污水处理技术篇:超滤膜水处理技术
超滤膜分离技术:高效净化水质与液体

超滤膜分离技术:高效净化水质与液体超滤膜是一种应用广泛的膜分离技术,能够有效净化水质和液体。
其原理是通过孔径比传统滤膜更小的膜孔,将溶质、杂质和悬浮颗粒从液体中分离出来,从而实现水质净化和液体精细分离的目的。
超滤膜的孔径一般在0.001~0.1微米之间,远小于常规的微滤膜,因此能够更有效地过滤水中的杂质和微小颗粒。
通过超滤膜处理后的水质,不仅可以去除悬浮物、胶体、菌类和病原微生物等,还能够保留水中的有益矿物质和微量元素,将水处理成透明、清洁、安全的饮用水。
超滤膜可以应用于多个领域,例如工业用水处理、生活饮用水净化、食品加工、药品工艺中溶剂的回收等。
在工业用水处理方面,超滤膜可以高效地去除水中的悬浮颗粒、有机物、重金属离子和微生物等,使废水得到有效处理和回收利用,减少环境污染。
在生活饮用水净化方面,超滤膜能够去除水中的异味、味道、色度和杂质等,提供健康、安全的饮用水。
超滤膜分离技术具有高效、节能、环保的特点。
首先,超滤膜的分离效率非常高,可以去除水中的颗粒物和有机物质,使水质更加纯净;其次,超滤膜的工作原理是物理过滤,不需要化学药剂的添加,节省了化学处理费用;同时,超滤膜分离过程中不会产生废物和副产物,不会对环境造成污染。
超滤膜的使用和维护也相对简单。
首先,需要对超滤膜进行适当的预处理,例如去除大颗粒物、沉淀物和氧化物等,以防止超滤膜堵塞;其次,在使用过程中需要定期清洗和维护超滤膜,以保证其工作效率和寿命。
此外,超滤膜的材质和结构可以根据具体的应用需求进行选择和设计,以达到更好的分离效果。
综上所述,超滤膜分离技术是一种高效净化水质和液体的技术手段。
其能够去除水中的杂质和微小颗粒,提供纯净、清洁、安全的水资源,广泛应用于工业和生活领域。
超滤膜分离技术具有高效、节能、环保的特点,使用和维护相对简单。
未来随着技术的进一步发展,超滤膜分离技术有望在水资源利用和环境保护中发挥更大的作用。
超滤膜分离技术是一种通过膜孔尺寸筛选和阻隔的分离方法。
UF污水处理工艺

UF污水处理工艺一、概述UF(Ultrafiltration)是一种常用的污水处理工艺,通过使用超滤膜来去除污水中的悬浮物、胶体、细菌和病毒等弱小颗粒,从而达到净化水质的目的。
本文将详细介绍UF污水处理工艺的原理、设备、操作流程以及处理效果等方面的内容。
二、原理UF污水处理工艺主要利用超滤膜的微孔作用,将水中的悬浮物、胶体、细菌和病毒等弱小颗粒截留在膜表面,从而实现水的净化。
超滤膜的孔径通常在0.01-0.1微米之间,比普通过滤器的孔径要小得多,能够有效地去除弱小颗粒。
三、设备UF污水处理工艺所需的设备主要包括超滤膜组件、反冲洗系统、泵站、管道系统、控制系统等。
超滤膜组件是核心设备,通常由多个超滤膜单元组成,可根据处理规模的不同进行扩展。
反冲洗系统用于清洗超滤膜,以保证其长期稳定运行。
泵站和管道系统用于输送污水和处理后的水。
控制系统则用于监控和调节整个处理过程。
四、操作流程UF污水处理工艺的操作流程普通包括进水、预处理、超滤、反冲洗和出水等步骤。
1. 进水:将待处理的污水通过泵站输送至处理系统。
2. 预处理:对进水进行预处理,主要包括调节pH值、添加混凝剂、除磷、除氮等工序,以提高后续超滤的效果。
3. 超滤:将经过预处理的污水通过超滤膜组件,超滤膜的微孔截留污水中的弱小颗粒,产生净水。
4. 反冲洗:当超滤膜表面阻塞或者通量降低时,需要进行反冲洗操作,清洗膜面上的污垢,以恢复膜的通量。
5. 出水:经过超滤处理后的水称为产水,产水具有较高的水质,可用于灌溉、工业用水等领域。
五、处理效果UF污水处理工艺具有较好的处理效果,可有效去除污水中的悬浮物、胶体、细菌和病毒等弱小颗粒,使水质得到显著改善。
处理后的水质符合国家相关标准,可满足不同领域的用水需求。
六、应用领域UF污水处理工艺广泛应用于城市污水处理厂、工业废水处理厂、农村污水处理等领域。
在城市污水处理厂中,UF工艺常用于二次处理工序,能够有效去除二次沉淀工艺无法去除的弱小颗粒,提高出水水质。
污水处理中的超滤技术及应用案例

污水处理中的超滤技术及应用案例污水处理是一种重要的环境保护技术,可以有效地减少污染物的排放和对水资源的浪费。
超滤技术作为一种常用的污水处理方法,在过去的几十年中取得了显著的发展。
本文将介绍超滤技术的原理、应用领域以及相关的应用案例。
一、超滤技术的原理1. 滤膜孔隙尺寸:超滤技术通过特定尺寸的滤膜,将污水中的悬浮颗粒、胶体物质和高分子有机物截留在滤膜表面,使洁净水从膜孔中通过,从而实现污水的过滤和分离。
2. 滤膜材料:常见的超滤膜有聚酯、聚丙烯、聚氨酯等材料,具有良好的耐腐蚀性、抗压强度和稳定性,适用于不同水质的处理。
3. 操作压力:超滤技术通常需要一定的操作压力,以推动污水通过滤膜孔隙,增加水的透过速率。
二、超滤技术的应用领域1. 生活污水处理:超滤技术可以有效地去除生活污水中的悬浮物、微生物和有机物,生产出清澈透明的再生水,可以用于灌溉、环境景观和其他非饮用用途。
2. 工业废水处理:超滤技术在工业领域的应用非常广泛,可以去除含有悬浮颗粒、有机物和油污的废水,减少对环境的污染,达到排放标准。
3. 饮用水净化:超滤技术可以去除饮用水中的微生物、颜色、浑浊物和异味物质,提供清洁健康的饮水。
4. 海水淡化:超滤技术在海水淡化中起着重要作用,可以通过滤膜截留海水中的盐分和杂质,生产出高品质的淡水。
三、超滤技术的应用案例1. 北京奥运会水上项目场馆污水处理厂:借助超滤技术,该污水处理厂成功地将奥运会期间的场馆污水进行了处理和再利用,达到了重新使用的水质要求。
2. 上海露天游泳场馆水质净化工程:该项目采用超滤技术对露天游泳场馆的循环水进行处理,有效去除悬浮颗粒和微生物,提供清洁、透明的游泳水。
3. 污水处理车载装置:超滤技术在移动污水处理领域应用得越来越广泛,一些移动污水处理车辆配备了超滤装置,可以在不同地点对污水进行即时处理,方便实用。
总结:超滤技术是一种高效、环保的污水处理方法,具有广泛的应用。
随着技术的不断创新和发展,超滤技术在水处理领域将发挥越来越重要的作用,带来更清洁、可持续的水资源利用。
环境工程水处理中超滤膜技术的应用

环境工程水处理中超滤膜技术的应用摘要:现如今,水资源匮乏现象引起了国家的高度重视。
而超滤膜技术在水资源处理中的有效运用能够大幅度提升水资源的处理质量,在环境友好型社会的建立过程中占有发挥着重要作用。
基于此,本文主要分析了环境工程水处理中超滤膜技术的应用。
关键词:生态环境;水资源处理;超滤膜技术引言超滤膜技术这种深度改善水资源的水处理技术在我国环境保护工程的未来发展建设过程中将具有十分广阔的应用前景,随着现代科学技术的不断发展和创新,超滤膜技术在未来城市饮用水处理中将能够得到更优的改善,为人们的日常生活提供更加优质的水净化服务1超滤膜技术的基本概念1.1超滤技术用于分离液体中的溶质与溶液的过滤技术主要是通过转化压力为推动力,推动液体穿过滤膜,将溶质分隔在膜的一侧、溶液分隔在膜的另一侧,膜技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透,这四种膜分离技术可以将不同体积的溶质分离开来。
四种滤膜有着各自的分离范围,从上到下,滤膜孔径越来越小,其中超滤膜的孔径大致在微滤和纳滤之间,且有一定的范围重叠。
1.2超滤原理超滤又称作超过滤,其工作原理与日常生活中漏勺的使用原理类似。
超滤就是创造出一张只有水分子结构能通过而其他杂质分子无法通过的膜状物,从而通过筛选的作用把有害物质有效过滤出来。
随着科学技术的不断进步,超滤膜的膜面也由原本的单面膜增加到了多面膜,超滤技术的过滤水平也因此得到有效提升[1]。
1.3微透过原理超滤膜的表面附有500万个过滤分子,而这些分子的体积却只有0.002μm3。
在水资源的处理过程中,超滤膜表面的分子会阻止污染物质经过,因而能保证经过超滤膜的物质纯净、无害,而这种工作原理又被称为微透过原理。
并且超滤膜的膜布本身就能对水中的有害物质进行过滤,加之过滤分子,形成了双重的过滤效果,使得水资源的利用性得到有效提升。
1.4超滤膜材料现代技术的发展使得超滤膜的膜材料选择变得非常丰富,一般来说超滤膜制膜材料会选用有机高分子材料,包括纤维素酯类、聚砜类、聚烯烃类、氟材料、聚氯乙烯几大类,这些材料都有着柔韧性和亲水性,使用稳定,成本适中;而近几年来开发的新型制膜材料利用了无机材料,包括陶瓷、玻璃、氧化铝、氧化锆和金属等,这些材料耐高温、不易老化、可再生性强,不过因为还在实验室研究阶段,暂未投入商品化生产。
工艺方法——超滤膜技术

工艺方法——超滤膜技术工艺简介1、超滤膜技术的原理超滤膜技术是指在溶液在自身压力作用下,利用滤膜的筛分穿透特性,使水中的低分子溶质穿透滤膜,高分子溶质被滤膜截留,无法穿透滤膜,从而实现污水处理的一项物理处理技术,超滤膜水处理技术不仅可以像传统水处理技术一样,将水中的悬浮颗粒物、杂质过滤,对于水中的细菌、病毒、微生物等物质也有着很明显的处理效果。
因此超滤膜技术在环境工程水处理中的应用就是当前比较重要的一种污水处理方式,其能够明显提升污水净化效益,在很多水资源的处理净化中都能够具备理想的适用性。
2、超滤膜技术的特征超滤膜技术是目前最新的一种水体处理技术,其技术上的先进性和原理上的优先性使得其不同于普通的水体处理技术,与其他水体处理技术相比也具有各种优势。
首先就是超滤膜技术稳定性良好,耐热性能也不差,在过滤完毕之后,所产生的水体之中杂质所剩也非常少,其次就是通过超滤膜技术能够达到的水质过滤质量高,在过滤的过程之中,不太需要混凝剂的作用,就可以将水体之中的悬浮物有效的去除,从而实现高质量的水体过滤。
最后就是超滤膜技术不仅仅效率高、效果好,其成本也是非常的低廉,这是由于其原理和超滤膜本身组成材质导致的,与此同时的是超滤膜技术目前还属于婴幼儿状态,还具有非常大的成长空间,能够进一步的提升和改造,以后超滤膜技术的优势会越来越大。
3、环保工程水处理过程中超滤膜技术的应用(1)电泳漆废水国外超滤技术的较大规模应用开始于70年代,当时就是主要用于电泳涂漆工业。
废水中的漆料是使用漆料总量的10%-50%,采用超滤技术处理电泳漆废水不仅可以减少漆的损失和回用废水,而且可以使有害无机盐透过超滤膜从而提高了电泳漆的比电阻,调节和控制、漆液的组成,保证电泳涂漆的正常运行。
国内一些汽车厂、电泳漆行业也采用超滤技术。
北京某汽车厂原排放电泳漆废水量为200m3/d,工件带出漆液量19.13L/h,经用超滤法处理后,保证了电泳槽漆液的电阻率大于500Ω/cm,维持了电泳漆的固体含量稳定,对电泳漆的截留率为97%-98%,排水量降到5m3/d,节省了大量补充的去离子水。
水处理超滤膜过滤技术原理详细说明

水处理超滤膜过滤技术原理详细说明超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程,膜的材质在超滤工作中是至关重要的,不同的材料材质显示的特性也是不同的,像亲水性、成孔性、材料来源广泛、稳定,这些都是衡量材质适不适合自己需求的指标特性。
一、水处理超滤膜过滤原理阐述超滤膜组件采用先进的内压式膜分离技术,在常温和低压下进行分离,它具有能耗低、过滤精度高、产水量大、抗污能力强等优点,可有效滤除水中的细菌、胶体、悬浮物、铁锈、大分子有机物等有害物质。
二、uf超滤膜系统特点采用内装高强度高韧性的改性聚丙烯中空纤维膜的系列超滤元件,不断丝、通量大、抗污染性,运行时无需进行化学分散洗,通过反冲就可以恢复通量。
各组件水力负荷均匀、无死角,在反冲洗和化学清洗时污染物更易排出。
适应各种水质,产水清澈透明,SDI稳定小于等于3,优于反渗透系统的进水要求。
设备紧凑、占地面积小、模块化设计便于扩充、全自动运行,免维护工作。
三、应用领域过滤经生化处理后的城市污水达到杂用水回用标准,工业废水深度处理回用、自来水、地下水、地表水的除菌、除浊、净化、大型反渗透系统的前级预处理、海水淡化前级预处理,工业冷却水的净化回用。
目前,超滤膜元件主要使用的材质有大概有聚砜、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯和无机材料。
主要应用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药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。
浅谈UF超滤膜技术在酿造行业中的应用优势超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一,在60年代超滤装置就实现了工业化。
现如今成熟的超滤膜技术在工业领域应用十分广泛,已成为新型化工单元操作。
成熟的超滤技术在酿造行业中发挥着浓缩、分离、提纯、除菌等重要作用。
超滤与传统制备工艺相比,具有安全无二次污染、操作简单、生产成本较低、还能使成品酒质具有较好的芳香度及清澈度等优势被越来越多的行业所应用。
超滤膜工艺原理一般认为超滤的分离机理为筛孔分离过程, 在静压差为推动力的作用下, 原料液中溶剂及小溶质粒子从高压的料液侧被透过膜到低压侧, 而大分子杂质被膜所阻挡,使过滤后的溶液中浓度增大。
污水处置技术篇超滤膜水处置技术

污水处置技术篇:超滤膜水处置技术北极星节能环保招聘网讯:超滤膜一般是指不对称多孔膜,表面孔径在20~50 nm,可截留分子质量范围较宽,从数千到数十万u。
一般以为,超滤是一种筛孔分离进程,其中溶剂和小分子溶质透过膜被搜集,而大分子溶质被膜截留成为浓缩液。
超滤技术是一种低能耗、无相变的物理分离进程,它具有高效节能、无污染、操作方便和用途普遍等长处。
目前,超滤膜不仅普遍应用于分离、浓缩、纯化生物制品,提纯医药制品和食物工业等领域,而且在饮用水处置、废水处置、超纯水制备和血液处置中也发挥着庞大的作用。
由于膜的截留作用,膜很容易受到污染,使膜的通透性下降,从而致使分离效率降低且影响膜的利用寿命。
因此膜污染是制约超滤膜应用的重要原因之一。
笔者结合国内外有关超滤膜污染的最新研究进展对影响膜污染的因素进行了综述,并对此后超滤膜污染的研究方向进行了探讨。
更多水处置招聘请关注北极星节能环保招聘网1 引发膜污染的物质不同水中含有不同的污染性物质,因此其对膜的污染也有所不同。
研究表明,引发膜污染的物质主要有无机物、有机物、悬浮物和细菌等。
无机物仅在无机离子的作用下,污染物对超滤膜的影响并非十分明显,但由于分离液体的复杂性,当其中存在有机物时,有机物和无机物之间的彼此作用会对膜造成污染。
研究发现,无机离子易被有机物联结,使无机物和有机物的形态发生转变,从而加重膜污染。
Y. J. Chang 等在用中空纤维超滤膜处置天然原水时发现,沉积在膜表面的物质多为铝、硅、钙和铁等物质。
其以为溶解性有机物发挥了“黏合剂”的作用,将无机离子和膜表面连接起来。
S. 等进行了腐殖酸对纳滤膜膜通量影响的研究,发现钙离子存在下,可加速膜通量的下降。
研究者以为,腐殖酸首先吸附或沉积在膜表面,然后钙离子将溶液和膜表面粘连,从而将溶液和膜表面的腐殖酸连接起来,加速了膜通量的下降。
M. Kabsch-Korbutowicz 等在对含腐殖酸和钙盐的溶液进行超滤实验时发现,增加钙离子浓度,会使腐殖酸收缩并与金属离子生成络合体而阻塞膜孔。
污水处理中的超滤技术与设备

更换耗材
定期更换耗材,如滤芯、膜组件等, 确保设备持续高效运行。
记录与报告
建立维护记录和报告制度,对设备维 护情况进行跟踪和管理。
06
实际案例分析
案例一:某城市污水处理厂超滤技术应用
总结词
高效稳定、低能耗、出水质量高
详细描述
某城市污水处理厂采用超滤技术,实现了对污水中悬浮物、有机物、细菌、病 毒等污染物的有效去除。该技术具有高效稳定、低能耗、出水质量高等优点, 为城市污水处理提供了新的解决方案。
低能耗
相较于其他过滤技术,超滤技 术的能耗较低,运行成本较低 。
易于自动化
超滤技术可以实现自动化操作 ,降低人工干预,提高处理效 率。
适用于各种水源
超滤技术适用于各种水源的处 理,包括生活污水、工业废水
等。
技术局限性
膜污染问题
超滤过程中,膜表面容易沉积污染物,导致膜通 量下降,需要定期清洗或更换膜组件。
生活污水处理
生活污水中含有大量的有机物和悬浮 物,超滤技术可以有效去除这些污染 物,提高水质。
处理流程
预处理
去除污水中的大颗粒物和悬浮物,为后续的超滤处理做准备。
超滤膜过滤
利用超滤膜的过滤作用,将污水中的小颗粒物、有机物、微生物等 物质分离出来。
清洗和维护
定期对超滤膜进行清洗和维护,保证其过滤效果和使用寿命。
污水处理中的超滤技术与设备
汇报人:可编辑 2024-01-04
• 超滤技术简介 • 超滤设备介绍 • 超滤技术在污水处理中的应用 • 超滤技术的优缺点分析 • 超滤设备的选型与维护 • 实际案例分析源自1超滤技术简介技术定义
定义
超滤技术是一种膜分离技术,利 用具有孔径大小不同的超滤膜, 在压力作用下实现物质的分离和 纯化。
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污水处理技术篇:超滤膜水处理技术北极星节能环保招聘网讯:超滤膜通常是指不对称多孔膜,表面孔径在20~50 nm,可截留分子质量范围较宽,从数千到数十万u。
一般认为,超滤是一种筛孔分离过程,其中溶剂和小分子溶质透过膜被收集,而大分子溶质被膜截留成为浓缩液。
超滤技术是一种低能耗、无相变的物理分离过程,它具有高效节能、无污染、操作方便和用途广泛等优点。
目前,超滤膜不仅广泛应用于分离、浓缩、纯化生物制品,提纯医药制品和食品工业等领域,而且在饮用水处理、废水处理、超纯水制备以及血液处理中也发挥着巨大的作用。
由于膜的截留作用,膜很容易受到污染,使膜的通透性下降,从而导致分离效率降低且影响膜的使用寿命。
因此膜污染是制约超滤膜应用的重要原因之一。
笔者结合国内外有关超滤膜污染的最新研究进展对影响膜污染的因素进行了综述,并对今后超滤膜污染的研究方向进行了探讨。
更多水处理招聘请关注北极星节能环保招聘网1 引起膜污染的物质不同水中含有不同的污染性物质,因此其对膜的污染也有所差别。
研究表明,引起膜污染的物质主要有无机物、有机物、悬浮物和细菌等。
1.1 无机物仅在无机离子的作用下,污染物对超滤膜的影响并不十分明显,但由于分离液体的复杂性,当其中存在有机物时,有机物和无机物之间的相互作用会对膜造成污染。
研究发现,无机离子易被有机物联结,使无机物以及有机物的形态发生变化,从而加剧膜污染。
Y. J. Chang 等在用中空纤维超滤膜处理天然原水时发现,沉积在膜表面的物质多为铝、硅、钙和铁等物质。
其认为溶解性有机物发挥了“黏合剂”的作用,将无机离子和膜表面连接起来。
S. H.Yoon 等进行了腐殖酸对纳滤膜膜通量影响的研究,发现钙离子存在下,可加快膜通量的下降。
研究者认为,腐殖酸首先吸附或沉积在膜表面,然后钙离子将溶液和膜表面粘连,从而将溶液和膜表面的腐殖酸连接起来,加快了膜通量的下降。
M. Kabsch-Korbutowicz 等在对含腐殖酸以及钙盐的溶液进行超滤实验时发现,增加钙离子浓度,会使腐殖酸收缩并与金属离子生成络合体而阻塞膜孔。
1.2 悬浮物悬浮物主要包括泥沙、黏土、大分子有机物、微生物、化学沉淀物、细菌等,悬浮物的粒径大约为0.001~100 μm。
超滤时,大的悬浮物会沉积在膜表面,较小的悬浮物颗粒则滞留在膜孔中,更小的悬浮物颗粒在通过膜后会对后续的反渗透进一步造成影响。
当有机物与悬浮物质混合时,其膜通量比只存在有机物时高,且随着悬浮物的增加,膜通量下降的速度减缓,原因可能是悬浮物吸附了有机质,减小了有机物与膜直接接触的机会,从而降低了膜污染。
1.3 有机物有机物是造成膜污染的主要原因,有机物的溶解性、亲疏水性、分子质量等对膜的污染都有影响。
有关有机物的溶解性对膜污染的影响,国内外已有广泛的研究。
F. Rogella的研究表明,溶解性有机物是造成超滤膜污染的关键因素,特别是腐殖酸类有机物通过膜孔内部吸附以及膜表面拦截形成紧密的吸附层而使膜受到污染。
C. F. Lin 等通过研究也发现,腐殖酸类有机物是超滤膜的主要污染物,并且其羧基含量与膜污染成正比。
H. A. Mousa通过实验研究发现,实验初期腐殖酸首先在内孔中吸附,而引起孔道阻塞,然后在膜表面吸附形成滤饼层。
董秉直等在对黄浦江原水膜分离性能研究中发现,当浊度固定时,增加溶解性有机碳,会使膜过滤阻力迅速增加。
针对有机物分子质量对膜污染的影响,国内外研究者投入了大量的精力。
A. W. Zularisam 等的研究表明,有机物分子质量对膜污染有很大影响。
G. Crozes 等〔15〕的研究表明,小分子有机物尤其是粒径远小于膜孔径的有机物,是造成膜污染的主要因素。
金鹏康等的研究表明,有机物分子质量越小,膜表面污染越严重。
国内外关于有机物亲疏水性对膜污染的影响研究数不胜数。
A. W. Zularisam 等的研究表明,有机物的亲疏水性与膜污染之间有很大关系。
L. Fan等将有机物分离成强疏水性、弱疏水性、极性亲水性和中性亲水性有机物,并考察了其对膜污染的影响。
实验表明,中亲水性有机物是造成膜污染的主要因素。
Jixiang Yang 等的研究表明,引起膜污染的有机物主要是亲水性有机物。
但J. A. Nilson 等的研究却得到相反的结果,研究中发现,疏水性有机物是引起膜污染的主要因素,而亲水性有机物对膜通量的影响不大。
Y. Chen 等研究认为,引起膜通量快速下降的主要因素是大分子质量疏水性有机物。
综上所述,引起膜污染的主要原因是有机物,但是水中存在的钙离子等无机离子能加速有机物对膜的污染,而悬浮物的存在能减缓有机物对膜的污染。
因此要根据水中离子含量,综合考虑各种成分的相互作用,确定引起膜污染的主要因素,提出具有针对性的方案恢复膜通量。
2 膜类型对膜污染的影响膜技术应用的关键是筛选合适的膜材料,不同材料、结构和孔径的膜具有不同的处理效果、产水通量、产水水质和使用寿命。
膜材料的表面能、极性、荷电性、化学结构、亲疏水性等影响着膜污染。
目前的膜材料主要是聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚砜、聚醚砜等。
A. Drews的研究表明,膜污染与超滤膜性质尤其是膜表面亲疏水性有很大关系。
亲水性好的膜材料抗污染能力强。
R. H. Sedath 等通过添加阴离子、表面活性剂及表面氟化等方式提高膜表面亲水性,使膜污染得到明显降低。
K. H. Choo 等通过含氟聚合物、聚砜及纤维素 3 种不同的膜材料,研究吸附在膜表面的物质的表面自由能的变化时发现,含氟聚合物的疏水性最小并且造成的膜污染最小。
Guojun Zhang 等在研究聚偏氟乙烯、聚丙烯腈和聚砜超滤膜处理污泥样品过程中的污染情况时发现,污染最严重的是表面粗糙和疏水性强的聚砜膜。
孔径分布窄的超滤膜的筛分作用较强,过滤性能优异,随着孔径的增加,膜通量会迅速提高,但是孔隙率增大,膜内吸附随之增强,膜污染加剧。
膜孔的曲折率越小,膜通量就会越大。
金康鹏等通过研究发现,孔径小的超滤膜容易形成滤饼层从而降低膜孔内污染。
由于污染物容易进入到孔径大的膜孔内部引起内孔污染,因此相对于孔径小的超滤膜,孔径大的超滤膜膜表面的污染物较少。
3 操作条件对膜污染的影响超滤分离过程中操作压差、操作时间、操作温度、膜面流速等操作条件对超滤膜污染的影响不容忽视。
适当的操作压力、较大的线流速能减缓滤饼层的形成,控制流体稳定性和在次临界流量条件下运行均可减缓膜污染。
3.1 操作压差Xianghua Zhen 等的研究表明,在超滤分离过程中,未受污染的膜,浓差极化作用可忽略,膜通量与压力成正比;随着过滤过程的进行,膜表面滤饼层逐渐形成而引起膜污染,并且随压力的增大,膜通量的增加变慢。
沈飞等的研究表明,在低于临界压力的条件下进行超滤操作有利于减缓膜污染。
因此超滤时,应根据实验临界通量确定适宜的操作压差,以降低膜污染的速率。
3.2 操作时间在超滤分离过程中,随着运行时间的延长,在浓差极化等作用下,膜表面会形成污染层并且堵塞膜孔,导致膜通量下降。
因此需要根据水质状况、膜清洗状况等因素来确定运行周期的长短。
3.3 操作温度赵立合等的研究表明,温度变化会引起料液黏度改变,进而影响膜通量。
随着温度的升高,料液黏度下降,扩散系数增加,从而降低了浓差极化的影响,有利于膜通量的增加。
但是温度升高也会改变料液的其他性质,使料液中某些组分的溶解度下降,使污染加剧。
研究表明,改变温度会影响膜面以及膜孔与料液中污染物的相互作用,使膜通量发生改变。
3.4 膜面流速H. Ma 等的研究表明,适当的膜面流速可使凝胶层变薄,阻力下降,从而减小浓差极化的影响,使膜通量提高。
当膜面流速超过临界值后,浓差极化作用显著,剪切力增大,使得污染物变形而被挤入膜孔导致膜通量降低。
改变料液的流动状态有助于提高膜的分离效率,因此应根据实际情况确定合适的膜面流速,有效地减弱浓差极化作用,提高膜的抗污染能力,从而提高膜分离效率同时延长膜的寿命。
4 膜污染机理关于膜的污染机理目前研究中尚没有统一的理论,但普遍认为,从微观上膜污染是在范德华力以及双电层作用下的大分子污染物和膜表面以及大分子溶质间相互作用的结果。
在范德华力和双电层的作用下,与膜表面带电性相同的污染物对膜的污染小,而带电性与膜表面相反的污染物对膜的污染严重。
从宏观上讲,浓差极化使得某些溶质在膜表面的浓度超过其溶解度;同时水中微粒、胶体离子或溶质分子与膜发生物理化学作用,使膜的透水量下降。
滤饼层是大量微粒在膜表面逐渐累积而形成的覆盖在膜表面的污染层,其会增加透过阻力,降低膜通量。
膜的吸附是污染物与膜微观作用的结果,是造成膜污染的关键。
膜孔堵塞是由于污染物在膜表面或膜孔内吸附或沉积造成的,其结果使膜孔窄化,导致膜通量下降。
张国俊等的研究表明,超滤除杂有3 种形式:(1)在膜表面的机械截留;(2)在膜孔中停留;(3)在膜表面及膜孔内吸附。
膜污染是由无机物沉淀、有机物吸附、颗粒物沉淀和微生物黏附生长及其相互作用引起的。
L. Seminario 等的研究表明,膜孔堵塞是由于污染物沉积在膜的表面及吸附于膜孔内部引起的。
N. Mugnier 等在研究中发现,超滤膜清洗后仍有部分污染物存在,可能是由于污染物和内孔间存在相互作用而无法完全清除。
钟冬平等通过研究发现,膜污染主要是由浓差极化、膜孔滤饼层形成引起的可逆污染和阻塞、吸附引起的不可逆污染。
5 展望超滤膜分离技术具有操作方便、节能、无相变、易实现规模化等优点,但膜易污染、通量易降低、操作弹性小的特点制约了膜的工业应用。
因此应从以下几个方面进行研究:(1)深入研究污染物之间的相互作用,完善膜污染机理,确定不同污染物对不同膜的污染程度,为选膜和确定合理的操作条件提供理论依据。
(2) 强化具有针对性及实用性且能够工业化的预处理的研究,找到更高效的预处理手段,减缓膜污染。
优化操作条件,针对污染物的特性研究廉价高效的清洗技术和清洗剂。
(3)改善现有膜材料,研究出强度高、亲水性强、抗菌、抗氧化、易清洗、寿命长的新型超滤膜。
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