毕业论文课题相关文献综述
1.1. 膜分离技术及其生物污染膜分离技术具有低能耗、高效率、设备简单、环境友好和工作条件温和等优点,体现出独特的实用性和极大的发展潜力,在化学工程、食品加工、生物医药及水处理方面有着广泛应用。
无机陶瓷膜具有非常好的热稳定性和化学稳定性,且机械强度高、易清洗再生,在水处理和制药工艺等领域应用广泛,是发展迅速、前景广阔的膜材料之一[1]。
但是膜污染问题的存在,导致膜通量降低、操作压力增加以及膜的使用寿命缩短,极大地限制了膜分离技术的应用和发展[2]。
膜污染是指被处理的物料中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学生物相互作用,引起膜表面或膜孔内吸附、沉积的现象,造成膜孔径变小甚至堵塞,使膜产生通量与分离特性的可逆或不可逆变化的现象[3]。
膜污染分为无机污染、有机污染和生物污染三类,无机污染通常包括硅酸、钙、铁等化合物悬浮固体和胶体类污染;有机污染一般包括腐植酸、多糖、蛋白质、脂类等生物大分子污染;生物污染包括生物膜、细菌、真菌等微生物污染[4]。
其中生物污染物具有生命和相互协同作用,导致其对膜系统的影响最为严重,也最难控制[5]。
膜生物污染是指微生物在膜表面吸附沉积、生长繁殖并形成生物膜的过程[6]。
生物膜的形成通常可分为四步 :首先微生物松散地、可逆地粘附在膜表面;随后在相互作用下变为不可逆粘附;接着微生物生长繁殖并分泌多糖、蛋白质等胞外聚合物(EPS),使微生物紧密地粘附于膜表面;最后微生物进一步增殖分泌胞外聚合物,形成稳固、致密的生物膜[7]。
膜生物污染直接导致膜渗透通量和分离性能下降,进一步会增加系统的运行压力、破坏陶瓷膜的结构,最终导致分离成本增加和能源的浪费[8]。
1.2. 陶瓷膜生物污染影响因素对陶瓷膜超滤系统而言,其膜生物污染的影响因素主要有以下三种:原料液成分、陶瓷膜的微结构和操作条件。
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