水处理中超/微滤膜完整性检测相关思考

钱蓉

南京市浦口区环境监测站

摘要：本文先是分析了水处理中超/微滤膜的完整性定义及导致滤膜完整性的一些因素；接着详细的阐述了水处理中超/微滤膜完整性的检测方法，主要分为直接检测方法和间接方法两种类型；最后总结了滤膜完整性的相关专利研究情况和在现实中的应用分析。

关键词：滤膜；完整性；检测；应用分析

1、滤膜完整性及破损诱因

水处理中超/微滤膜完整性从宏观方面上讲，可以理解为膜的结构整体完整没有受到破坏，其分析离性能稳定并且能够使膜分离达到其孔径范围的分离精度效果。不同的国家或者地区对水处理中超/微滤膜的完整性理解不同，对于水处理中超/微滤膜完整性的检测方法也不同，主要是直接检测和间接检测这两种类型。

致使水处理中超/微滤膜破损的因素有很多，一方面，尖锐性的物质与滤膜的直接接触会划破滤膜的表面，从而对其造成机械性的损伤；一方面，滤膜自身的特性会让它在低温的环境下变得很脆弱，因此很容易在外力的撕扯下破碎；另一方面，水流也会对滤膜产生冲击作用，经常性的摩擦会导致滤膜的疲劳性损伤，另外膜池中污染物大量的聚集，会使滤膜之间的淤泥越积越多，从而导致膜系统压差增长过快而形成局部的损伤。

2、水处理中超/微滤膜完整性的检测

2.1直接检测法

水处理中超/微滤膜完整性的直接检测法包括多方面的测试，例如压力衰减测试，真空衰减测试，扩散空气流测试，声传感器测试，泡点测试，声传感器测试，液一液孔隙率测试和双重气体测试等。直接检测法是在不经过任何处理的前提下直接对滤膜本身的完整性以及膜组件的完整性进行检测。在对滤膜的直接检测法中，泡点测试、压力衰减测试和扩散空气流测试应用最为广泛，能够对大多数的水处理滤膜进行检测。泡点测试能够根据滤膜自身承受压力的限制检测出滤膜受损的去确切位置，在实际中得到了很好的运用。例如，在佛山的一个水厂中，就利用了泡点测试来检测滤膜的漏损位置。该检测方法检测结果的灵敏度很高，但是需要很大的工作量。

直接检测法能够准确的检测出膜元件或者膜单位漏损的位置，但是由于起局限性而不能实现实时检测。扩散空气流测试是对扩散流的测试，与滤膜的孔径没有关系，比较适用于大面积的滤膜检测，在对面积较小的滤膜的检测中，会产生很大的误差。压力衰减测试对滤膜完整的检测是根据滤膜中气泡数量的分布、大小及数量来判断的。需要工作人员用肉眼观察气泡的相关情况，具有很大的偶然性，误差也较大。但是在泡点测试确定受损的准确位置后，压力衰减测试能够在极短的时间内准确的反映出膜丝的破损情况。随着智能化在社会各个领域中的应用，促进了滤膜自动检测仪器的研发和使用，使得直接检测方法的检测能力得到了进一步的升华。

2.2间接检测法

与直接检测法不同，间接检测法对滤膜的检测主要是借助膜过滤中截留与分离性能的变化。间接检测法在操作的过程中会使膜的连续分离与过滤操作相同步，因此能够准确的测试出水处理中各种类型分离膜的原始位置，由于操作简便，更容易在工程中使用。颗粒检测法，颗粒计数法和浊度检测法是间接检测法常为使用的三种方法。主要是在与以前基数水平的对比中，实时在线的检测滤液质量的变化。间接检测法使用的设备较多，因此在使用的初期，设备的投资成本会很大，但是由于待测物质的非特异性，间接检测法适用于绝大多数滤膜的检测，初期设备的成本问题会得到很好的解决。

随着科技的不断发展，如今的颗粒计数器越来越多地使用到了光阻法技术。简言之，光阻法技术就是利用物质对光的阻挡作用，通过检测穿透光的强弱来检测遮光颗粒的数量大小等物理特性。

3、滤膜完整性检测专利及应用技术分析

通过在知网等数据库中对“膜完整性”的有关专利进行搜索后统计，其结果如表1所示：

表1：国内外膜完整性检测专利

从表中可以看出，压力衰减测试法以其高灵敏性和操作简便性在现实中的应用最为广泛，是主流的应用检测方法。另一个应用较大的检测方法就是媒介示踪法，其分类如图2所示：

图2：介示踪法分类

在实验室中已经成为了主要的检测方法，在现实中的应用前景十分巨大。但是它使用的示踪剂可能会对水体造成危害。因此，必须对回收示踪做出改进，减少它的污染性。在对水处理中超/微滤膜完整性的检测中，气泡技术因为无需引入其他颗粒性的物质，避免了对水体的污染，因此很受研究者的欢迎，是一种非常具有实用价值的技术。同时曝气是常用的膜过滤清洗手段，因此在相应的设备和管路上可以在一定程度上与现有设备整合．但由于气泡的形成机理复杂，加之一旦膜发生破损后穿透膜的气泡随机性增强，因此需要进一步完善气泡的监测手段和方法，同时还需要构建科学的数学分析模型，以提升该技术在大规模工程中的实用性。

参考文献：

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