⑴ 超滤膜包构造
1、压力中空纤维超滤膜的膜壳内的结构,与RO膜壳内部结构不一样。中空纤维超滤膜填装密度不大,主要是中空纤维膜丝,,运行压力非常低RO膜壳内部是无纺布卷起来的2、我了解有一种超滤膜组件,是可以装进RO膜膜壳内的,是4040或者8040的超滤组件可以放到RO膜壳内,但膜组件的结构仍然不通希望能够帮到阁下
⑵ 超滤系统工艺流程图
超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一。以大分子与小分子分离为目的,膜孔径在20-1000A°之间。中空纤维超滤器(膜)具有单位容器内充填密度高,占地面积小等优点。以下是我为大家整理的关于超滤系统工艺流程图,给大家作为参考,欢迎阅读!
超滤膜的最小截留分子量为500道尔顿,在生物制药中可用来分离蛋白质、酶、核酸、多糖、多肽、抗生素、病毒等。超滤的优点是没有相转移,无需添加任何强烈化学物质,可以在低温下操作,过滤速率较快,便于做无菌处理等。所有这些都能使分离操作简化,避免了生物活性物质的活力损失和变性。
由于超滤技术有以上诸多优点,故常被用作:
(1)大分子物质的脱盐和浓缩,以及大分子物质溶剂系统的交换平衡。
(2)大分子物质的分级分离。
(3)生化制剂或其他制剂的去热原处理。
超滤技术已成为制药工业、食品工业、电子工业以及环境保护诸领域中不可缺少的有力工具[2] 。
滤膜
超滤技术的关键是膜。膜有各种不同的类型和规格,可根据工作的需要来选用。早期的膜是各向同性的均匀膜,即常用的微孔薄膜,其孔径通常是0.05mm 和0.025mm。近几年来生产了一些各向异性的不对称超滤膜,其中一种各向异性扩散膜是由一层非常薄的、具有一定孔径的多孔"皮肤层"(厚约0.1mm~1.0mm),和一层相对厚得多的(约1mm)更易通渗的、作为支撑用的"海绵层"组成。皮肤层决定了膜的选择性,而海绵层增加了机械强度。由于皮肤层非常薄,因此高效、通透性好、流量大,且不易被溶质阻塞而导致流速下降。常用的膜一般是由乙酸纤维或硝酸纤维或此二者的混合物制成。近来为适应制药和食品工业上灭菌的需要,发展了非纤维型的各向膜,例如聚砜膜、聚砜酰胺膜和聚丙烯腈膜等。这种膜在pH 1~14都是稳定的,且能在90℃下正常工作。超滤膜通常是比较稳定的,若使用恰当,能连续用1~2年。暂时不用,可浸在1%甲醛溶液或0.2%NaN3中保存。超滤膜的基本性能指标主要有:水通量[cm3/(cm2?h)];截留率(以百分率%表示);化学物理稳定性(包括机械强度)等。
装置
超滤装置一般由若干超滤组件构成。通常可分为板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式四种主要类型。由于超滤法处理的液体多数是含有水溶性生物大分子、有机胶体、多糖及微生物等。这些物质极易粘附和沉积于膜表面上,造成严重的浓差极化和堵塞,这是超滤法最关键的问题,要克服浓差极化,通常可加大液体流量,加强湍流和加强搅拌。
废水处理
在生物制品中应用超滤法有很高的经济效益,例如供静脉注射的25%人胎盘血白蛋白(即胎白)通常是用硫酸铵盐析法、透析脱盐、真空浓缩等工艺制备的,该工艺流程硫酸铵耗量大,能源消耗多,操作时间长,透析过程易产生污染。改用超滤工艺后,平均回收率可达97.18%;吸附损失为1.69%;透过损失为1.23%;截留率为98.77%。大幅度提高了白蛋白的产量和质量,每年可节省硫酸铵6.2吨,自来水16000吨。目前国外生产超滤膜和超滤装置最有名的厂家是美国的Milipore公司和德国的Sartorius公司。国内的知名厂家有立升。
超滤在废水处理中的应用
(1)还原性染料废水处理;
(2)电泳涂漆废水处理;
(3)含乳化油废水处理;
(4)生活污水处理
净水器
一种孔径规格一致,额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜。采用超滤膜以压力差为推动力的膜过
滤方法为超滤膜过滤。超滤膜大多由醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料制得。最适于处理溶液中溶质的分离和增浓,也常用于其他分离技术难以完成的胶状悬浮液的分离,其应用领域在不断扩大。以压力差为推动力的膜过滤可区分为超滤膜过滤、微孔膜过滤和逆渗透膜过滤三类。它们的区分是根据膜层所能截留的最小粒子尺寸或分子量大小。以膜的额定孔径范围作为区分标准时,则微孔膜(MF)的额定孔径范围为0.02~10μm;超滤膜(UF)为0.001~0.02μm;逆渗透膜(RO)为0.0001~0.001μm。由此可知,超滤膜最适于处理溶液中溶质的分离和增浓,或采用其他分离技术所难以完成的胶状悬浮液的分离。超滤膜的制膜技术,即获得预期尺寸和窄分布微孔的技术是极其重要的。孔的控制因素较多,如根据制膜时溶液的种类和浓度、蒸发及凝聚条件等不同可得到不同孔径及孔径分布的超滤膜。超滤膜一般为高分子分离膜,用作超滤膜的高分子材料主要有纤维素衍生物、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺及聚碳酸酯等。超滤膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或中空纤维膜等形式,广泛用于如医药工业、食品工业、环境工程等。我们都知道筛子是用来筛东西的,它能将细小物体放行,而将个头较大的截留下来。可是,您听说过能筛分子的筛子吗?超膜--这种超级筛子能将尺寸不等的分子筛分开来!那么,到底什么是超滤膜呢? 超滤膜是一种具有超级“筛分”分离功能的多孔膜。它的孔径只有几纳米到几十纳米,也就是说只有一根头发丝的1‰!在膜的一侧施以适当压力,就能筛出大于孔径的溶质分子,以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2~20纳米的颗粒。超滤膜的结构有对称和非对称之分。前者是各向同性的,没有皮层,所有方向上的孔隙都是一样的,属于深层过滤;后者具有较致密的表层和以指状结构为主的底层,表层厚度为0.1微米或更小,并具有排列有序的微孔,底层厚度为200~250微米,属于表层过滤。工业使用的超滤膜一般为非对称膜。超滤膜的膜材料主要有纤维素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。
超滤厨饮用两用机:①PP棉滤芯、②活性碳、③纳米膜表超滤膜滤芯、④复合滤芯,五级过滤设备多加了一个后置活性炭,六级的多加了一个矿化滤芯就成立市场上见到的直饮水机。更多级的就加更多针对性的滤芯。
配套设备
(1)增压泵超滤膜以力差为推动力进行过滤,当原水的水压不能满足过滤需求时,系统需要增加泵加压,以实现超滤膜分离作用,由于超滤膜的工作压力较低,一般小于O·7MPa,故在系统设计时,一般选用离心泵,选择离心泵的主要依据是扬程、流量、泵体材质,其次是泵的体积大小、外观造型和价格等。
①扬程和流量的选择根据超滤系统设计中所需要的进水工作压力,跨膜压差和通水流量,来选择泵的扬程和流量。一般选择水泵的扬程和流量应当等于或略大于设计供水量和工作压力,以满足超滤系统的正常运行。
②泵体材质的选择根据原水水质的情况来选择合适的泵体材质以减少投资成本,其材质不能与原水中的成分产生任何反应,也不能有溶解现象。当原水的pH值为6.5~8.5时可选用铸铁泵体;当原水为海水时,应选耐海水腐蚀的塑料泵体;医药和食品工业水处理却一般选择使用不锈钢泵体。
化学清洗泵一般选择耐化学药剂的泵体。
(2)减压阀 当原水水压大于系统设计水压时,要对原水进行减压。一般采用可减静压的减压阀来实现,减压阀减压的精度视超滤系统而定。另根据原水的水质选择适合材质的减压阀,一般可选的材质为铜、不锈钢、铁、塑胶。
(3)物理清洗和化学清洗系统 清洗系统主要由配药箱、净水箱、循环泵组成,采用气水混合清洗的还包括空压机,一般物理清洗分为等压冲洗和反冲洗。等压冲洗时是关闭产水阀,全开浓水阀,使原水以快于正常工作状态时的流速冲刷膜表面,去除污垢。反冲洗是关闭原水阀采用循环泵,将净水箱中的水从产水口打入膜组件。使净水按正常过滤的反方向透过膜,冲刷掉膜表面的污染物,并使其从浓水口排出,反冲洗后,马上进行等压冲洗。能更有效地将被截留的污染物排出,为了加强清洗效果,顺冲时,可采用气水混合液进行冲洗。
化学清洗系统是用循环泵将配药箱内的清洗液送入超滤系统,进行循环清洗和浸泡,靠化学药品的作用去除膜表面的污垢,以恢复膜的产水能力,维持设计流量要求。
(4)消毒灭菌系统超滤的消毒灭菌系统所用设备和操作程序与化学清洗系统相同,仅需要将清洗液换成灭菌液即可,一般使用的灭菌剂为次氯酸钠和过氧化氢,在选择灭菌剂时要考虑剂膜的材质和灭菌剂浓度。例如Ps材质膜不能采用含有阴离子表面活性剂的灭菌剂,否则会对膜造成不可逆的通量损失。
(5)自动化计量、监控和仪表
①计量水流量采用流量表来计量,流量计有转子流量计、浮子流量计、电磁流量计、挣针式流量计等。在超滤系统中大多采用玻璃浮子(转子)流量计,主要是显示直观,价格低,一台超滤系统最少需要设置两个流量计以便观察,一个是产水流量计,一个是浓水流量计或原水进水流量计。 流量计规格的选择是根据系统的流量大小而定,浮子流量计的选择通常选用的量程为1.5~2倍的实际最大测量流量。
②监控系统及仪表超滤系统在运行时,必须严格按照设计参数进行操作,这需要系统的相关参数进行监控,其中主要的监控项目是水质、流量、压力,可以手动操作,也可采用仪表和可编程控制器对系统进行自动控制。
对水质的监控可采用水质监测仪进行,对水压的监控可采用压力开关和压力表进行,对流量的控制可采用电子流量计进行监测,并将监测信号反馈到PLC中,然后来控制泵,阀门及清洗系统,从而实现系统的自动化。
⑶ 超滤膜的种类以及制作工艺
超滤膜的分类有很多:
按照膜组件的不同分类:有管式超滤膜,板框式超滤膜,卷式超滤膜和中空纤维式超滤膜。
按照压力驱动形式的不同:可以分为外压式和外压式。
膜材料的不同分类:有机超滤膜和无机超滤膜两种。
有机超滤膜按材质又可以分:
1、聚砜类
如聚砜(PS)、磺化聚砜(SPS)、聚醚砜(PES)等。用这种材料制膜,易成型,膜机械强度好,耐热、耐化学性能也较好,是目前用得较多的材料。
2、聚烯烃类
主要是聚丙烯(PP)和聚丙烯腈(PAN)。同聚砜相似,它的机械和化学性能较好。PAN的腈基是强极性基因,但PAN并不十分亲水,通常引入另一种共聚单体(如醋酸乙烯酯或甲基丙烯酸甲酯),以增加链的柔韧性和亲水性,从而改变其加工性。
3、氟材料
目前主要用的是聚偏氟乙烯(PVDF)和聚四氟乙烯(PTEE),这种材料的超滤膜具有极优良的机械强度和耐高温、耐化学侵蚀性能,使用温度一40~260~C,可在强酸、强碱和多种有机溶剂条件下使用,但成本很高。
4、聚氯乙烯(PVC)
这种材料制造的超滤膜具有优良的机械强度和极佳的化学侵蚀性性能,材料来源广泛、稳定,成本适中,可以制造出优良的超滤膜,尤其是可以制造出在跨膜压差很低的条件下,单位膜面积产水量却很高的超滤膜。
5、其他材料除上述材料外,还有聚砜酰胺、聚醚酮、聚脂肪酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺等。
⑷ 第三节超滤
膜处理技术作为一项新型的高效分离技术,因其工艺简单、操作方便、设备紧凑、分离效果好、经济性高,进年来在水处理、环保、医药、食品、化工等领域得到快速应用。在解决水资源缺乏的问题上,膜处理技术起到了非常重要的作用。在水与废水循环回用方面,膜的特殊作用显得十分重要,尤其在水供应缺乏的地区,更引起了人们的广泛关注。
微滤、超滤、纳滤、反渗透均属于外力驱动型膜处理技术。目前,在几种主要的膜分离技术中,以超滤和反渗透的应用最为广泛。
超滤过程是以膜两侧压差为驱动力、以机械筛分为基础的溶液分离过程。超滤膜的孔径为0.005~1.0μm。比超滤膜孔径小的物质和溶解在水中的物质能作为透过液透过滤膜,不能透过滤膜的物质将被截留下来浓缩在排放液中。因此,产水(透过液)含有水、 离子和小分子物质,而胶体物质、颗粒、细菌、病毒和原生动物将被膜去除。膜分离过程为动态过滤过程,大分子溶质被膜阻隔,随浓缩液流出膜组件。膜不易被堵塞,可连续长期使用。超滤过程可在常温、低压下运行,无相态变化,高效节能。图2-4所示为超滤膜的基本原理。
要过滤的水由超滤给水泵加压后输送到膜组件中,由于膜内外的压差作用,水渗过滤膜,而水中杂质则被截留,无法透过滤膜。如果分离的杂质在膜上过多沉积,会导致难溶性盐聚集在膜表面形成覆盖层进而结垢。为了避免这一点,往往在分离过程中让杂质随一部分水作为浓缩液流出去。根据膜的类型和应用不同,这样的过程要持续进行或者在回流时进行。超滤同传统的净化方式如絮凝、沉淀以及砂滤比较,其过滤的水质稳定、设备管理比较简单,不会产生过滤残渣或絮凝污泥等废弃物。
当超滤用于水处理时,其材质的化学稳定性和亲水性是两个最重要的性质。化学稳定性决定了材料在酸碱、氧化剂、微生物等作用下的寿命,还直接关系到清洗可以采取的方法;亲水性则决定了膜材料对水中有机污染物的吸附程度,影响膜的通量。超滤膜有各种类型和规格,可根据实际需要选用。
1.超滤膜制备所需的化学材料
制造超滤膜的材料有很多:但用于制造中空纤维式超滤膜的材料主要为成纤性能良好的高分子材料。对膜材料的要求是具有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性、耐酸碱性、抗微生物侵蚀性和抗氧化性,并且具有良好的亲水性,以得到较高的水通量和抗污染能力。目前:常用的中空纤维式超滤膜材料有聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PFS)、聚砜(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PF)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯(PP)等。性能优良的聚偏氟乙烯和聚醚砜是日前最广泛使用的超滤膜材料。
2.超滤膜组件的结构
超滤膜一般可分为板框式(板式)、卷式、管式、中空纤维式等多种结构。
板式超滤膜是最原始的一种膜结构,主要用于大颗粒物质的分离,由于其占地面积大,能耗高, 逐步被市场所淘汰。
卷式膜组件也被称作螺旋卷式膜组件,由于其所用的膜易于大规模工业化生产,制备的 组件也易于工业化,所以获得了广泛的应用,涵盖了反渗透、纳滤、超滤、微滤四种膜分离过程,并在反渗透、纳滤领域有着最高的使用率。
管式超滤膜能较大范围地耐悬浮固体和纤维、蛋白等物质,对料液的前处理要求低,对料液可以进行高倍浓缩,但设备的投资费用高,占地面积大。
在众多的膜组件结构形式中,目前以中空纤维式超滤膜为主,组件的结构需要考虑尽量提高膜的填充密度,增加单位体积的产水量,尽量减小浓差极化的影响,便于清洗,制造成本低。
目前中空纤维式超滤膜以其不可比拟的优势成为超滤的最主要形式。根据致密层位置的不同,中空纤维式超滤膜又可分为内压膜、外压膜两种,如图2-5所示。外压中空纤滤膜是将原液经压差沿维式超径向由外向内渗透过中空纤维成为透过液,而其截留的物质则汇在中空纤维的外部。该膜进水流道在膜丝之间,膜丝存在一定的自由活动空间,因而更适合原水水质较差、悬浮物含量较高的情况。内压中空纤维式超滤膜中的原液进人中空纤维的内部,经压差驱动,沿径向由内向外透过中空纤维成为透过液,浓缩液则留在中空纤维的内部,由另一端流出。该膜进水流道是中空纤维的内腔,为防止堵塞,对进水的颗粒粒径和含量都有较严格的要求,因而适合于原水水质较好的工况。
3.超滤膜组件的截留性能
⑴对微粒的截留。利用超滤通常可以将滤液的浑浊度降到0.1NTU以下。在原水浊度不稳定的情况下:使用超滤比较合适。与传统的净化过程相比,超滤可以非常容易地实现自动化。
⑵对有机质的截留。有机质包括微粒、胶体和能溶于水的有机物质。由于超滤对不同类型的有机质的截留能力不同,因此其净化效率就取决于水中有机质的成分组成。与传统的方式相比,用超滤的方法既不必考虑沉淀作用,又不必注意凝固物的可过滤性,因为超滤的净化效率与凝固物的形状和密度无关。根据是否絮凝与原水的水质不同,超滤对有机质的截留率为40%~60%。
超滤系统的运行有 全流过滤和错流过滤两种模式,全流过滤时 · 进水全部透过膜表面成为产水;而错流过滤时、一部分进水透过膜表面成为产水、另二部分则带杂质排出成为浓水。全流过滤能耗低、操作压力低,因而运行成本更低;错流过滤则能处理悬浮物含量更高的流体。当超滤的滤液通量较低时、超滤膜的过滤负荷低,膜面形成的污染物容易被清除,因而长期滤液通量稳定;当滤液通量较高时,超滤膜发生不可恢复的污堵的倾向增大,清洗液的恢复率下降 · 不利于长期保持滤液通量的稳定。
(一)过滤模式
1.全流过滤模式
一般当原水中悬浮物和胶体含量较低(如SS<5、浊度<5NTU)时采用。原水以较低的错流流速进入膜管,浓水则以一定比例从膜管另一端排出。产水在膜管过滤液侧产出,水回收率通常是90%~99%,这由原水水质决定,和循环模式相比、全流过滤模式的操作成本较低,但水回收率和系统的出水能力可能会受限制。这种模式通常需要定期快冲和反冲来维持系统出力、当污物积累到一定程度时 · 就需要通过化学清洗来进行处理。
2.错流过滤模式
原水中悬浮物含量较高及在大多数非水应用领域,需要通过减少回收率来保持膜管内部的高流速、这样就会产生大量的废水。为了避免浪费,排出的浓水会被重新加压回流到膜管内。这样,虽然降低了膜管的回收率,但对于整个系统,回收率仍然很高。在这种模式下,进水连续地在膜表面循环,高速的循环水阻止了微粒在膜表面的堆积、并增加了滤液通量。因为较少的进水成为产水,为了一获得相同的产率,错流过滤模式的能耗就比全流过滤模式的大。
(二)超滤膜的运行
超滤膜运行前应按以下步序进行检查和启动工作:
⑴进水水质检查。重点是检查进水浊度,当浊度在系统限定值范围内时、方可运行超滤设备,其次是检查水中余氯含量及pH值。
⑵系统检查。按工艺路线图,检查设备及连接是否正确,同时检查阀门的开启状态是否正确。对于手动操作的系统要特别注意,开机时进水阀不能全开、浓水阀和产水阀应全开以避免开机时压力过大,造成对超滤膜的冲击 · 从而损坏设备。
⑶仪表的检查。检验各仪表是否正常,尤其是压力表是否完好。
⑷启动。当做好开机前的准备工作后。可试启动系统,即打开电源,启动泵后,立即停止,检查泵的叶轮转向是否正确,泵的运转有无异常噪声。当确认泵正常后,方可正式启动泵,启动后,应检查接口、管线有无渗漏,在自控程序运转的第一个周期内,应检验阀门的启闭是否正常,各种仪表运转是否正常。
⑸运行。设备运行时,应定时检查仪表是否正常,泵有无异常噪声,产水水质是否符合要求,尤其要注意压力表和产水流量,当出现异常时,应立即停机检査。一般全自动控制设计时,均考虑了系统的自我保护,若出现异常,系统会自动停运并报警。设备运行过程中,应按设计要求做好设备监控和记录工作;按设计要求定期对设备进行清洗、灭菌和消毒;应定期对设备进行排气或检查自动排气阀的工作状态。
⑹停机。①先降低系统压力和跨膜压差,然后停机。②当停机时间不超过7天时,可每天对设备进行20~60min(时间以一个过滤、顺冲、反洗、顺冲周期为准)的保护性运行,以使新鲜的水置换出设备内的存水。③当设备长期停用时,应先对设备进行彻底的清洗和消毒,然后将膜保护剂和抑菌剂注入设备中,封闭好设备所有接口,以保持膜的湿润,防止设备内滋生细菌和藻类。
(三)超滤膜的污染
膜污染是指料液中的颗粒、胶体或溶质大分子通过物理吸附、化学作用或机械截留等作用在膜的表面吸附、沉积造成膜孔堵塞,使膜发生透过通量与分离特性明显变化的过程。超滤过程中膜的吸附现象被认为是造成膜污染的关健,吸附污染与膜、溶剂和溶质三者的相互作用有关。由于膜组分的化学性质、结构不同、因此产生吸附作用的机理也不同、一般可分为静电作用、疏水作用等。
(四)超滤系统的清洗
在超滤过程中,由于分离物质及其他杂质在膜表面会逐渐积聚,对膜造成污染和堵塞,因此膜的清洗是超滤系统中不可缺少的操作过程,膜的有效清洗是延长膜使用寿命的重要手段。超滤膜常用的清洗方法主要有物理清洗和化学清洗两大类,超滤系统的清洗包括水的正洗和反洗、气洗、化学清洗等。其中,水的正洗和反洗可以清除膜表面的滤饼层;而气法则利用气的强烈湍流,更有效地清除膜表面的污染层;化学清洗则通过化学反应宋清除胶体、有机物、无机盐等在超滤膜表面和内部进水形成的污堵。
(五)超滤系统反洗
超滤反洗用水为超滤产水,因为反洗水带进的悬浮物将会集聚在支撑结构内而随后不断释放出颗粒、细菌和TOC等,所以原水不适宜作反洗用水。
随着超滤膜组件的长期使用,水中的杂质会沉积到膜上,使膜的分离性能逐渐受到影响。因此,在运行中当超滤膜的产水量下降20%以上或使用1~4个月时,需要对超滤进进行化学清洗,以便及时去除超滤膜上的污染物,防止超滤膜形成顽固性结垢 · 及时恢复膜的性能。
化学清洗分为酸性溶液清洗和碱性溶液清洗。当进水中硬度较高或金属离子(如铁离子)的含量超过设计标准,从而对膜的进水侧造成无机物污染时 · 需采用酸性溶液对超滤装置进行清洗。对于生物污染的超滤膜,需采用碱性溶液对超滤膜装置进行清洗。清洗时应注意以下几点:
⑴所有清洗剂都必须从超滤系统的进水侧进人组件,以防止清洗剂中可能存在的杂质从致密过滤层的背面进人膜丝壁的内部。
⑵超滤系统进行化学清洗前都先进行彻底的反洗。
⑶超滤系统的整个化学清洗过程需要2~4h;如果污堵严重,需要浸泡12h以上。
⑷清洗后,超滤系统停机时间如果超过三天,则必须按照长时间关闭的要求对超滤系进行保养维护。
⑸清洗液必须使用超滤产水或者更优质的水配制。
⑹清洗剂在循环进膜组件前必须去除其中可能存在的污染物
⑺清洗液温度一般可控制在10~40℃,提高清洗液温度能够提高清洗的效率。
⑻必要时,可采用多种清洗剂清洗,但清洗剂和杀菌剂不能对膜和组件材料造成损伤。每次清洗后,应排尽清洗剂,用超滤或反渗透产水将系统冲洗干净,才可再用另一种清洗剂清洗。
对反渗透膜的化学清洗不能太频繁,以防止膜元件造成不可逆的损伤。
⑸ PVC中空纤维超滤膜的制备
中空纤维超滤膜是超滤膜的一种.它是超滤技术中最为成熟与先进的一种技内术.中空纤维分外径:和内径容,中空纤维管壁上布满微孔,孔径以能截留物质的分子量表达,截留分子量可达几千至几万.原水在中空纤维膜外侧或内腔加压流动,分别构成外压式与内压式.超滤是动态过滤过程,被截留物质可随浓液排除,可长期连续运行.超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一.
⑹ 超滤膜过滤的原理是
超滤超滤是复一种与膜孔径大小制相关的筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的的净化、分离和浓缩的目的。参见下图。
⑺ 水处理中超滤膜是什么有哪些特点呢
超滤膜是什么?
超滤(UF)基本上是按分子量大小进行分离的压力驱动膜过程。超滤膜的孔径一般在—100nm之间,能够截留分子量在300—500,000道尔顿的物质,包括多糖、生物分子、聚合物和胶体物质等。大多数超滤膜所标称的切割分子量一般定义为膜具有90%以上截留率的最小分子量。
超滤膜具有哪些特点?
1. 亲水性膜丝,通量大
超滤膜通过降低膜表面张力,大幅改善了膜的亲水性,使水通量大幅增加,膜表面涂覆牢度强,衰减慢,经过相对高温的水洗和碱洗不易脱落,膜丝抗污染能力提高,耐化学腐蚀性增强。
2. 过滤精度高
超滤膜丝空隙分布均匀,膜孔数量繁多,结构稳定,过滤精度高达0.01微米,彻底滤除原水中的细菌、病毒、胶体、铁锈等各种杂质,出水稳定,水质可达国家饮用水标准,真正实现优质净化水效果。
3. 截留高,抗污染性强
超滤膜的膜丝分布狭窄,且微孔形状呈倒喇叭状,起稳定截留作用的表皮层孔径小,支撑层孔径大,污染物不能进入到支撑层,避免不可恢复的堵塞,使膜丝抗污染性强,在原水水质波动频繁,水质较为恶劣的条件下运行仍能保证良好的过滤效果。
4. 膜丝强度高
超滤膜膜丝拥有的机械强度大,每一根超滤膜丝在各种复杂的工况条件下运行稳定,不易出现断丝,保证超滤出水水质优良。
5. 易清洗,易恢复,使用寿命长
膜公司独特的制膜工艺,使超滤膜膜丝内外壁平整光滑,具有永久亲水性的特质,从而使超滤膜在过滤介质中:胶体、油、蛋白质与污染物质在膜的表面聚结成球状,这种聚结物很容易从膜表面脱离,通过简单的反洗就可以清洗干净,不易污堵,可有效减少化学清洗频率,延长超滤膜使用寿命。
⑻ PVC中空纤维超滤膜的制备工艺
六、超滤膜在水处理应用中的工艺 1、前处理 超滤法在水处理及其他工业净化、浓缩、分离过程中,可以作为工艺过程的预处理,也可以作为工艺过程的深度处理。在广泛应用的水处理工艺过程中,常作为深度净化的手段。根据中空纤维超滤膜的特性,有一定的供水前处理要求。因为水中的悬浮物、胶体、微生物和其他杂质会附于膜表面,而使膜受到污染。由于超滤膜水通量比较大,被截留杂质在膜表面上的浓度迅速增大产生所谓浓度极化现象,更为严重的是有一些很细小的微粒会进入膜孔内而堵塞水通道。另外,水中微生物及其新陈代谢产物生成粘性物质也会附着在膜表面。这些因素都会导致超滤膜透水率的下降以及分离性能的变化。同时对超滤供水温度、PH值和浓度等也有一定限度的要求。因此对超滤供水必须进行适当的预处理和调整水质,满足供水要求条件,以延长超滤膜的使用寿命,降低水处理的费用。 A、微生物(细菌、藻类)的杀灭: 当水中含有微生物时,在进入前处理系统后,部分被截留微生物可能粘附在前处理系统,如多介质过滤器的介质表面。当粘附在超滤膜表面时生长繁殖,可能使微孔完全堵塞,甚至使中空纤维内腔完全堵塞。微生物的存在对中空纤维超滤膜的危害性是极为严重的。除去原水中的细菌及藻类等微生物必须重视。在水处理工程中通常加入NaClO、O3等氧化剂,浓度一般为1~5mg/l。此外,紫外杀菌也可使用。在实验室中对中空纤维超滤膜组件进行灭菌处理,可以用双氧水(H2O2)或者高锰酸钾水溶液循环处理30~60min。杀灭微生物处理仅可杀灭微生物,但并不能从水中去除微生物,仅仅防止了微生物的滋长。 B、降低进水混浊度: 当水中含有悬浮物、胶体、微生物和其他杂质时,都会使水产生一定程度的混浊,该混浊物对透过光线会产生阻碍作用,这种光学效应与杂质的多少,大小及形状有关系。衡量水的混浊度一般以蚀度表示,并规定1mg/lSiO2所产生的浊度为1度,度数越大,说明含杂量越多。在不同领域对供水浊度有不同的要求,例如,对一般生活用水,浊度不应大于5度。由于浊度的测量是把光线透过原水测量被水中颗粒物反射出的光量、颜色、不透明性,颗粒的大小、数量和形状均影响测定,浊度与悬浮物固体的关系是随机的。对于小于若干微米的微粒,浊度并不能反映。 在膜法处理中,精密的微结构,截留分子级甚至离子级的微粒,用浊度来反映水质明显是不精确的。为了预测原水污染的倾向,开发了SDI值试验。 SDI值主要用于检测水中胶体和悬浮物等微粒的多少,是表征系统进水水质的重要指标。SDI值的确定方法一般是用孔径为0.45μm微孔滤膜在0.21MPa恒定水流压水力下,首先记录通水开始滤过500ml水样所需的时间t0,然后在相同条件下继续通水15min,再次记录滤过500ml 水样所需时间t15,然后根据下式计算: SDI=(1-t0/t15)×100/15 水中SDI的值的大小大致可反映胶体污染程度。井水的SDI<3,地表水SDI在5以上,SDI极限值为6.66……,即需进行预处理。 超滤技术对SDI值的降低最为有效,经中空纤维超滤膜处理水的SDI=0,但当SDI过大时,特别是较大颗粒对中空纤维超滤膜有严重的污染,在超滤工艺中,必须进行预处理,即采用石英砂、活性炭或装有多种滤料的过滤器过滤,至于采取何种处理工艺尚无固定的模式,这是因为供水来源不同,因而预处理方法也各异。例如,对于具有较低浊度的自来水或地下水,采用5~10μm的精密过滤器(如蜂房式、熔喷式及PE烧结管等),一般可降低到5左右。在精密过滤器之前,还必须投加絮凝剂和放置双层或多层介质过滤器过滤,一般情况下,过滤速度不超过10m/h,以7~8m/h为宜,滤水速度越慢,过滤水质量越好。 C、悬浮物和胶体物质的去除: 对于粒径5μm以上的杂质,可以选用5μm过滤精度的滤器去除,但对于0.3~5μm间的微细颗粒和胶体,利用上述常规的过滤技术很难去除。虽然超滤对这些微粒和胶体有绝对的去除作用,但对中空纤维超滤膜的危害是极为严重的。特别是胶体粒子带有电荷,是物质分子和离子的聚合体,胶体所以能在水中稳定存在,主要是同性电荷的胶体粒子相互排斥的结果。向原水中加入与胶体粒子电性相反的荷电物质(絮凝剂)以打破胶体粒子的稳定性,使带荷电的胶体粒子中和成电中性而使分散的胶体粒子凝聚成大的团块,而后利用过滤或沉降便可以比较容易去除。常用的絮凝剂有无机电解质,如硫酸铝、聚合氯化铝、硫酸亚铁和氯化铁。有机絮凝剂如聚丙稀酰胺、聚丙稀酸钠、聚乙稀亚胺等。由于有机絮凝剂高分子聚合物能通过中和胶粒表面电荷,形成氢键和“搭桥”使凝聚沉降在短时间内完成,从而使水质得到较大改善,故近年来高分子絮凝剂有取代无机絮凝剂的趋势。 在絮凝剂加入的同时,可加入助凝剂,如PH调节剂石灰、碳酸钠、氧化剂氯和漂白粉,加固剂水下班及吸附剂聚丙稀酰胺等,提高混凝效果。 絮凝剂常配制成水溶液,利用计量泵加入,也可使用安装在供水管道上的喷射器直接将其只入水处理系统。 D、可溶性有机物的去除: 可溶性有机物用絮凝沉降、多介质过滤以及超滤均无法彻底去除。目前多采用氧化法或者吸咐法。(1)氧化法 利用氯或次氯酸钠(NaClO)进行氧化,对除去可溶性有机物效果比较好,另外臭氧(O3)和高锰酸钾(KMnO4)也是比较好的氧化剂,但成本略高。(2)吸附法 利用活性炭或大孔吸附树脂可以有效除去可溶性有机物。但对于难以吸附的醇、酚等仍需采用氧化法处理。 E、供水水质调整:(1)供水温度的调整 超滤膜透水性能的发挥与温度高低有直接的关系,超滤膜组件标定的透水速率一般是用纯水在25℃条件下测试的,超滤膜的透水速率与温度成正比,温度系数约为0.02/1℃,即温度每升高1℃,透水速率约相应增加2.0%。因此当供水温度较低时(如<5℃),可采用某种升温措施,使其在较高温度下运行,以提高工作效率。但当温度过高时,同样对膜不利,会导致膜性能的变化,对此,可采用冷却措施,降低供水温度。(2)供水PH值的调整 用不同材料制成的超滤膜对PH值的适应范围不同,例如醋酸纤维素适合PH=4~6,PAN和PVDF等膜,可在PH=2~12的范围内使用,如果进水超过使用范围,需要加以调整,目前常用的PH调节剂主要有酸(HCl 和H2SO4)等和碱(NaOH等)。 由于溶液中无机盐可以透过超滤膜,不存在无机盐的浓度极化和结垢问题,因此在预处理水质调整过程中一般不考虑它们对膜的影响,而重点防范的是胶质层的生成、膜污染和堵塞的问题。
⑼ 超滤膜设备的工艺流程是什么样的
1、矿泉水超滤膜系统
在膜法分离技术中膜的微孔径在20×10-10m~1000×10-10m之间的过滤膜称为超滤膜,即0.002-0.1μm之间,而一般胶体体积均≥0.1μm,乳胶≥0.5μm,大肠菌、葡萄球菌等细菌体积≥0.2μm,悬浮物、微粒子等体积≥5μm,因此超滤膜可以过滤出溶液中的细菌、胶体、悬浮物、蛋白质等大分子物质。
2、工艺流程图
适用于饮用矿泉水、山泉水、工业用超滤水,也可用于纯净水设备的前置预处理。
3、矿泉水超滤设备用途
超滤通常用于制取矿泉水、山泉水,是以压力为推动力,利用超滤膜不同孔径分离液体中的杂质的过程。目前在水处理行业中,聚砜和聚丙烯中空纤维式是组件应用最多。
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上文仅供参考,不作学术性问答。
⑽ 超滤设备的工艺流程
超滤是利用多孔材料的拦截能力,以物理截留的方式去除水中一定大小的杂质颗粒。在压力驱动下,溶液中水、有机低分子、无机离子等尺寸小的物质可通过纤维壁上的微孔到达膜的另一侧,溶液中菌体、胶体、颗粒物、有机大分子等大尺寸物质则不能透过纤维壁而被截留,从而达到筛分溶液中不同组分的目的。该过程为常温操作,无相态变化,不产生二次污染。
工艺流程:原水→原水泵→机械过流器→活性疾过滤器→离子交换→用户用水→存水箱→超滤过滤主机→保安过滤器