[发明专利]膜分离装置的生物粘泥抑制剂和抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在膜分离装置，例如在反渗透或纳滤膜分离装置中抑制生物粘泥生长和去除生物粘泥的方法，以及用于抑制膜分离装置中生物粘泥生长或去除膜分离装置中生物粘泥的组合。

背景技术

由在膜分离装置表面生长的微生物形成的生物粘泥，特别是水处理反渗透或纳滤膜分离装置表面的生物粘泥，对于以反渗透膜(RO膜)为例的膜分离装置的渗透压有显著的负面影响。生物粘泥还会降低膜分离装置的产水流量和质量，增加系统操作压力和压降，严重影响膜分离装置的运行。在膜分离装置的运行过程中，经常需要使用化学物质来清洗膜分离装置，而这样的操作会缩短膜的使用寿命。

生物粘泥是由微生物及其产生的粘液，与其他有机和无机物杂混在一起，粘着在物体表面的粘滞性物质。由于膜分离装置通常用于处理水，而水体系中存在有机和无机的杂质和微生物，因此通常容易在膜分离装置上形成生物粘泥。为了防止生物粘泥对于膜分离装置的影响，需要使用杀生物剂来抑制微生物的生长从而防止生物粘泥的产生。

目前已经尝试使用了一些非氧化性杀生物剂，例如DBNPA和异噻唑啉酮来抑制RO膜装置中的生物粘泥。这些非氧化性杀生物剂可以在一定程度上控制生物粘泥的生长同时不会破坏膜分离装置中的膜材料本身。但是这些非氧化性杀生物剂的价格非常昂贵并且通常以间歇投加的形式使用，有时无法确保充分的杀菌效果。

由于形成的生物粘泥或生物膜的结构是非常致密的，通常是细菌和细胞外基质的复合物，因此生物粘泥对于其中存在的生物可以提供一定的保护。通常用于杀死生物粘泥中的微生物的杀生物剂的浓度是杀死普通培养的同样微生物的杀生物剂浓度的10～1000倍。另外，如果不能彻底地抑制生物膜的生长或去除已生长的生物粘泥，而是仅在一定程度上杀灭微生物的生物粘泥，这样反而会为微生物进一步生长提供养分，相反促进微生物的生长。因此使用上述非氧化性杀生物剂成本高、杀灭效果不充分，难以保证对生物粘泥的有效控制。因此需要开发出更为有效且成本低廉的杀生物剂来控制膜分离装置中的生物粘泥。

氯是一种非常便宜的杀菌剂，并且是被通常使用的一种杀菌剂，尤其是对于水处理系统。但是由于在水中氯可能会以大量自由氯的形式存在，这些自由氯会氧化膜的表面、降低膜的分离性能，例如破坏RO膜的聚酰胺的酰胺键。因此在通常由RO膜构成的水处理装置中，氯只能用于预处理，并且在进行RO膜过滤之前，需要使用还原剂如亚硫酸氢钠来对水环境进行脱氯处理，无法直接将有效的氯类物质杀菌剂用于膜分离装置。