使用超濾膜首先要知道超濾膜的基礎知識,從而對超濾膜有一個全方位的了解。
超濾(UF)
超濾能截留 0.002-0.1um之間的顆粒和雜質,超濾膜允許小分子物質和溶解性固體等通過,但將有效阻擋住膠體、蛋白質、微生物和大分子有機物,用于表征超濾膜的切割分子量一般在1000-100000 之間, 超濾在純水處理、污水處理方面都有很大的利用空間。
各種過濾技術對比圖
超濾分離特性
1.超濾分離過程不發生相變化,耗能少
2.超濾分離過程可以在常溫下進行
3.超濾分離過程僅以低壓為推動力,設備及工藝流程簡單,易于操作、管理及維修
4.凡溶質分子量為 1000~500,000 道爾頓或者溶質尺寸大小為 0.005~0.1μm左右,都可以利用超濾分離技術
5.采用系列化不同截留分子量的膜,能將不同分子量溶質的混合液中各組分實行分子量分級
超濾與傳統過濾及微濾的區別
1.超濾的篩分孔徑小,幾乎能截留溶液中所有的細菌、熱源、病毒及膠體微粒、蛋白質、大分子有機物
2.超濾運行整個過程在動態下進行,無濾餅形成,使膜表面不能透過物質僅為有限的積聚,過濾速率在穩定的狀態下可達到一平衡值而不致連續衰減
3.超濾過濾膜對大分子溶質的分離主要依賴于膜的有孔性,即膜對大分子溶質的吸附、排斥、阻塞及篩分效應
超濾運行模式
超濾可以按照全流或死端過濾(Dead-end)、錯流過濾(Cross-flow)和濃水排放過濾(Concentrate Bleed)三種運行模式操作
全流或死端過濾模式
全流或死端過濾模式比較適合水質較好的水,比如潔凈的地表水、井水、自來水和海水等水源,或者超濾前設置有較嚴格的預處理,比如有混凝/澄清器、砂濾器以及多介質過濾器等較差水質的水源,超濾可按照全流過濾模式操作。這種過濾模式與傳統過濾類似,進水進入超濾膜組件,全部透過膜表面成為產水從超濾膜組件過濾液側流出。
錯流過濾模式
如果水質較差,進水懸浮物、濁度較高時,就適合使用錯流過濾模式,進水進入超濾膜組件,部分透過膜表面成為產水,另一部分則夾帶懸浮物等雜質排出膜組件成為濃水,排出的濃水重新加壓后又循環回到膜組件內,保持膜表面較高流速產生的剪切力,把膜表面上截流的懸浮物等雜質帶走,從而使污染層保持在一個較薄的水平。
濃水排放過濾模式
當超濾進水懸浮物含量較低時,超濾可按照濃水排放過濾模式來操作。進水進入超濾膜組件,以較低比例的濃水量排出膜組件,通常 5-10%的進水量,大部分的進水透過膜表面成為產水產出。濃水排放過濾和錯流過濾模式操作同樣需要定時氣擦洗、水反洗和正洗以及定期的化學清洗來恢復超濾膜過濾性能。
超濾清洗工藝
超濾的清洗工藝包括物理清洗工藝的氣擦洗、水反洗和正洗,化學清洗工藝的化學加強反洗和化學清洗等。氣擦洗是利用壓縮空氣在水中形成強力湍動,松動膜表面截留的顆粒污染物,水反洗采用水流方向與產水方向相反的方式,水流透過膜孔,可以清除膜孔深層和膜表面的污染物,正洗則去除反洗殘留的污染物并排出在膜組件的氣體。
超濾膜材料
可以用來制造超濾膜的材質很多,包括聚偏氟乙烯 (PVDF)、聚醚砜 (PES)、聚丙烯 (PP)、聚乙烯 (PE)、聚砜 (PS)、聚丙稀腈 (PAN)、聚氯乙稀 (PVC)等。20 世紀 90 年代初,聚醚砜材料在商業上取得了應用,在90年代末,性能更優良的聚偏氟乙烯超濾膜開始被廣泛地應用于水處理行業。聚偏氟乙烯和聚醚砜成為目前最廣泛使用的超濾膜材料
超濾膜的孔徑
超濾膜通常采用不對稱結構,即由致密的皮層和多孔的支撐層構成,通常支撐層的孔徑要比皮層高一個數量級以上,過濾精度最高為0.01um。
超濾膜組件的結構
超濾膜組件的結構設計是連接膜絲特點和操作參數的中間紐帶。在眾多的形式中,目前以中空纖維膜為主,也有管式和卷式膜,中空纖維膜以其無可比擬的優勢成為超濾的最主要形式。根據致密層位置不同,中空纖維濾膜又可分為內壓膜、外壓膜兩種。
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