超滤膜膜丝浸泡网框

① 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。

② 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。

③ 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。

④ 超滤膜组件的清洗方法是什么

超滤膜是超滤设备的核心元件，较早开发的高分子分离膜之一，被用于超纯水制备中的中端处理装置。由于超滤膜是多空材料，以物理截留的方式去除水中的杂质，所以超滤膜要定期清洗，以保证超滤膜的通过量延长超滤膜的使用寿命。超滤膜的清洗方法分为七个步骤：
1、配制清洗液
2、低流量输入清洗液
首先用清洗水泵混合一遍清洗液，预热清洗液时应以低流量。然后以尽可能低的清洗液压力置换元件内的原水，其压力仅需达到足以补充进水至浓水的压力损失即可，即压力必须低到不会产生明显的渗透产水。低压置换操作能够较大限度的减低污垢再次沉淀到膜表面，视情况而定，排放部分浓水以防止清洗液的稀释。
3、循环
当原水被置换掉后，浓水管路中就应该出现清洗液，让清洗液循环回清洗水箱并保证清洗液温度恒定。
4、浸泡
停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在清洗液中。有时元件浸泡大约1小时就足够了，但对于顽固的污染物，需要延长浸泡时间，如浸泡10~15小时或浸泡过夜。为了维持浸泡过程的温度，可采用很低的循环流量。
5、高流量水泵循环
高流量能冲洗掉被清洗液清洗下来的污染物，如果污染严重，请采用高于表1所规定的50%的流量将有助于清洗，在高流量条件下，将会出现过高压降的问题，单元件较大允许的压降为1bar(15psi)，对多元件压力容器较大允许压降为3.5bar(50psi)，以先超出为限。
6、冲洗
预处理的合格产水可以用于冲洗系统内的清洗液，除非存在腐蚀问题(例如，静止的海水将腐蚀不锈钢管道)。为了防止沉淀，较低冲洗温度为20oC。附注在酸洗过程中，应随时检查清洗液pH值变化，当在溶解无机盐类沉淀消耗掉酸时，如果pH的增加超过0.5个pH值单低，就应该向清洗箱内补充酸，酸性清洗液的总循环时间不应超过20分钟，超过这一时间后，清洗液可能会被清洗下来的无机盐所饱和，而污染物就会再次沉积在膜表面，此时应用合格预处理产水将膜系统及清洗系统内的第一遍清洗液排放掉，重新配置清洗液进行第第遍酸性清洗操作。如果系统必须停机24小时以上，则应将元件保存在1%(重量比)的亚硫酸氢钠水溶液中。在对大典系统清洗之前，建议从待清洗的系统内取出一支膜元件，进行单元件清洗效果试验评估。
7、清洗多段系统
在多段系统的冲洗和浸泡步骤中，可以对整个系统的所有段同时进行，但是对于高流量的循环必须分段进行，以保证循环流量对第一段不会太低而对最后一段不会太高，这可以通过一台泵每次分别清洗各段或针对每段流量要求设置不同的清洗泵来实现。

⑤ 电泳超滤膜清洗的方法

超滤膜清洗技术目前共有三种，分别为物理清洗技术、化学清洗技术版、生物清洗技术。权在阴极电泳线超滤系统中常用到的为物理清洗技术和化学清洗技术。

1. 物理清洗技术是指以水力清洗技术和气-液脉冲技术为主，用于去除超滤膜表面的可逆污染。水力清洗技术是用气/空气、水的混合流体通过正洗或反洗来除去膜内部及表面污染物的方法。2.化学清洗是利用清洗剂与孔内及膜表面的污染物反应来清洗超滤膜污染物，常用的清洗化学品有KOH、Na0H、NaC10、柠檬酸、甲酸、草酸等。

具体方法为：

（1）用纯水正洗40分钟，排空清洗箱，放入新鲜纯水反洗40分钟；

（2）放入超滤液至清洗箱，正洗至超滤液温度升至45℃，浸泡2h，反洗40分钟，反洗超滤液温度不超过46℃，往复2~3遍；

（3）若超滤液清洗无法洗净超滤膜，则用体积占比5%的甲酸和5%的草酸配成纯水溶液，重复第（2）步操作。清洗时清洗泵压0.2Mpa左右，清洗水箱放水50Kg左右。

⑥ 电泳超滤膜清洗的方法

清水冲洗法：
用清水无污染的水冲洗超滤膜，首先从超滤放液入口正方口进行清水冲洗，因为膜的正方口承受的压力不一样，一般只可以用低压反冲洗方法。反冲洗压力强度不大，清洁度不高。一定要选用耐高压强度的膜，水流量较大反冲洗效过比较好。冲洗时间为一分钟左右。有关，电泳漆超滤膜清洁方法：
1、在原水加入消毒，杀菌剂，有助消毒，细菌以及杀死微生物，系统保持一定的余氯。
2、如果胶体含量很高时候，可以通过絮凝沉淀进行预处理，预过滤是可以去除固体的颗粒悬浮体。
3、运行一段时间都进行反冲洗快速冲洗，适当的定期做下化学冲洗。
药物清洗法：
1、加入药剂循环清洗：通过使用RO水或者超滤水将pH控制为2来制备柠檬酸溶液，并且从超滤膜的入口阀驱动增压泵，并且从排出阀再循环柠檬酸溶液。循环清洗调节压力定为0.25Mpa，清洗半个钟后，在将冲洗干净超滤膜里面的柠檬酸，然后在从入水口放入氢氧化钠和次氯酸钠溶液，在次循环冲洗半个钟即可。
2、加药浸泡清洗：打开超滤膜口放入酸洗液和碱洗液后，将进水阀、排放阀和调节阀全部关闭，对超滤膜密封浸泡2小时后再用超滤水冲洗干净。
3、药洗杀菌：配制pH值等于2的柠檬酸溶液或pH值等于12的氢氧化钠溶液对超滤膜进行药物清洗，并加入50ppm（mg/L）的氯
或过氢再进行循环药洗或浸泡，同时可起到良好的灭菌作用。
针对不同的物质又不同的清洁法，想要超滤膜使用寿命更长，就要定期进行清理。

⑦ 纯净水设备的超滤技术

纯净水厂设备制作矿泉水是一种比较广泛的处理技术，其出水水质色度清凉、口感好、除菌彻专底。超滤技属术可以作为反渗透设备的预处理，也可以用于化工、食品等行业的物料分离与提纯。
超滤技术是一种以筛分为分离原理、以压力为推动力的膜分离过程，过滤精度在0.005-0.01um范围内，可有效去除水中的微粒、胶体、细菌及高分子有机物等。可广泛应用于物质的分离、浓缩、提纯、纯净水生产。
纯净水厂设备的研究非常清楚的表明，纯净水生产设备超滤系统可以有效的控制海水水质，为反渗透系统提供高品质的进水，长期试验表明，超滤系统的出水SDI值可以非常好的空载在2以下，这些测试在超滤系统前不必作为任何预处理，并且适用各种海水水质。

⑧ 中空纤维超滤膜滤芯过滤特点与应用

超滤膜组件特点：
1、壳体采用抗冲击的ABS料，承压能力在16KG以上，回并且壁厚答加厚1mm，完全可承受进水可能出现的各种压力冲击，确保在冲击水压下不会出现破裂现象，避免了超滤膜在使用的过程中长期受压，材质产生蠕变引起漏水。
2、每一支HUF90膜装填1400根膜丝，长度加长100mm，增大了15%的膜面积，有效膜面积高于国内任何一家的同种规格的产品。提高了产水量。
3、端盖为半球凸出结构，与传统的端面平面结构相比，使进水在端面膜丝的分布更均匀，并且壁厚加厚1mm，确保在冲击水压下不破裂。
4、壳体与螺纹套之间的粘接选用法国进口胶水粘接，粘接长度加长了，连接间隙均匀一致。在使用过程中不会出现漏水，脱胶现象，并且完全达到卫生标准。

⑨ 超滤膜组件的清洗方法

海绵球清洗
选择与膜管直径大小的海绵球，用管子通过膜管进行反复擦拭回，而且可以反复使答用。
热水冲洗法
热水洗涤方法将水加热至(30-40°C)，然后冲洗膜表面，这个方法对于粘稠或热溶性杂质去除效果很好。
超滤膜的化学法清洗，需要根据不同的污染杂质种类来选择相对应的化学药剂，才能达到去污效果。
碱性溶液清洗：比较常用的碱NaOH。配制溶液的pH约为10-12。水循环操作后可清洗或者浸泡0.5h~1h后在清洗。可有效去除杂质和油脂。
氧化剂清洗剂：超滤膜化学剂H202和NaC10是很常用的杀菌剂。选择1%~3%H2O2、500~1000mg /
LNaC10等水溶液后在清洗，对污垢和消毒细菌很有效果。
食品工业中的蛋白质沉淀选择胃促胰酶溶剂或磷酸盐，硅酸盐基碱性洗涤剂进行，需要消毒(使用NaOH和H 2 O 2等)。
化学清洗方法和正常清洗超滤膜过程是一样的，将相对应的清洗液倒入原液口，会自动渗入浓缩层等返回清洗液容器，一番循环后排出，再用干净的水冲洗。