超滤是什么?
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版目的,膜孔权径在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。
超滤膜在水处理方面的应用:
超滤膜作用分别技巧被广泛天时用于饮用水制备、食物工业、制药工业、工业废水处理、金属加工涂料、生物产物加工、石油加工等范畴。年夜范围的水处理凡是集中在以下方面:饮用水供水终端、地表水处理、海水处理和污水回用。
② 超滤膜如何除氨氮
氨氮的分子量很低,几乎接近水,所以可以直接穿透超滤膜的,如果回你需要去除氨氮,最答好对污水进行曝气处理,这样可以让氨氮通过微生物转化成硝酸盐,硝酸盐的水再和氨氮的水混合,会在反硝化菌条件下变成氮气释放,这样所有的氨氮会大幅度下降,同时总氮也能下降。
③ 超滤膜的分类及标准
超滤是一种孔径规格一致,额定孔径范围为0.001-0.02微米的一种微孔过滤膜。超滤膜采用压力差为推动力的膜过滤方法为超滤膜过滤。以膜的额定孔径范围作为区分标准时压力差为推动力的膜过滤可区分为:微孔膜(MF)的额定孔径范围为0.02~10μm;超滤膜(UF)为0.001~0.02μm;反渗透膜(RO)为0.0001~0.001μm。超滤膜的孔径只有几纳米到几十纳米,也就是说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。
又根据膜的致密层是在中空纤维的内表面或者外表面,双分为内压式和外压式。现在应用的为清一色全为外压式。主要优点为单位容积内装填的有效膜面积大,且占地面积小。
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(例如:醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料)、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。由此可知,超滤膜较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。PTFE(聚四氟乙烯):适合水系及各种有机溶剂,耐所有溶剂,低溶解性。具有透气不透水、气通量大、高微粒截留率、耐温性好,抗强酸、碱、有机溶剂和氧化剂,耐老化及不粘、不燃性和无毒、生物相容性等特点。其相关产品广泛应用于化工、医药、环保、电子、食品、能源等领域。水系PES(聚醚砜):具有较高的化学和热稳定性,流速快、耐酸碱能力强(pH范围1-14);具有高机械强度。水系CA(醋酸纤维):适合水溶液,较低的蛋白吸附,流速高,热稳定性强,不适用于有机溶剂,特别适用于水基溶液。有机系尼龙:具有良好的亲水性,耐酸耐碱,抗氧化剂。不仅适用于含有酸碱性的水溶液,更适用于含有有机溶剂,如醇类、烃类、脂类、酚类、酮类等有机溶剂。有机系尼龙:适用于绝大多数有机溶剂和水溶液,可用于强酸,70%乙醇、二氯甲烷等有机溶剂。
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,其中,中空纤维式国内应用较为广泛的一种,其典型特点为没有膜的支撑物,是靠纤维管的本身强度来承受工作压压力的。超滤膜目前广泛用于如医药工业、食品工业、环境工程等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。
④ 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。
⑤ 水处理超滤系统里面都包括什么
简单介绍3种水处理超滤系统:
1、选择膜+活性碳工艺
原水—格栅—调节池—膜处理—活性碳—消毒。
2、对优质杂排水、杂排水为中水水源的工艺
以物化处理为主 原水—格栅—调节池—混凝或气浮—过滤—消毒;
以物化+膜法为着眼点 原水—格栅—调节池—混凝—膜处理—消毒。
3、对杂排水和混合污水作为中水水源的工艺
以生化处理为主 原水—格栅—调节池—生物处理—沉淀—过滤—消毒;
用两段生化法工艺 原水—格栅—调节池—一段沉淀—二段沉淀—过滤—消毒。
工业超滤装置有板框式、管式、螺旋卷式,其中螺旋卷式应用较多。
超滤膜材料有醋酸纤维素(CA)、聚矾(PSF)、聚醚矾(PES)、聚碳酸盐树脂、聚丙烯腈(PAN)和聚合电解质络合物等。
超滤装置运行过程中,主要的运行维护内容是清洗滤膜,清洗方法分为物理方法和化学方法。
物理方法一般采用温水(40~50℃)冲洗。
化学方法是用化学清洗剂,如酸、碱、表面活性剂溶液等清洗。
对于不同种类的膜要慎重选择化学清洗剂,以防止化学清洗剂对膜的损害。经良好清洗的膜,透水率可恢复95 %~100%,超滤膜的使用寿命可达到一年以上。
在废水处理中,目前超滤主要用来去除污水中的淀粉、蛋白质、树胶、油漆等有机物,以及黏土、微生物等,此外在废水处理中还可用于污泥脱水,代替澄清池等,以及用于纯化甘醇。
⑥ 超滤膜装置适用于哪些范围
适用范围:反渗透装置的预处理,高效、紧凑的超滤因过滤精度很高,可以为反渗透膜提供最大限度的保护;大中型饮用水厂的深度处理;市政及工业废水处理,超滤可比传统处理工艺提供更好的处理效果实现中水、废水回用;循环排污水回用净化处理;污水中有用物质的回收;矿泉水的制备、饮用水、井水的脱菌处理,去除水中各种悬浮物、胶体杂质,特别是去除隐孢子、鞭毛虫、大肠杆菌等致病微生物;口服液、生物制品的除菌、澄清、纯化分离;高纯水终端处理;果汁、蛋白质、酶制剂的浓缩分离。.果蔬汁澄清过滤;乳清蛋白的回收和牛乳的浓缩;除去酒及酒精饮料中残存的酵母菌、杂菌及胶体等,超滤膜装置使酒澄清并提高保存性,缩短老熟期;酶类提取、分离、浓缩,中药有效成分提取等。
⑦ 反渗透设备中的超滤膜选用要注意什么
反正都是伪装的一些超墨绿,他的选择方向非常注意。
⑧ 超滤膜过滤原理是什么
超滤膜筛分过程,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,因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。每米长的超滤膜丝管壁上约有60亿个0.01微米的微孔,其孔径只允许水分子、水中的有益矿物质和微量元素通过,而最小细菌的体积都在0.02微米以上,因此细菌以及比细菌体积大得多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物等都能被超滤膜截留下来,从而实现了净化过程。
⑨ 超滤膜主要有哪些优点和缺点
超滤膜主要具有以下优点:
1.回收率高,所得产品品质优良,可实现物料的高回效分答离、纯化及高倍数浓缩。系统制作材质采用卫生级管阀,现场清洁卫生,满足GMP或FDA生产规范要求。系统工艺设计先进,集成化程度高,结构紧凑,占地面积少,操作与维护简便,工人劳动强度低。
2.处理过程无相变,对物料中组成成分无任何不良影响,且分离、纯化、浓缩过程中始终处于常温状态,特别适用于热敏性物质的处理,完全避免了高温对生物活性物质破坏这一弊端,有效保留原物料体系中的生物活性物质及营养成分。
3.超滤设备系统能耗低,生产周期短,与传统工艺设备相比,设备运行费用低,能有效降低生产成本,提高企业经济效益。
4.操作简便,成本低廉,不需增加任何化学试剂,尤其是超滤技术的实验条件温和,与蒸发、冷冻干燥相比没有相的变化,而且不引起温度、pH的变化,因而可以防止生物大分子的变性、失活和自溶。在生物大分子的制备技术中,超滤主要用于生物大分子的脱盐、脱水和浓缩等。
超滤膜缺点:
超滤法也有一定的局限性,它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液,一般只能得到10~50%的浓度。超滤膜的缺点是膜更换费用较高,技术设备投资很大。
⑩ 过滤膜在饮用水处理的优点有哪些
过滤膜性能
1.1过滤膜技术定义
膜的过滤是固液分离技术,它是以膜孔把水滤过,将水中杂质截留,而没有化学变化,处理简易的技术,但因膜孔非常细小,相应的存在某些技术问题。在给水也有用生物膜处理原水的方法,但它与过滤膜分离技术不同。用作膜分离的叫做membrance,用作生物膜处理的膜叫做film.
1.2过滤膜的种类和机理
过滤膜以截留原水颗粒的大小分类,膜孔从粗到细分为微滤膜(MF),超滤膜(UF),纳诺滤膜(NF)和反渗透膜(RO)。MF膜孔径0.05um以上,或为1000以上分子量,以去除胶体、高分子有机物为对象。NF膜孔径为100~1000分子量。它去除的物质在UF与RO之间,以去除三卤甲烷、异味、色度、农药、可溶性有机物、Ca、Mg等。RO分离粒径为数十分子量,以去除食盐类和无机盐为对象。RO渗透水的压力比其渗透压力要多1~2倍。除以上四种以外,还有离子交换膜和气体渗透膜。MF、UF、NF和RO以压力驱动使固液分离。离子交换膜则以电力驱动使盐类分子分离,促成海水淡化等。气体渗透膜是最近研究出来通过气体的新型膜,能使乙醇浓缩和海水淡化。
1.3制膜材料
大体有纤维类、合成树脂类和陶瓷类三种。有的膜材质有弱于盐类和臭氧等氧化剂的材料和受微一物分解的材料。另外,用作海水淡化的RO有除去产生THM的溴的膜和不能去除溴的膜,要根据用途而定。
1.4膜的型式
水体透过膜流速不大,因此为通过需要的水量,膜装置的单体面积要大,要在一个小的空间内装入很多根的膜细管。另外,厚度100um以下的薄膜因承受高压,还必须有耐压能力,为此应设法制造各种耐强压的膜。一般膜的型式有板框式、螺旋式、桥式、管式及中空纤维式五种。板框式的膜应使用多孔质的材料,螺旋式和桥式的膜与板框式的相同。螺旋式的为卷状,桥式的为在折叠成小的体积中塞入大面积的膜。管式膜也需有多孔质的材料,原水从管的内侧通过,渗透水流出管外的为内压式膜,这种客用得很普遍,也有外压管式的。中空系统外径为几百um,系统内包有多数纤维细管,因为纤维管细小,没有必要特别用强度高的纤维管,膜本身就足以抵抗给予的压力,中空纤维系统有原水从中空系统内侧通过的内压式,及从外部加压的外压式两种。
1.5膜的使用
使用过滤膜装置不需凝絮化学处理,也不需蒸发分离作用,只需要压力使水中固液分离,这是过滤膜处理的一大特点。过滤方式有两种:
(1)流动液体全部垂直地透过膜孔,将液体内杂质截留的全量过滤方式;
(2)流动液体的流动方向与膜面平等,形成液体与膜面成直角的透过膜孔,将液体内杂质截留的横流过滤方式。全量过滤方式适用于微滤和一部分超滤。横流过滤,由于液体在膜表面上流动,产生剪断力,减少在膜表面上因为杂质浓缩堆积的黏垢,适用于易于积垢的超滤、纳诺过滤和反渗透过滤。
1.6过滤膜冲洗
流体通过膜期间,其含有杂质堵塞膜孔,使流体通过膜孔困难。为了恢复滤水效率,可采用以下方法:
(1)反冲洗
与过滤相反方向通过清水,使抑留于膜孔杂质冲走。也有通过空气冲洗法替代。
(2)海绵球冲洗
只单独用于内压式管形膜,它是将海绵球通过管膜内部,使海绵球与管膜内壁摩擦,把抑留物冲走的方法。
(3)空气泡冲洗
它是用空气泡搅拌力将附着膜壁的抑留物去除的方法。用空气泡搅动软质合成树脂中空系统的膜内壁,收到冲洗效果。
(4)药剂冲洗
膜经过长期使用,杂质进入膜孔之中,用一般冲洗方法不能解决,使用化学药剂清洗。化学药剂有苛性苏打、盐酸、次亚氯酸钠、柠檬酸及过氧化氢等。
1.7过滤膜的用途
过滤膜除用作水处理以外,还可用于超纯水制造和海水淡化,一般采用反渗透膜(纳诺滤膜)。另外用于粪尿处理、城市中水道处理、各种废水处理等,一般采用超滤膜和微滤膜。在工业上可用于乳制品制造、半导体制造、食品制造、纸张制造及药品制造等,也一般采用超滤膜和微滤膜。
饮用水应用
2.1饮用水应用过滤膜设施
在MF、UF、NF及RO之中,除海水淡化应用RO以外,RO尚无使用之处。RO几乎将盐类全部除掉,处理后水成了一切盐类都没有的纯水,甚至比蒸馏水还纯,这样的水当然不能做饮用水使用。如果采用就得要加对人体健康有益的盐类,要达到这种要求,目前尚无条件做到。NF对盐类的去除仅次于RO,但去除率也很高,一般作为软水应用,对作饮用水由于上述原因也不宜采用。从而,用于净水处理的膜应为MF和UF膜。用这样的膜主要能将胶体和浮游生物等除去,能将不溶性的铁和锰除去,及能将菌类除去。但为了避免细菌在清水池内不再重生,不能省掉灭菌处理程序。考虑到UF去除物质的分子量程度,它没有能力将臭氧物质和三卤乙烯等有机溶剂除去,这些溶剂会在膜面上形成一层薄膜,这些薄膜今后可能有办法除掉,可在以后列题研究。在膜的型式上,外压中空系统或管型等膜适于采用。如果采用外压式膜,可将通过沉砂池的原水,直接与膜连接处理。直接接到板框式和螺旋式的膜的原水,为了使膜孔不被闭塞,在流入膜以前,应将原水中浮游物质除去。
2.2饮用水应用过滤膜程序
净水厂常规处理程序为凝聚、沉淀、过滤,膜分离水厂在原水符合过滤膜处理条件下,处理程序简单,只需过滤膜装置处理即可(在原水水质恶化时,尚需增加常规处理或增加微筛网处理)。在能量消耗上,使用过滤膜全量滤过方式,由于通过过滤膜使压力提高,原水泵尚需在增强压力上考虑。
2.3饮用水使用过滤膜处理的优点
(1)不需混凝剂
从过去使用膜的经验看,饮用水使用的原水(河水、水库水和富营养的湖泊水),用不加混凝剂的MF膜处理,和用混凝剂的凝聚、沉淀、过滤的常规处理相比,前者与后者所处理后水的水质相当或超过。
(2)自动化操纵简单,易于无人管理
采用膜分离技术只为供应原水提供必要的操作压力,并只需要运行一个较长时间才冲洗滤膜,别无其他工序。当前凝聚、沉淀、过滤净水处理则工序繁多,在投药上尚不能设定投加率。在这样情况下操纵膜装置很容易使其自动化,做到无人管理,而常规处理做到自动化则不容易。
(3)过滤膜水厂占地少
采用过滤膜水厂,膜装置占地面积小,很容易将同等产水量的常规处理所占厂地面积降低一半。剩余地方可设活性炭处理装置。由于过滤膜水厂可以无人化,职工居住的建筑物和配套设施都可削减。
(4)维护管理费用小
当前过滤膜使用寿命和价格尚是未知数,全部费用不好计算。但是从用膜处理用电费用和药剂费用都少来看,比之常规处理维护管理费用高的状况有很大优点。
(5)易于排水处理
用于要求出水浊度≤5mg/L能符合饮用水质标准的工业用水、生活用水及市政给水系统;
(6)工业污水中的悬浮物、固体物的去除;
3.可用作离子交换法软化、除盐系统中的预处理设备,对水质要求不高的工业给水的粗过滤设备;
以及用在游泳池循环处理系统、冷却循环水净化系统等。
由于用膜处理不需投药,处理污泥量减少,因此易于处理。是否如此尚正在研究阶段,未得出明确结果。
2.4过滤膜处理存在的问题
(1)膜的使用寿命
膜孔受到水中杂质阻塞,使流体通过膜孔时水头损失加大,流体流速降低。这时通常可用水冲洗使膜孔恢复原有的渗过能力。在不能达到目的时,应适当用药剂清洗,使膜孔又能继续使用。但应考虑膜的使用寿命。因即使按上述办法处理,膜也会由于积垢过多,用药剂清洗收效不理想。在这样情况下,加混凝剂,延长使用寿命,也可减低渗过流速,使膜的寿命延长,但要增大膜的使用面积。
(2)过滤膜水厂施工管理
膜管本身强度相当高,有一定可*性。但施工中多多少少有部分膜管损伤。当然由于一两根膜管受损,不会影响膜管渗透水的水质。但一个中等水厂有上万根膜管,就不是一两根膜管受损的问题了,因此有必要对膜装置加强部件管理和施工管理,不能与以往常规处理方式一样对待。
(3)采用过滤膜新技术补救措施
一般采用新技术会遇到意想不到的状况,尤其是采用过滤膜分离的场合,它整个变更了过去的常规处理系统,因此会有一定的顾虑。由于对膜技术没有实用经验,应当增加补充设施,以备在膜装置发生异常情况时补救。例如,是否在膜处理以后,再增设生物活性炭设施以除去臭味的措施,以及增设其他设备的考虑。