「今科仪器」结构简洁 贵州微滤-超滤实验器材

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微滤（MF）：
过滤精度一般在0.1-50微米，常见的各种PP滤芯，活性碳滤芯，陶瓷滤芯等都属于微滤范畴，用于简单的粗过滤，过滤水中的泥沙、铁锈等大颗粒杂质，但不能去除水中的等有害物质。滤芯通常不能清洗，为滤材料，需要经常更换。① PP棉芯：一般只用于要求不高的粗滤，去除水中泥沙、铁锈等大颗粒物质。② 活性碳：可以水中的异色和异味，但是不能去除水中的，对泥沙、铁锈的去除效果也很差。③ 陶瓷滤芯：小过滤精度也只0.1微米，通常流量小，不易清洗。
超滤膜（UF）：
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。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。

微滤、纳滤和超滤三者之间有不同区别
微滤、纳滤和超滤之间的主要区别在于膜的孔径。每个过滤过程都有相同的程序，水通过半透膜，根据孔径大小，某些元素被去除，而其他元素则通过。
微滤是通过膜从水中物理去除悬浮固体的过程。微滤通常与超滤和反渗透等其他分离过程结合使用。微滤中使用的过滤器的孔径约为 0.1 微米（小）。和悬浮固体是可以通过微滤去除的元素。
超滤通过阻止了微滤的一切，需要稍高的压力才能实现这一点。虽然它需要比 MF 更高的压力，但超滤可以由您从水龙头获得的压力提供动力，使其在商业领域的饮用水中很受欢迎。
它的工作方式与 MF 相同，受污染的液体通过膜过大而无法通过膜的孔径，从而产生纯化的液体流。超滤过滤器的孔径约为 0.01 微米（更小）
纳滤膜通常可去除 50% – 90% 的一价离子，例如氯化物或钠。NF 中使用的过滤器的设计和操作与反渗透非常相似，但存在一些差异。那些膜不像 RO 膜那样“紧密”，并且需要较低的给水压力。纳滤过滤器的孔径约为 0.001 微米（小）。它已获得“软化膜”的名称，因为它通常用于过滤总溶解固体含量低的水，去除有机物和软化水。
终，他们都做同样的工作，但根据水问题和使用它的行业去除不同的元素。所用半透膜的孔径大小是微滤、纳滤和超滤之间的主要区别。不同的孔径允许不同的元素通过，从而为环境正确、地处理废水问题提供终精度。

超滤膜的应用
近 30 年是超滤技术迅速发展的时期，超滤分离技术被广泛地应用于饮用水制备、食品工业、制药工业、工业废水处理、金属加工涂料、生物产品加工、石油加工等领域。大规模的水处理通常集中在以下方面：饮用水供水终端、地表水处理、海水处理和污水回用。
1.饮用水处理
由于对饮用水的质量要求越来越严格，水处理公司投入越来越大的精力来控制供水管网中存在的微生物的量。为了做到这一点，因此一种方法是进行昂贵、频繁的水质检验，或者在供水终端设置防止和病毒进入的屏障。采用UF系统，可以非常方便的建成这样的屏障。超滤膜对的去除率可以达到 6log，对于病毒的去除率达到 4log，因此水厂和用水者都不必在担心和病毒的问题。由于饮用水的质量本身很高（浊度和悬浮固体都非常低），因此此时的膜系统可以可以采用很高的膜通量，可以达到 135 升/平米.小时。同时较高的入水条件，因此反冲频率和化学加强反洗的频率都可以非常低，产水量可以达到 99％。如果需要还可以设立二级超滤系统，将级的反洗水进一步回用。
2.地表水处理
超滤系统非常多的应用在地表水处理上，处理后的水用于灌溉或作为反渗透的入水，来制备工业用水。这种技术提供了一种新型的工业用水的方式，即不必在购买越来越贵的饮用水，而是近取用地表水处理后使用。
3.海水淡化预处理
世界上很多沿海地区淡水资源比较缺乏，解决的方法是将海水淡化制取淡水。早人们通常采用蒸馏技术，从十九世纪 60 年代，膜技术被用于这些地区的缺水问题。但是，许多反渗透海水淡化系统面临着膜污染严重的问题。主要因为反渗透系统的传统的预处理方法无法提供可靠的入水水质。因此绝大多数淡化工厂，在远远低于其设计出水量的情况下工作，甚至有些工厂的出水量达不到初设计的 30％。 超滤系统可以非常有把握的控制海水的水质，为反渗透系统提供高质量的入水，保证反渗透系统的稳定运行。
4.污水回用
随着工业发展，水质污染情况日益严重，同时淡水资源越来约缺少。超滤因为其价格方面的优势为污水的回用提供了一种有吸引力的解决办法。城市污水经超滤处理后，完全可以做为工业用水，甚至是饮用水来使用，这在技术上是完全可以实现的。

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产生所谓浓度化现象，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（、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。微生物的存在对中空纤维超滤膜的危害性是为严重的。除去原水中的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，紫外也可使用。
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。
C、悬浮物和胶体物质的去除： 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。
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（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，当供水温度较低时，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，如果进水超过使用范围，需要加以调整。
2、操作参数：
正确的掌握和执行操作参数对超滤系统的长期和稳定运行是为重要的，操作参数一般主要包括：流速、压力、压力降、浓水排放量、回收比和温度。
A、流速： 流速是指原液（供给水）在膜表面上的流动的线速度，是超滤系统中的超滤一项重要操作参数。流速较大时，不但造成能量的浪费和产生过大的压力降而且加速超滤膜分裂性能的衰退。反之，如果流速较小，截留物在膜表面形成的边界层厚度，引起浓度化现象，既影响了透水速率，又影响了透水质量。在允许的压力范围内，提高供给水量，选择高流速，有利于中空纤维超滤膜性能的保证。
B、压力和压力降： 在选择工作压力时除根据膜及外壳耐压强度为依据外，必须考虑膜的压密性，及膜的耐污染能力，压力越高透水量越大，相应被截留的物质在膜表面积聚越多，阻力越大，会引起透水速率的衰减。此外进入膜微孔中的微粒也易于堵塞通道。总之，在可能的情况下，选择较低工作压力，对膜性能的充分发挥是有利的。
C、回收比和浓缩水排放量： 在超滤系统中，回收比与浓缩水排放量是一对相互制约的因素。回收比是指透过水量与供给量之比率，在多数情况下，也可以采用较小的回收比操作，而将浓缩液排放回流入原液系统，用加大循环量来减少污垢层的厚度，从而提高透水速率，有时并不提高单位产水量的能耗。
D、工作温度： 超滤膜的透水能力随着温度的升高而，一般水溶液其粘度随着温度而降低，从而降低了流动的阻力，相应提高了透水速率。在工程设计中应考虑工作现场供给液的实际温度。特别是季节的变化，当温度过低时应考虑温度的调节。
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