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超滤膜技术
作者:admin    发布: 2017/3/22

1.       超滤膜技术:主要是依靠膜两侧压力差驱动下的物理筛分作用,将原水中粒径大于表层平均孔径的大颗粒物质(如胶体物质、水中溶解的大分子、蛋白质、细菌、病毒等)被膜表面截留,而允许小于膜孔径的物质通过超滤膜,从而使原水得到净化。但在有些情况下,水中污染物和膜材料间相互作用也会影响到超滤膜的分离特性,因而又不能单纯理解为筛分原理。

2.       如何表征超滤膜的分离能力:超滤膜的孔径大小不一,且形状不规则,不容易用孔径判断其分离能力,一般采用截留分子量(MWCO)表示膜的分离能力。当对某一分子量聚合物或蛋白质的截留率达到 90%时,该物质的分子量为膜的截留分子量。虽然一般将 MWCO 解释为膜所能截留的公称最小分子质量,但这种表示方法也不是十分严格,因为膜的平均孔径和孔径分布会影响膜的分离特性

对于分子量一定的物质,其分子的结构形状、性质对截留性能也有影响,如球形和有侧链的分子、刚性分子会有更大的被截留率。可见,超滤膜孔径的大小、结构、膜表面的化学特性、以及被分离分子的结构形状等都起着不同的截留作用,所以,不能将膜孔径确定的分子分离极限看作为表征膜分离特性的绝对尺度。

3.       超滤膜的过滤压力:通常为 0.050.5 MPa,筛分孔径从 0.01 μm0.1 μm,通常认为其分离范围在 1000 100000 u 之间。

4.       超滤膜过滤方式分类:超滤膜过滤一般有死端式(Dead-end)和错流式(Cross-flow)两种操作方式。死端过滤时,原水全部透过膜,所有被截留的微粒都沉积在膜上,形成随时间而增厚的滤饼。错流过滤时,原水中的一部分透过膜,另一部分则与膜平行,且保持一定的膜面剪切速度,起到控制膜上覆盖层生成的作用,避免膜过度污染。

5.       超滤膜组件的型式主要有:

板框式(Plate and Frame Module)、

螺旋卷式(Spiral Wound Module)、

圆管式(Tubular Module

中空纤维式(Hollow Fiber Module

毛细管式(CapillaryModule)。

圆管式超滤膜直径一般大于 10 mm;毛细管式一般为 0.510.0 mm

6.       膜污染:是指在膜滤过程中,由于原水中的微粒物、胶体粒子或溶质分子,与膜之间存在物理化学作用或机械作用,而在膜表面及膜孔内部的吸附或沉积,致使出现膜孔堵塞或变小、膜过滤阻力增大、膜通量下降等膜水力性能降低的现象。

7.       膜污染是超滤过程中导致膜通量下降的重要因素。

8.       膜污染的分类:根据水力清洗对膜污染去除的情况,将膜污染分为可逆膜污染和不可逆膜污染两大类。一般认为,可以通过正常运行周期设定的物理清洗去除的膜污染视为可逆膜污染,在膜表面形成的滤饼层所导致的膜污染,一般被认为是可逆膜污染;反之,将不能通过正常运行周期所设定的物理清洗去除,在整个超滤过程中不断累积,最终必须通过化学清洗才能去除的膜污染称为不可逆膜污染。不可逆膜污染的长期积累会导致膜过滤性能的下降,为了去除不可逆膜污染而对膜进行频繁的化学清洗,势必会破坏膜本身的结构,降低膜材料的强度和膜的过滤性能,从而导致膜寿命降低,增加维护管理和运行的成本。因此,不可逆膜污染是被重点关注和研究的膜污染类型。在膜污染控制技术中,减小不可逆膜污染的形成是非常重要的。

9.       关于膜污染机理目前还没有统一的理论,但文献中一致认同原水中颗粒物与膜材料之间的相互作用是影响膜污染的最主要因素。通常认为,膜污染主要是由滤饼层的形成和压缩、吸附、孔堵等原因引起。

10.  若针对不同原水组分对浸没式超滤膜污染的特性进行分析研究,识别超滤过程中造成不可逆膜污染的主要原因,则能够针对性地采取相应的控制技术,消除不可逆膜污染的影响,延长膜的使用寿命。

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