UF超濾膜:超濾進水水質要求

  超濾膜的工業應用十分廣泛,已成爲新型化工單元操作之一。用於分離、濃縮、純化生物製品、醫藥製品以及食品工業中;還用於血液處理、廢水理和超純水製備中的終端處理裝置。在我國已成功地利用超濾膜進行了中草藥的濃縮提純。超濾膜隨着技術的進步,其篩選功能必將得到改進和加強,對人類社會的貢獻也將越來越大。

  產品結構:

  超濾膜的結構有對稱和非對稱之分。前者是各向同性的,沒有皮層,所有方向上的孔隙都是一樣的,屬於深層過濾;後者具有較緻密的表層和以指狀結構爲主的底層,表層厚度爲0.1微米或更小,並具有排列有序的微孔,底層厚度爲200~250微米,屬於表層過濾。工業使用的超濾膜一般爲非對稱膜。超濾膜的膜材料主要有纖維素及其衍生物聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚碸、聚丙烯腈、聚酰胺、聚碸酰胺、磺化聚碸、交鏈的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。

  超濾膜過濾

  採用超濾膜以壓力差爲推動力的膜過濾方法爲超濾膜過濾。超濾膜大多由醋酯纖維或與其性能類似的高分子材料製得。最適於處理溶液中溶質的分離和增濃,也常用於其他分離技術難以完成的膠狀懸浮液的分離,其應用領域在不斷擴大。

  工藝特點

  以壓力差爲推動力的膜過濾可區分爲超濾膜過濾、微孔膜過濾和逆滲透膜過濾三類。它們的區分是根據膜層所能截留的最小粒子尺寸或分子量大小。以膜的額定孔徑範圍作爲區分標準時,則微孔膜(MF)的額定孔徑範圍爲0.02~10μm;超濾膜(UF)爲0.001~0.02μm;反滲透膜爲0.0001~0.001μm。由此可知,超濾膜最適於處理溶液中溶質的分離和增濃,或採用其他分離技術所難以完成的膠狀懸浮液的分離。超濾膜的制模技術,即獲得預期尺寸和窄分佈微孔的技術是極其重要的。孔的控制因素較多,如根據制膜時溶液的種類和濃度、蒸發及凝聚條件等不同可得到不同孔徑及孔徑分佈的超濾膜。超濾膜一般爲高分子分離膜,用作超濾膜的高分子材料主要有纖維素衍生物、聚碸、聚丙烯腈、聚酰胺及聚碳酸酯等。超濾膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或中空纖維膜等形式,廣泛用於如醫藥工業、食品工業、環境工程等。

  超濾進水水質要求

  一、超濾進水水質要求前處理:

  超濾法在水處理及其他工業淨化、濃縮、分離過程中,可以作爲工藝過程的預處理,也可以作爲工藝過程的深度處理。在廣泛應用的水處理工藝過程中,常作爲深度淨化的手段。根據中空纖維超濾膜的特性,有一定的供水前處理要求。因爲水中的懸浮物、膠體、微生物和其他雜質會附於膜表面,而使膜受到污染。由於超濾膜水通量比較大,被截留雜質在膜表面上的濃度迅速增大產生所謂濃度極化現象,更爲嚴重的是有一些很細小的微粒會進入膜孔內而堵塞水通道。另外,水中微生物及其新陳代謝產物生成粘性物質也會附着在膜表面。這些因素都會導致超濾膜透水率的下降以及分離性能的變化。同時對超濾供水溫度、PH值和濃度等也有一定限度的要求。因此對超濾供水必須進行適當的預處理和調整水質,滿足供水要求條件,以延長超濾膜的使用壽命,降低水處理的費用。

  A、微生物(細菌、藻類)的殺滅:

  當水中含有微生物時,在進入前處理系統後,部分被截留微生物可能粘附在前處理系統,如多介質過濾器的介質表面。當粘附在超濾膜表面時生長繁殖,可能使微孔完全堵塞,甚至使中空纖維內腔完全堵塞。微生物的存在對中空纖維超濾膜的危害性是極爲嚴重的。除去原水中的細菌及藻類等微生物必須重視。在水處理工程中通常加入NaClO、O3等氧化劑,濃度一般爲1~5mg/l。此外,紫外殺菌也可使用。在實驗室中對中空纖維超濾膜組件進行滅菌處理,可以用雙氧水(H2O2)或者高錳酸鉀水溶液循環處理30~60min。殺滅微生物處理僅可殺滅微生物,但並不能從水中去除微生物,僅僅防止了微生物的滋長。

  B、降低進水混濁度:

  當水中含有懸浮物、膠體、微生物和其他雜質時,都會使水產生一定程度的混濁,該混濁物對透過光線會產生阻礙作用,這種光學效應與雜質的多少,大小及形狀有關係。衡量水的混濁度一般以蝕度表示,並規定1mg/lSiO2所產生的濁度爲1度,度數越大,說明含雜量越多。在不同領域對供水濁度有不同的要求,例如,對一般生活用水,濁度不應大於5度。由於濁度的測量是把光線透過原水測量被水中顆粒物反射出的光量、顏色、不透明性,顆粒的大小、數量和形狀均影響測定,濁度與懸浮物固體的關係是隨機的。對於小於若干微米的微粒,濁度並不能反映。

  C、懸浮物和膠體物質的去除:

  對於粒徑5μm以上的雜質,可以選用5μm過濾精度的濾器去除,但對於0.3~5μm間的微細顆粒和膠體,利用上述常規的過濾技術很難去除。雖然超濾對這些微粒和膠體有絕對的去除作用,但對中空纖維超濾膜的危害是極爲嚴重的。特別是膠體粒子帶有電荷,是物質分子和離子的聚合體,膠體所以能在水中穩定存在,主要是同性電荷的膠體粒子相互排斥的結果。向原水中加入與膠體粒子電性相反的荷電物質(絮凝劑)以打破膠體粒子的穩定性,使帶荷電的膠體粒子中和成電中性而使分散的膠體粒子凝聚成大的團塊,而後利用過濾或沉降便可以比較容易去除。

  常用的絮凝劑有無機電解質,如硫酸鋁、聚合氯化鋁、硫酸亞鐵和氯化鐵。有機絮凝劑如聚丙稀酰胺、聚丙稀酸鈉、聚乙稀亞胺等。由於有機絮凝劑高分子聚合物能通過中和膠粒表面電荷,形成氫鍵和“搭橋”使凝聚沉降在短時間內完成,從而使水質得到較大改善,故近年來高分子絮凝劑有取代無機絮凝劑的趨勢。在絮凝劑加入的同時,可加入助凝劑,如PH調節劑石灰、碳酸鈉、氧化劑氯和漂白粉,加固劑水下班及吸附劑聚丙稀酰胺等,提高混凝效果。

  D、可溶性有機物的去除:

  可溶性有機物用絮凝沉降、多介質過濾以及超濾均無法徹底去除。目前多采用氧化法或者吸咐法。

  (1)氧化法 利用氯或次氯酸鈉(NaClO)進行氧化,對除去可溶性有機物效果比較好,另外臭氧(O3)和高錳酸鉀(KMnO4)也是比較好的氧化劑,但成本略高。

  (2)吸附法 利用活性炭或大孔吸附樹脂可以有效除去可溶性有機物。但對於難以吸附的醇、酚等仍需採用氧化法處理。

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