流涇河）的中下游河段幾乎全年都是濁流、黑水。因此，開(kāi)發(fā)、管理、利用好煤礦水資源，對(duì)煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。 礦井廢水經(jīng)治理后綜合利用， 對(duì)礦區(qū)與華亭地區(qū)乃至甘肅省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。二、礦井廢水主要處理技術(shù)我國(guó)煤礦礦井水處理技術(shù)起始于上世紀(jì) 70 年代末，大多污水治理工作都只停留在為排放而治理。 然而回用才是當(dāng)今污水治理發(fā)展的必然趨勢(shì)，將防治污染和回用結(jié)合起來(lái)，既可緩解水源供需矛盾，又可減輕地表水體受到污染?，F(xiàn)國(guó)內(nèi)使用的處理技術(shù)主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀過(guò)濾等。 處理后直接排放的礦井水，通常采用

3、沉淀或混凝沉淀處理技術(shù)； 處理后作為生產(chǎn)用水或其它用水的， 通常采用混凝沉淀過(guò)濾處理技術(shù)； 處理后作為生活用水， 過(guò)濾后必須再經(jīng)過(guò)除酚等對(duì)人體有害物質(zhì)及消毒處理；有些含懸浮物的礦井水含鹽量較高 ，處理后作為生活飲用水還必須在凈化后再經(jīng)過(guò)淡化處理。本文主要介紹混凝沉淀過(guò)濾法處理煤礦礦井廢水。 由甘肅經(jīng)緯環(huán)境工程技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、 加工的設(shè)備為 GJWWS型，華亭煤業(yè)集團(tuán)新柏煤礦等三對(duì)大型礦井廢水處理站， 都成功的應(yīng)用了該項(xiàng)處理技術(shù)，并取得了良好的處理效果。三、礦井水處理回用的條件1、礦井廢水的產(chǎn)生及特點(diǎn)煤礦礦井廢水包括： 煤炭開(kāi)采過(guò)程中地下地質(zhì)性涌滲水到巷道為安全生產(chǎn)而排出的自然地下水，井下

4、采煤生產(chǎn)過(guò)程中灑水、降塵、滅火灌漿、消防及液壓設(shè)備產(chǎn)生的含煤塵廢水。因此，它既具有地下水特征，但又受到人為污染。 礦井廢水的特性取決于成煤的地質(zhì)環(huán)境和煤系低層的礦物化學(xué)成分， 其中井田水文地質(zhì)條件及充水因素對(duì)于礦井開(kāi)采過(guò)程礦井廢水的水質(zhì)、水量有決定性的影響。因此，對(duì)礦井廢水處理要考慮開(kāi)采過(guò)程中水質(zhì)、 水量的變化。 華亭礦區(qū)新柏煤礦礦井廢水水質(zhì)取礦井正常排水時(shí)井口水樣，結(jié)果見(jiàn)表 1。新柏煤礦礦井廢水污染物監(jiān)測(cè)表表1單位： mg/L序監(jiān)測(cè)號(hào)項(xiàng)目日均值濃度范圍序 監(jiān)測(cè)項(xiàng)號(hào) 目日均值濃度范圍肉眼5.600 微粒懸1 可見(jiàn)9總氮浮物5.854物8.41 砷2 PH值103.4 5.28.55(ng/L)

5、66.4 0.085 3 CODcr11 總磷131.70.104硫化1.09 糞大腸41.6712260393物菌懸浮3600.0207 513銅物5000.02940.006 6酚14鉛-0.0517BOD14.10 -15鎘524.730.198 0.0381 8LAS16鋅0.2200.0407通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和資料查找， 收集了多年來(lái)華亭礦區(qū)有關(guān)礦井水和地下水的化驗(yàn)數(shù)據(jù)資料，以及平?jīng)鍪协h(huán)境監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（表 1）綜合分析，該煤礦礦井廢水含煤泥為主要懸浮物，有機(jī)物略有超標(biāo)，糞大腸菌群超標(biāo)，揮發(fā)酚超標(biāo)。2、礦井廢水回用途徑煤礦礦井水處理后可作生產(chǎn)用水或生活用水， 礦井生產(chǎn)用水主要是井下采掘設(shè)

6、備液壓用水、消防降塵灑水，生活用水主要是沖廁、洗浴水以及深度處理后用于飲用水。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分別為：1、防塵灑水煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范（GB5021594）SS150mg/L，粒徑 d<0.3mm；PH值為 69；大腸菌群 3 個(gè)/L 。2、空壓機(jī)、液壓支柱用水水質(zhì)SS10200mg/L，粒徑 d <0.15mm；硬度（碳酸鹽） 27mg/L；pH值為 6.5 9；濁度 <20。3、礦井洗浴水水質(zhì)達(dá)到 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （GB3838-2002）的類(lèi)水體標(biāo)準(zhǔn)。4、中水水質(zhì)達(dá)到生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（CJ/T 48-1999 ）。5、生活飲用水達(dá)到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB5749-85）

7、。四、處理工藝3新柏煤礦礦井廢水處理工程的設(shè)計(jì)處理能力為 8001000m/d ，處理后作為生產(chǎn)和生活用水，采用混凝反應(yīng)、過(guò)濾、活性炭吸附及消毒工藝，流程見(jiàn)圖 1。圖 1礦井廢水處理工藝流程礦井廢水由井下排水泵提升至灌漿水池，部分用于黃泥灌漿， 其余廢水自流進(jìn)入曝氣池，氣浮除油后進(jìn)入斜板沉淀池進(jìn)行初步沉淀，由提升泵提升進(jìn)入混凝沉淀設(shè)備， 同時(shí)加入混凝劑，經(jīng)過(guò)斜管沉淀后，將絮狀物沉淀到底部而被去除，清水從上部溢流出水自流進(jìn)入砂濾罐，出水自流進(jìn)入清水池， 清水池前投加二氧化氯進(jìn)行殺菌消毒。砂濾罐的反沖冼水自流進(jìn)入污泥池， 上清液自流進(jìn)入曝氣池， 以提高礦井廢水資源的利用率。 出水若用作生活用水，

8、則砂濾罐出水進(jìn)入活性炭吸附裝置處理后流入清水池用作生活用水。五、主要處理單元1、預(yù)沉池曝氣礦井廢水中含有少量的有機(jī)物， 通過(guò)曝氣接觸氧化去除廢水中的有機(jī)物。另外，井下液壓支柱等設(shè)備產(chǎn)生少量油類(lèi)，通過(guò)氣浮除油，使廢水中油類(lèi)達(dá)標(biāo)。2、混凝沉淀煤礦礦井水主要污染物為懸浮物， 處理懸浮物主要采用混凝沉淀法，用鋁鹽或鐵鹽做混凝劑，混凝劑混合方式采用管道混合器混合?；炷恋硌b置采用倒喇叭口作為反應(yīng)區(qū)，水流在反應(yīng)區(qū)中流速逐漸降低，使廢水和混凝劑藥液的反應(yīng)在反應(yīng)器中逐漸全部完成。完全反應(yīng)的廢水流出反應(yīng)區(qū)后開(kāi)始形成混凝狀物質(zhì)，經(jīng)過(guò)布水區(qū)進(jìn)入斜管填料，由于斜管填料采用PVC六角峰窩狀填料，利用多層多格淺層沉淀，提

9、高了沉淀效率。 將絮狀物沉淀到底部而被去除，清水從上部溢流排出。3、砂濾凈化礦井廢水經(jīng)混凝沉淀后，水中還含有較小顆粒的懸浮物和膠體，利用砂濾設(shè)備將懸浮顆粒和膠體截留在濾料的表面和內(nèi)部空隙中，它是混凝沉淀裝置的后處理過(guò)程， 同時(shí)也是活性炭吸附深度處理過(guò)程的預(yù)處理。砂濾罐為重力式無(wú)閥濾池，采用自動(dòng)虹吸原理達(dá)到反沖洗，不需要人工單獨(dú)管理，操作簡(jiǎn)便，管理和維護(hù)方便。砂濾罐通常采用不同等級(jí)的石英砂多層濾料。4、活性炭吸附該煤礦礦井廢水主要含有揮發(fā)酚，酚類(lèi)屬于高毒物質(zhì)， 它可以通過(guò)皮膚、粘膜、口腔進(jìn)入人體內(nèi)，低濃度可使細(xì)胞蛋白變性，高濃度可使蛋白質(zhì)沉淀。 長(zhǎng)期飲用被酚污染的水源， 會(huì)引起蛋白質(zhì)變性和凝固，

10、引起頭暈、出疹、貧血及各種神經(jīng)癥狀，甚至中毒。處理中水用作生活飲用水， 必須用活性炭吸附裝置處理?；钚蕴康谋缺砻娣e可達(dá)28002000m/g ，具有很強(qiáng)的吸附能力。該裝置采用連續(xù)式固定床吸附操作方式，活性炭吸附劑總厚度達(dá)3.5m，廢水從上向下過(guò)濾，過(guò)濾速度在 415m/h，接觸時(shí)間一般不大于3060min。隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，活性炭吸附了大量的吸附質(zhì)，達(dá)到飽和喪失吸附能力，活性炭需更換或再生。5、消毒廢水中含有一定的病菌、大腸菌群，處理后回用于洗浴時(shí)，若不經(jīng)過(guò)消毒，對(duì)人體皮膚傷害嚴(yán)重。 所以礦井廢水處理后作為生活用水必須經(jīng)過(guò)消毒處理， 本工藝采用二氧化氯消毒， 現(xiàn)場(chǎng)用鹽酸和氯酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生二氧化

11、氯，二氧化氯無(wú)毒、穩(wěn)定、高效、殺菌能力是氯的 5 倍以上。六、處理工藝特點(diǎn)1、華亭礦區(qū)新柏煤礦礦井廢水處理工程是根據(jù)礦井水水質(zhì)特點(diǎn)確定工藝技術(shù)參數(shù)， 采用一次提升到混凝沉淀裝置，再自流進(jìn)入后續(xù)各處理構(gòu)筑物，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，動(dòng)力設(shè)備較少，能耗較低。2、采用混凝沉淀裝置與砂濾罐相結(jié)合的工藝技術(shù)，主要處理構(gòu)筑物采用組合式鋼結(jié)構(gòu)， 具有占地面積小、 使用壽命長(zhǎng)、工程投資省、工藝簡(jiǎn)單、操作管理方便、 運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。砂濾罐設(shè)計(jì)采用重力式無(wú)閥濾池，反沖洗完全自動(dòng)，操作管理方便。3、該煤礦礦井廢水處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)加藥、自動(dòng)反沖洗的全過(guò)程監(jiān)控，包括電控系統(tǒng)、 上位監(jiān)控系統(tǒng)和儀表檢測(cè)系統(tǒng)。儀表檢測(cè)系統(tǒng)包括

12、加藥流量、處理流量 、水池液位和加藥箱液位、進(jìn)水和出水濁度等連續(xù)自動(dòng)檢測(cè)。七、設(shè)備安裝運(yùn)行調(diào)試中的問(wèn)題1、安裝環(huán)境設(shè)計(jì)并實(shí)施的設(shè)備體積不能太大， 若體積太大不便于運(yùn)輸， 也不利于廢水的均勻分配， 故 GJWWS型系列污水設(shè)備的設(shè)計(jì)采用模塊式組合。設(shè)備置于地面建筑物內(nèi)，易于控制、管理，操作簡(jiǎn)單。設(shè)備埋于地下不易觀察，不便于檢修，對(duì)配套設(shè)備的質(zhì)量要求高，故除特殊要求外，一般 GJWWS型系列產(chǎn)品均置于地面安裝。2、運(yùn)行中應(yīng)注意的問(wèn)題混凝劑發(fā)揮混凝作用的是各種形態(tài)的水解聚合物，在水解過(guò)程中不斷產(chǎn)生 H+必將使水的 pH值下降。當(dāng)原水中堿度不足或混凝劑投加量較大時(shí)，水的pH值將大幅度下降，影響混凝效果

13、。此時(shí)，應(yīng)投加石灰或重碳酸鈉以保持水中 pH值。水溫對(duì)混凝效果有明顯的影響，當(dāng)水溫低于 5時(shí)，混凝劑水解速度非常緩慢，處理效率降低?；炷齽┑耐都訒r(shí)計(jì)量設(shè)備采用電磁流量計(jì)， 可以隨時(shí)調(diào)節(jié)投加量。 混凝劑的投加量過(guò)大或水溫低，混凝劑粘度大，不利于膠粒相互絮凝，影響混凝劑的混凝效果。八、效益分析1、經(jīng)濟(jì)效益分析該煤礦礦井水處理工程實(shí)施之前， 全礦生產(chǎn)和生活用水主要靠抽取地下深井水，抽取地下水成本為 1.6 元/m3，煤礦礦井廢水外排，噸水排污費(fèi)為 0.30 元/m3。礦井水處理工程實(shí)施以后每年可處理回用的礦井水量為 30×104 m3/a ，年處理回用礦井水費(fèi)用 27.5 萬(wàn)元，水處理成本

14、 0.96 元/ m 3。礦井水處理設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用詳見(jiàn)表 2。處理設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用表 2序號(hào)名稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行費(fèi)（元天）1人員工資（ 3 人）800 元人，80月2電費(fèi)300 kW·h/d150×0.5 元3鹽酸1.2 元/kg ×4537.5kg4氯 酸 鈉5.2 元/kg ×98.819kg5混 凝 劑1.5 元/kg ×1510kg6設(shè)備維護(hù)費(fèi)用（按設(shè)27000 元/ 年75備額的 2%計(jì)）7設(shè)備折舊（按設(shè)備額108000 元/ 年300的 8%計(jì)）合計(jì)763.8年經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算如下：年經(jīng)濟(jì)效益年免抽取深井水費(fèi)用 +年免交排污費(fèi)年處理回用礦井水費(fèi)用=4

15、6.08 + 9 - 27.5=27.58 （萬(wàn)元）2、環(huán)境效益分析該煤礦礦井水處理后的中水供給井下消防降塵灑水和生活雜用水，節(jié)約了水資源。每年可減少排放懸浮物115.2t/a ，減輕對(duì)地表水環(huán)境的污染，減少水體中污染物總量，環(huán)境效益良好。3、社會(huì)效益分析礦井水凈化處理后作為生產(chǎn)和生活用水可以減少地下深井水的開(kāi)采量，節(jié)約地下水資源， 保護(hù)礦區(qū)地下水和地表水的自然平衡；可以解決過(guò)度開(kāi)采地下深井水帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題， 避免因污染引起的與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的糾紛，從而可促進(jìn)工農(nóng)關(guān)系，也有利于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展；可以解決礦區(qū)用水量日益增加和水資源越來(lái)越短缺的矛盾， 保證煤礦企業(yè)的正常生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)， 提高煤礦企業(yè)的綜合效益

16、， 促進(jìn)礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。因而也有較好的社會(huì)效益。九、結(jié)語(yǔ)煤礦礦井水既是一種具有行業(yè)特點(diǎn)的污染源， 又是一種寶貴的水資源。目前我國(guó)很多煤礦一方面嚴(yán)重缺水， 另一方面未經(jīng)處理直接外排，造成大量水資源的浪費(fèi)，并且污染環(huán)境，在相當(dāng)程度上制約了煤炭生產(chǎn)和礦區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。 因此，將煤礦礦井水處理后作為煤礦工業(yè)用水或生活用水， 不僅解決了礦區(qū)缺水問(wèn)題， 而且充分利用了礦井水水資源，節(jié)省了地下水資源， 具有明顯經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。甘肅華亭礦區(qū)新柏煤礦礦井水處理技術(shù)經(jīng)過(guò)甘肅經(jīng)緯環(huán)境工程技術(shù)有限公司多年研究改進(jìn)， 其處理技術(shù)在其它煤礦區(qū)應(yīng)用， 會(huì)有廣闊的推廣前景。膜的污染及其控制方法膜污染是指在膜過(guò)濾過(guò)

17、程中， 水中的微粒、膠體粒子或溶質(zhì)大分子由于與膜存在物理化學(xué)相互作用或機(jī)械作用而引起的在膜表面或膜孔內(nèi)吸附、沉積造成膜孔徑變小或堵塞， 使膜產(chǎn)生透過(guò)流量與分離特性的不可逆變化現(xiàn)象。實(shí)際上，膜的可靠性是目前阻礙膜技術(shù)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵之一，而污染問(wèn)題又是影響其可靠性的決定性因素。據(jù)調(diào)查，就超濾而言，污染仍是其主要問(wèn)題，污染的消除將使超濾過(guò)程效率提高30%以上，使投資減少 15%，而且能提高分離效果，使超濾范圍拓寬。對(duì)膜污染種類(lèi)及其成因的具體分析， 將有助于采取合適的措施減弱或消除它的不良影響。1 沉淀污染以壓力為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)有反滲透(RO)，納濾 (NF) ，超濾 (UF)和微濾 (MF)。根

18、據(jù)不同膜與水中微粒的相互關(guān)系，可知沉淀污染對(duì) RO和 NF的影響尤為顯著。當(dāng)原水中鹽的濃度超過(guò)了其溶解度，就會(huì)在膜上形成沉淀或結(jié)垢。普遍受人們關(guān)注的污染物是鈣、鎂、鐵和其它金屬的沉淀物，如氫氧化物、碳酸鹽和硫酸鹽等。設(shè)在溶液中有化學(xué)反應(yīng)：x A y y B xAxBy當(dāng)不考慮鹽類(lèi)之間的相互作用時(shí)，溶度積Ksp xAAyxyB Bx y 為常數(shù)。其中， A、B 為自由離子 A 和 B 的平均活度系數(shù)； A， B為溶液中的摩爾濃度； x，y 為化學(xué)配比系數(shù)。平均活度系數(shù)可用離子強(qiáng)度I的函數(shù)來(lái)估測(cè)：log A 0.509 Z AI 1/2 ，log B0.509 Z BI 1/2 ；ZA、ZB 為自

19、由離子的化合價(jià)。對(duì)稀溶液，如大多數(shù)天然水體，其活度系數(shù) A、B 近似等于1。如圖 1 所示，進(jìn)料液，濃縮液，滲透液濃度分別為Cf， Cr，Cp。圖 1 膜系統(tǒng)中不同位置的溶質(zhì)濃度由阻截率知：R1Cp/Cf(1)設(shè)系統(tǒng)回收率為r ，由物料平衡，知：Cf(1 r)C r rCp(2)由式 (1) ，(2) 可得：CrCf 1r(1 R)/(1 r) (3)由(3) 式可以看出，濃縮液中截留鹽濃度Cr，隨進(jìn)水濃度 Cf ，回收率 r 和截留率 R 的增加而增加。此時(shí)，被截留的濃縮液溶度積KsprxAyxyx+y。當(dāng)濃縮液溶度積 K與溶液溶度積 K的比值A(chǔ)rBrBsprsp大于 1 時(shí)，就存在著鹽析出

20、的可能性。實(shí)際上，方程 (3) 低估了促進(jìn)沉淀生成和結(jié)垢的鹽濃度，因?yàn)槠渫茖?dǎo)中未考慮濃度極化。鑒于這個(gè)原因，引入濃度極化因子PF(邊界層與溶液中濃度之比值，大于1) ，PF值通?？捎没厥章蕆 的指數(shù)函數(shù)的形式來(lái)估計(jì)，PFexp(K×r)(4)其中 K 為半經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，對(duì)于商業(yè)應(yīng)用的 RO膜組件，取值為 0.6 0.9 ，結(jié)垢在 RO裝置的最后幾個(gè)單元中 ( 即在濃度最高的地方 ) 最先形成。避免沉淀污染的方法主要是減少離子積中陽(yáng)離子或陰離子的濃度。例如，添加酸可減少氫氧化物和碳酸鹽的濃度，使金屬離子沉淀難以生成。原水可通過(guò)石灰軟化沉淀或離子交換等預(yù)處理方法去除易22結(jié)垢的金屬離子 (

21、如 Ca 、Mg 等) 。還可以加入阻垢劑，例如磷酸六甲基，以阻礙沉淀生成。2 吸附污染有機(jī)物在膜表面的吸附通常是影響膜性能的主要因素。 隨時(shí)間的延長(zhǎng)，污染物在膜孔內(nèi)的吸附或累積會(huì)導(dǎo)致孔徑減少和膜阻增大， 這是難以恢復(fù)的。腐殖酸和其他天然有機(jī)物 (NOM) 即使在較低濃度下，對(duì)滲透率的影響也大大超過(guò)了粘土或其它無(wú)機(jī)膠粒。與膜污染相關(guān)的有機(jī)物特征包括它們對(duì)膜的親和性， 分子量，功能團(tuán)和構(gòu)型。帶負(fù)電荷功能團(tuán)的有機(jī)聚合電解質(zhì) ( 如腐殖酸和富里酸 ) 會(huì)與帶有負(fù)電荷的膜表面之間存在靜電斥力。 用在水和廢水處理中的聚砜、醋酸纖維樹(shù)脂、 陶瓷和薄表層復(fù)合膜表面都帶有一定程度的負(fù)電荷。一般來(lái)講，膜表面電荷

22、密度越大，膜的親水性就越強(qiáng)。而疏水作用可增加 NOM在膜上的積累，導(dǎo)致更嚴(yán)重的吸附污染。根據(jù)化學(xué)組成， 可識(shí)別造成膜污染的 NOM中的特定組分。 利用熱解氣相色譜 (GC)/ 質(zhì)譜 (MS) 分餾技術(shù)，識(shí)別出多糖和多羥基芳香族化合物是地表水和巖溶地下水中的兩種主要組分。 試驗(yàn)證明，多羥基芳香族化合物比多糖吸附污染嚴(yán)重得多。NOM除對(duì)膜的直接吸附污染外，對(duì)膠體在膜上的粘附沉積也起著重要作用。對(duì)沉積層中天然水體出現(xiàn)的有機(jī)污染物種類(lèi)和它們的相對(duì)濃度分析表明， 聚酚醛化合物， 蛋白質(zhì)和多糖與膠體粘附在一起沉積到膜上，并且在膜表面形成凝膠層。因此，吸附污染和水中有機(jī)物形成凝膠層的穩(wěn)定性影響了純水力清洗的

23、效率。 純水力清洗的方法有反沖洗，快速脈沖或橫向流反向沖洗。 用作膜化學(xué)清洗的試劑必須能有效溶解凝膠層中的有機(jī)化合物。 因此，用作膜的化學(xué)清洗的溶液通常由苛性物質(zhì)和酶劑組成。3 生物污染生物污染是指微生物在膜- 水界面上積累，從而影響系統(tǒng)性能的現(xiàn)象。膜組件內(nèi)部潮濕陰暗，是一個(gè)微生物生長(zhǎng)的理想環(huán)境，所以一旦原水的生物活性水平較高，則極易發(fā)生膜的生物污染。膜的生物污染分兩個(gè)階段： 粘附和生長(zhǎng)。 在溶液中沒(méi)有投入生物殺蟲(chóng)劑或投入量不足時(shí)， 粘附細(xì)胞會(huì)在進(jìn)水營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的供養(yǎng)下成長(zhǎng)繁殖， 形成生物膜。在一級(jí)生物膜上的二次粘附或卷吸進(jìn)一步發(fā)展了生物膜。 老化的生物膜細(xì)菌主要分解成蛋白質(zhì)、 核酸、多糖酯和其它

24、大分子物質(zhì)，這些物質(zhì)強(qiáng)烈吸附在膜面上引起膜表面改性。 被改性的膜表面更容易吸引其它種類(lèi)的微生物。 微生物的一個(gè)重要特征是它們具有對(duì)變化營(yíng)養(yǎng)、水動(dòng)力或其它條件作出迅速生化和基因調(diào)節(jié)的能力。因此，生物污染問(wèn)題比非活性的膠體污染或礦物質(zhì)結(jié)垢更為嚴(yán)重。細(xì)菌，真菌和其它微生物組成的生物膜，可直接 ( 通過(guò)酶作用 ) 或間接 ( 通過(guò)局部 pH或還原電勢(shì)作用 ) 降解膜聚合物或其它 RO單元組件，結(jié)果造成膜壽命縮短， 膜結(jié)構(gòu)完整性被破壞，甚至造成重大系統(tǒng)故障?可同化性有機(jī)碳 (AOC)被認(rèn)為是生物膜的生長(zhǎng)潛勢(shì)。因此， AOC 指標(biāo)可以表征生物膜形成的可能性及其程度。 研究證實(shí)，細(xì)菌對(duì)不同聚合物粘附速率大不相同。 如聚酰胺膜比醋酸纖維素膜更易受細(xì)菌污染。所以，生物親和性被降低和易清洗的聚合物為材質(zhì)的分離膜，會(huì)阻礙生物膜的生長(zhǎng)。 為了發(fā)展膜的生物污染防治技術(shù)，研究者必須首先理解分離膜聚合物的表面分子結(jié)構(gòu)和粘附生物細(xì)胞與膜作用的機(jī)理。為了更好控制膜的生物污染所必需的基礎(chǔ)研究包括以下六個(gè)方面。(1) 了解生物膜中的微生物菌落，以識(shí)別出合適的有機(jī)體用于試驗(yàn)?zāi)M和