近年來(lái)，膜分離技術(shù)取得了巨大的發(fā)展，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。其主要應(yīng)用于化工、電子、輕工、醫(yī)藥、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、食品等行業(yè)，膜分離技術(shù)正在成為解決能源、資源和環(huán)境問(wèn)題的重要技術(shù)和可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)。然而，由于膜的選擇性作用，在膜分離過(guò)程中形成的膜污染是制約膜技術(shù)廣泛應(yīng)用的主要因素，膜清洗是延長(zhǎng)膜壽命的有效方式。目前，工程上常用的膜清洗方法主要有物理清洗、化學(xué)清洗和生物清洗技術(shù)。物理清洗技術(shù)指利用高流速的水或空氣和水的混合流體沖洗膜表面，化學(xué)清洗指在水流
中加入某種合適的化學(xué)試劑，生物清洗指借助微生物、酶等生物活性劑的生物活動(dòng)去除膜污染物質(zhì)。利用超聲波清洗膜污染技術(shù)是新發(fā)展起來(lái)的膜清洗方法，超聲波清洗能作用到其他的清洗方法不能清洗到的死角、空隙，對(duì)膜清洗技術(shù)的發(fā)展具有一定的意義。
1 超聲波技術(shù)
超聲波是一種頻率超出人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)范圍，20kHz以上的聲波，依靠彈性介質(zhì)傳播。超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，能夠引起一系列的超聲效應(yīng)，主要包括以下幾種效應(yīng):
( 1) 能夠引起質(zhì)點(diǎn)交替壓縮與伸張，構(gòu)成壓力變化的振動(dòng)，并且質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的加速度與超聲頻率的平方成正比的機(jī)械效應(yīng);
( 2) 超聲能量入射物質(zhì)后，部分超聲能量轉(zhuǎn)換成熱能的熱效應(yīng);
( 3) 功率超聲在液體介質(zhì)中引起微小氣泡振動(dòng)、膨脹、閉合、崩潰等一系列動(dòng)力學(xué)過(guò)程的空化效應(yīng);
( 4) 空化效應(yīng)引發(fā)的熱解和自由基效應(yīng);
( 5) 超聲入射兩種不同聲阻抗的介質(zhì)界面時(shí)，動(dòng)量發(fā)生變化，引起介質(zhì)粒子移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的聲流效應(yīng);
( 6) 超聲波作用可加速質(zhì)量傳遞作用，從而提高生化反應(yīng)速度的傳質(zhì)效應(yīng);
( 7) 超聲波作用會(huì)引起生物組織結(jié)合狀態(tài)改變的觸變效應(yīng)。
2 超聲波清洗膜污染技術(shù)
2. 1 清洗機(jī)理
將超聲波用于清洗的研究和應(yīng)用已有幾十年的歷史。超聲波清洗技術(shù)屬于物理力清洗技術(shù)，其裝置一般主要由清洗缸、換能器、超聲波發(fā)生器三部分組成。超聲波發(fā)生器將交流電源轉(zhuǎn)換成(16～68)kHZ甚至高達(dá)1000kHZ的超聲波頻率電源，通過(guò)電纜將電源輸送給換能器，換能器將電能轉(zhuǎn)換為同頻機(jī)械振動(dòng)能，并傳遞到清洗缸中，使清洗液中形成來(lái)回振動(dòng)的超聲波聲場(chǎng)。研究證明，超聲波清洗技術(shù)與其它清洗技術(shù)相比，具有洗凈率高、殘留物少，清洗時(shí)間短，清洗效果好的優(yōu)點(diǎn)。
2. 2 技術(shù)應(yīng)用研究
由于超聲波清洗技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其應(yīng)用在清洗膜污染過(guò)程中進(jìn)行了研究，主要包括超聲波與物理清洗相結(jié)合，超聲波與化學(xué)清洗相結(jié)合，超聲波與物理、化學(xué)清洗相結(jié)合的方式，均表明超聲波清洗膜污染技術(shù)可以提高膜清洗效率，對(duì)膜污染的去除效果更好，具有一定的可行性。
3 展望
雖然已經(jīng)證明超聲波結(jié)合其他清洗方式清洗膜污染是一種高效的膜清洗方法，但是國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于超聲波清洗膜污染技術(shù)的研究大多還處于實(shí)驗(yàn)室階段，如何將其應(yīng)用于工程化規(guī)模的膜清洗中仍然需要大量的研究工作，其主要方向包括:(1)由于超聲波清洗機(jī)理較為復(fù)雜，其對(duì)膜本身性能的影響還不是十分明確，因此需要進(jìn)一步詳細(xì)驗(yàn)證超聲波對(duì)不同膜材料與結(jié)構(gòu)的影響，進(jìn)而確定適宜的超聲波聲場(chǎng)參數(shù)作為超聲波清洗條件;(2)如今膜分離技術(shù)在線控制過(guò)濾清洗等已經(jīng)十分成熟，如何將超聲波清洗與其他清洗技術(shù)相結(jié)合，并實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)清洗成為研究的重點(diǎn)。
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