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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。
超滤系统常见故障及处理措施
a、供水压力低或供水量不足,有可能水泵转动方向相反,或水泵进水管泄漏,此时水泵可能激烈震动;
b、压力降,系统内受阻或流速过大,应疏通水道或减少浓缩水排放量;
c、透水量下降,可能膜被压密或膜被污垢堵塞,前者停机松驰,一般不易恢复,后者则应进行清洗;
d、截留率下降,水质恶化,有多种可能,浓差化时应用大流量冲洗,密封损坏应更换或修补。中空纤维断裂或破损,则应更换膜组件。
超滤原理
以压力差为推动力的膜超滤随时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。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物、聚砜、聚、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,广泛用于如工业、食品工业、环境工程等。
超滤膜是早开发的高分子分离膜之一,在60年代超滤装置实现了工业化。超滤膜的工业应用十分广泛,已成为新型化工单元操作之一。用于分离、浓缩、纯化生物制品、制品以及食品工业中;还用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置。在我国已成功地利用超滤膜进行了的浓缩提纯。
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。
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