料液預(yù)處理

預(yù)處理是指在原料液過(guò)濾前向其中加入一種或幾種物質(zhì)，使原料液的性質(zhì)或溶質(zhì)的特性發(fā)生變化，或進(jìn)行預(yù)絮凝、預(yù)過(guò)濾、吸附、加阻垢劑、加熱或改變料液pH值等方法，以脫除一些與膜存在相互作用的物質(zhì)，從而提高膜通量。恰當(dāng)?shù)念A(yù)處理有助于降低膜污染、提高膜透過(guò)性和膜的截留性能，減少膜清洗的頻率和難度。

（1） 預(yù)過(guò)濾

去除顆粒物，以防堵塞流道或損傷膜、泵和儀表。作為一種規(guī)則，大于組件內(nèi)最小流道尺寸1/5的粒子必須脫除。用自然沉降、格柵(篩)去除大塊碎片和水中生物。粗篩或水力離心過(guò)濾器可脫除大粒子。浮選脫除輕懸浮物(如浮游生物、微生物等)和輕絮凝體。筒式微濾或多介質(zhì)過(guò)濾去除細(xì)粒子。粗過(guò)濾器分離粒徑大于10μm的顆粒和機(jī)械雜質(zhì)、微生物超濾或微濾去除大腸桿菌和細(xì)菌。氣體分離中采用高效氣-液分離技術(shù)脫除氣體中的固體顆粒、液態(tài)水或液態(tài)烴，包括旋風(fēng)分離器、超濾技術(shù)與毛細(xì)管凝聚技術(shù)結(jié)合的高效過(guò)濾。一般來(lái)講，卷式組件的進(jìn)水應(yīng)經(jīng)20~50μm過(guò)濾，而中空纖維殼程進(jìn)料應(yīng)經(jīng)5μm過(guò)濾。

（2） 絮凝

膠體是直徑<1μm的荷電粒子，如不脫除，會(huì)嚴(yán)重影響膜通量。常用的脫除方法是絮凝或絮凝后進(jìn)行常規(guī)過(guò)濾。常用的絮凝劑有FeCl3、明礬或聚電解質(zhì)(聚合氯化鋁)等。其原理是改變懸浮顆粒的特性來(lái)影響膜通量，其作用是產(chǎn)生蓬松的無(wú)黏聚性的絮狀物來(lái)顯著減輕膜污染；在油水分離中，原料液中加入絮凝劑進(jìn)行預(yù)處理不僅可以提高膜通量，而且能提高膜的截留率，可以用微濾代替常規(guī)的超濾。

（3） 除有機(jī)物

活性炭過(guò)濾可去除痕量油和烴類(lèi)物質(zhì)。紫外線(xiàn)也可以分解有機(jī)物，對(duì)低分子有機(jī)物的去除，紫外線(xiàn)氧化比離子交換、反滲透更合適臭氧+紫外線(xiàn)處理還有殺菌、使膠狀物微?；?、使膠狀氧化硅氧化分解等效果。

（4） 調(diào)節(jié)pH值

在處理含重金屬離子廢水時(shí)，可預(yù)先加入堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)溶液的pH值或加入硫化物或其他一些物質(zhì)，使重金屬離子形成氫氧化物沉淀或難溶性的硫化物或其他物質(zhì)而除去。如投加H2SO4將pH值調(diào)到6左右，去除海水中的二氧化碳，防止膜上形成碳酸鈣垢。為了避免增加SO?2ˉ濃度而形成CaSO4垢，用Cl調(diào)pH值。也可以用NaOH、Na2CO3、BaCl2、石灰去除高價(jià)離子，以沉淀形式脫除。在甲氧頭孢菌素C的發(fā)酵液中加酸，能穩(wěn)定料液黏度和防止菌體污染。對(duì)于蛋白質(zhì)，pH值的調(diào)節(jié)很重要。

溶液pH值對(duì)蛋白質(zhì)在水中溶解性、荷電性及構(gòu)形有很大影響。一般來(lái)講，蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)，溶解度最低，偏離等電點(diǎn)時(shí)，溶解度增加，并帶電荷。在等電點(diǎn)時(shí)的蛋白質(zhì)吸附量最高，膜通量最低。因此用膜分離、濃縮蛋白質(zhì)或酶時(shí)，一般把pH值調(diào)至遠(yuǎn)離等電點(diǎn)(以不使蛋白質(zhì)變性失活為限)，結(jié)合選擇合適的膜，可以減輕膜污染。

（5） 滅菌

防止生物污染，用氯氣或次氯酸鹽、臭氧、甲醛、雙氧水、濃亞硫酸氫鈉溶液、異噻唑啉酮等，或者紫外、電子殺菌器。熱處理滅菌時(shí)，需注意熱處理溫度，尤其對(duì)蛋白質(zhì)，要防止高溫下的蛋白質(zhì)變性。

（6） 除氯

反滲透膜不耐氯，在原水進(jìn)入反滲透工藝前投加NaSO3，除氯。

（7） 除氨

合成氨弛放氣中膜法H2回收時(shí)，先用水洗塔除氨。

（8） 除水

從沼氣中分離甲烷時(shí)，先通過(guò)消霧器脫除沼氣夾帶的水氣，因?yàn)樗畷?huì)比甲烷更快透過(guò)膜。

（9） 離子交換

用螯合樹(shù)脂去除多價(jià)離子。

（10） 加入離子隱蔽劑

添加阻垢劑，如六偏磷酸鈉等，減慢成垢速度，避免離子與有機(jī)大分子形成復(fù)合物污染膜，讓體系可在高于飽和溶解度的濃度下操作。

（11） 加入穩(wěn)定劑

主要對(duì)酶育多肽，以防失活。

（12） 降低粘度

在高粘度溶液的過(guò)濾過(guò)程中，可以加入適當(dāng)?shù)脑噭┦谷芤旱恼扯认陆?，提高剪切速率，從而提高膜過(guò)濾性能。

（13） 加熱或冷卻

氣體分離中通過(guò)加熱原料氣使其遠(yuǎn)離露點(diǎn)，避免水蒸氣在膜內(nèi)冷凝，制備無(wú)菌空氣時(shí)，需先將原料空氣加熱至30~35℃，天然氣脫濕則升溫至5~10℃。

原料液的預(yù)處理必須考慮體系的特點(diǎn)，對(duì)于不能改變性質(zhì)的體系則不能進(jìn)行預(yù)處理。