活性炭和超滤膜技术的负面效应

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超滤膜在水处理中的污染及其控制措施

超滤膜在水处理中的污染及其控制措施

超滤膜在水处理中的污染及其控制措施随着科学技术的发展,膜过滤技术得到较快的发展,使用膜过滤技术可以有效去除水中的微生物、细菌、无机颗粒和有机物,超滤膜水处理技术具有良好的物化性能和分析性能,能够满足环境工程水质要求。

超滤膜技术可以实现对水的净化、浓缩、分析,有效实现水体净化,并且成本低,有着较好的发展前景。

可以通过促进科技创新,逐步转变经济发展方式对超滤膜进行技术创新,促进企业健康发展,企业在获得经济效益的同时可以获得社会效益和生态效益。

1、超滤膜技术概念1.1 超滤膜技术工作原理。

超滤膜技术是在压差推动力作用下进行的筛孔分离过程,即在一定的压力作用下,当含有大、小分子物质两类溶质的溶液流过被支撑的膜表面时,溶剂和小分子溶质(如无机盐类)将透过膜,作为透过物被收集起来;大分子溶质(如有机胶体等)则被膜截留而作为浓缩液被回收,从而可以实现对水质净化和浓缩,分离出相关溶液的技术。

超滤膜技术在应用中介于微滤和纳滤之间,膜孔径范围为0.005-0.1μm,截留分子量为1000-500,000道尔顿左右。

超滤膜工作原理主要体现在一定压力下进行过滤的半透性的膜。

受到压力的作用,溶液中的溶剂和低分子量的溶质会通过超滤膜上的孔洞到达膜的另一侧。

在特定压力下进行过滤时,溶液中的无机盐和低能量分子就会通过。

大分子物质和胶体会被超滤膜截留或吸附,从而实现对水的净化。

使用超滤膜技术可以对工业废水进行有效处理。

超滤膜技术能够清除废水中的污染物。

过滤过的工业废水可以再次在工业生产中使用,从而提高水资源利用效率。

废水中过滤出来的有机物、无机物可以进行回收利用,从而减少资源的浪费,节约了企业生产成本。

在使用超滤膜技术时,要根据废水的特点采取合理的措施,提高废水处理效率。

1.2 超滤膜技术的特点。

超滤膜具有多样化的特点:第一,超滤膜技术仅以低压为推动力,设备及工艺流程简单,自动化程度较高,操作便捷,分离过程不发生相变,能耗低,运行费用较低,从而使系统的安全稳定性能较好。

各种过滤的优缺点介绍

各种过滤的优缺点介绍

各种过滤的优缺点介绍各种过滤的优缺点介绍过滤是一种常见的物理分离方法,广泛应用于各个领域,包括化工、食品、医药、水处理等。

根据过滤的原理和使用的材料,过滤可分为多种类型,以下将对几种常见的过滤类型进行优缺点介绍。

1.板框过滤器板框过滤器是一种以滤框和滤板为过滤元件的过滤器。

它的优点包括:•适用于各种悬浮物和颗粒物,能有效地去除杂质。

•结构简单,操作方便,易于维护和清洗。

•可实现多级过滤,适用于高精度过滤。

但是,板框过滤器也存在一些缺点:•过滤速度较慢,需要定期更换滤芯,维护成本较高。

•不适用于处理高温、高压、腐蚀性强的物料。

•滤芯更换过程中,可能存在滤芯堵塞或漏气的风险。

2.活性炭过滤器活性炭过滤器是一种以活性炭为过滤材料的过滤器。

它的优点包括:•能够吸附各种有害物质,如余氯、有机物、异味等。

•对于水处理和饮料制备等行业,能够有效地改善水质和口感。

•结构简单,操作方便,易于维护。

但是,活性炭过滤器也存在一些缺点:•活性炭的吸附容量有限,需要定期更换或再生。

•对于较大的颗粒物或悬浮物,活性炭过滤器的去除效果有限。

•活性炭易受温度、湿度等因素的影响,可能影响吸附效果。

3.超滤膜过滤器超滤膜过滤器是一种以超滤膜为过滤材料的过滤器。

它的优点包括:•可实现精确的分子量分离,适用于各种生化物质和蛋白质的分离纯化。

•过滤速度快,通量大,适用于大规模生产。

•对于高温、高压、酸碱等极端环境,超滤膜具有较好的稳定性和耐久性。

但是,超滤膜过滤器也存在一些缺点:•超滤膜的制造成本较高,且需要定期更换或清洗。

•对于某些特定物质的去除效果不够理想,可能需要进行后续处理。

•超滤膜的孔径大小难以控制,可能影响分离效果。

4.反渗透膜过滤器反渗透膜过滤器是一种以反渗透膜为过滤材料的过滤器。

它的优点包括:•可实现高精度的分子量分离,适用于各种无机盐和有机物的分离纯化。

•对于水的除盐效果非常好,可用于海水淡化和工业用水处理等领域。

•反渗透膜具有较高的耐压性和耐热性,可适应各种极端环境。

活性炭—超滤复合工艺去除水中典型PPCPs的效能与机理共3篇

活性炭—超滤复合工艺去除水中典型PPCPs的效能与机理共3篇

活性炭—超滤复合工艺去除水中典型PPCPs的效能与机理共3篇活性炭—超滤复合工艺去除水中典型PPCPs的效能与机理1活性炭—超滤复合工艺去除水中典型PPCPs的效能与机理随着社会经济的不断发展和人们生活水平的提高,医疗、兽医、农业等行业的广泛应用和滥用,使得水环境中含有的药物和个人护理用品成分(PPCPs)越来越多。

这些化合物在环境中难以降解,对水生生物和人类健康产生潜在风险。

因此,去除水中PPCPs成为当今水处理技术研究的热点之一。

目前,常用的水处理方法包括物理、化学和生物处理等。

然而,这些传统的水处理方法往往会破坏水中有机物的天然稳定性,造成二次污染。

因此,如何寻找一种有效的、经济的并非破坏水质的水处理技术是现在水处理行业所面临的重要挑战。

在此背景下,活性炭和超滤技术逐渐受到了人们的关注。

活性炭具有良好的去除水中难以分解的有机物和有害物质的能力,而超滤技术则能有效去除水中的悬浮颗粒和胶体粒子。

由此,将活性炭和超滤技术有机结合起来,形成活性炭—超滤复合工艺,成为一种理想的水处理工艺。

PPCPs是包括药物、个人护理用品、残留农药等在内的复杂有机污染物的总称。

这些化合物在环境中难以降解,对人类健康产生着不可忽视的风险。

那么,活性炭—超滤复合工艺去除水中PPCPs的效能和机理是怎样的呢?对于水中的药物,活性炭具有很好的吸附作用。

溶液中通过活性炭时,药物分子得到吸附,从而实现去除作用。

活性炭-超滤复合工艺并没有破坏或改变药物的结构,从而不会产生二次污染和新的环境风险。

对于个人护理用品成分,超滤技术能有效去除水环境中的有机颗粒、细菌和病毒等富集物,同时保留了水的营养成分,即通过超滤技术去除污染物的同时,又保持了水的良好品质,具有较好的经济性和可行性。

除了PPCPs以外,活性炭—超滤复合工艺还能去除水中的其他有机污染物和有毒元素,如石油污染物、氨氮、镉等。

它具有技术成熟、运行稳定、投资经济、适应性强等特点,是一种理想的新型水处理技术。

活性炭与超滤膜区别

活性炭与超滤膜区别

活性炭技术与超滤膜技术有何区别活性炭技术和超滤膜技术,本质上是物理过滤,所以,会成为微生物的温床,卫生系统专家支出,在使用没有抑菌(杀菌)装置的净水机时,经过7天左右的时间,微生物指标会大大增高,无论对超滤膜采用正冲或者反冲的清洗手段,效果都不甚理想,再说7天冲一次,消费者不嫌烦吗?亚硝酸盐浓度偏高。

活性炭和超滤膜技术是处理有机污染和余氯的最佳方案,但凡事都有两面性,在有机污染严重、浑浊度明显的地区,这一技术会导致微生物指标增高,从而导致亚硝酸盐浓度增加,其最直接的表现是净水机用一段时间,水质会变咸!不但影响口感,而且严重威胁人体健康。

尽管净水器产业发展缓慢,尽管净水器产品问题多多,但,是太阳终究会从东方升起,并如日中天的,净水器会不会是下个1000亿产业?让我们拭目以待!净水器的原理就是把水进行精过滤净水器的原理就是把水进行精过滤,去除水里的杂质细菌和重金属物质,但还保留矿物质,应该说让自来水更干净了,自来水管道里的铁锈,泥沙也可以去除,经过过滤的水分子属于小分子水,比较容易被吸收,这也是优点之一。

现在城市的水管网比较陈旧,不可避免会有些杂质,净水器的价格在千元左右,一般都能承受,只是人们的观念里不认为他重要而已,现在工业污染情况愈演愈烈,净水器很快就会成为生活必需品。

主要用于滤掉自来水中的氯、毒素、漂浮物(如会致癌的石棉、会让人发胖的激素)等这些对人体有害的杂质。

是健康饮水的必要保证。

1.可以有效地去除水中的泥沙、铁锈、细菌(大肠杆菌、霍乱菌、痢疾志贺氏菌等),并可以把对人体有害的带电荷的重金属离子(铅、汞、锌、锰等)转换成为适合人体吸收的中性矿物质。

2.可完全去除水中的氯及抑制水中菌类藻类的生长。

3.去除水中有机化学物(如农药、漂白剂、氯及三卤甲烷)并可去除异色异味,使最后出来的水能够达到生饮的标准,并保留自来水中的对人体有用的矿物质。

滤芯是净水器最核心的设备滤芯是净水器最核心的设备,相当于人们的心脏。

活性炭滤芯(活性炭滤棒)的优劣Microsoft Word 文档 (3)

活性炭滤芯(活性炭滤棒)的优劣Microsoft Word 文档 (3)

鉴别净水器用活性炭滤芯(活性炭滤棒)的优劣活性炭是由椰壳、果壳等为原料,经过炭化(焖烧炉)、活化(在斯列普活化炉中800℃高温水蒸气活化)、破碎、筛选、风选、水洗、烘干等工序制得。

活性炭是净水器中最主要、使用最多的吸附材料(其他吸附材料还有:中性大孔树脂、大孔阴树脂、分子筛、硅藻土等)。

早在二十世纪三十年代,人们就用活性炭从焦化厂的废水中吸附苯酚,因此,活性炭在水处理中的应用已有近八十年的历史。

有记载1862年英国采用活性炭净化饮用水。

我国现代最早的净水器(上海仙童净水科技有限公司,1986年)也是以活性炭为净水材料的。

可以说,从净水器诞生以来,活性炭一直与净水器“形影不离”,难分难解。

一、活性炭的分类……………………………..1、根据制活性炭原料的不同,活性炭可分为:①煤质炭(由无烟煤制成,以宁夏产的质量较好)。

②、骨炭(由动物骨头制成)。

③、木质炭:又可分为木炭(由木屑为原料制成)、竹炭(由竹为原料制成)、果壳炭(由核桃壳或杏核为原料制成)、椰壳炭(由椰子壳为原料制成),净水器中常用的是椰壳炭或果壳炭。

④、载银活性炭:一般以果壳活性炭为原料,以特殊工艺使之载银,含银量常为0.1—0.3%,它在水中会慢慢释放出银离子(Ag+),而银离子有杀菌作用,因此载银活性炭除了普通活性炭的吸附功能外,还具有抑制细菌繁殖的功能。

净水器一定要用优质的载银活性炭,否则,开始出水时水中银离子会超标,而使用不长时间就不再有银溶出了。

笔者曾经就如何生产载银活性炭问过某活性炭生产厂厂长,他说把活性炭洗净,浸泡在硝酸银液中,捞出后滤干,在泡入盐酸或盐水中,捞出后滤干、洗净、烘干。

我听完后告诉他说,你这是载的氯化银,氯化银在水中溶解度较大,就会出现前述情况,开始出水时水中银离子超标,饮用此水对人体有害;使用不长时间,氯化银全溶解完,就不会再有银离子溶出了,也不再有抑菌作用了。

所以这样的载银活性炭肯定不行了,建议慎用。

2、根据活性炭形态的不同,家用净水器中常用的活性炭可分为:①、粉末活性炭(PAC)。

超滤装置的异常情况分析及应对措施

超滤装置的异常情况分析及应对措施

超滤装置的异常情况分析及应对措施作者:盖婧段全让来源:《科技创新与应用》2016年第15期摘要:文章详细说明了黄陵矿业一号煤矿井下疏干水深度处理系统的超滤装置,在运行一年半之后出现跨膜压差增大,产水量急剧下降等情况。

在通过对加药量不足、膜结垢、反洗不充分等原因逐一排除后,最终确定原因为超滤前活性炭过滤器滤料出现问题,采取了相对应措施后,超滤最终恢复正常运行状态。

关键词:超滤装置;异常情况分析;排除;应对措施前言近年来,随着黄陵矿业公司煤、电、路、化、建材、果蔬等多元化发展,矿区的生产生活用水量急剧增大,为了节约用水,实现废物资源化利用,黄陵矿业在2013年建成了处理能力为320吨/时的井下疏干水深度处理系统,其主要作用就是将原本简单的混凝、沉淀处理之后达标排放的黄陵矿业一号煤矿井下疏干水进行进一步脱盐处理,随后供往煤矸石电厂二次利用。

黄陵矿业一号煤矿井下疏干水的主要特点为高硬度、高硫酸盐型矿井水,且含有少量油脂。

1 简介1.1 工艺简介根据黄陵矿业一号煤矿井下疏干水的水质特点和煤矸石电厂的工业用水要求,设计出了疏干水深度处理系统的基本工艺。

工艺流程如下所示。

1.2 设备参数该系统采用的活性炭过滤器、自清洗过滤器、超滤、反渗透均为对应4套。

活性炭过滤器每台设计处理水量为80吨/时;自清洗过滤器和超滤设计处理水量也均为每台80吨/时;超滤设计为回收率95%,产水量为每台75吨/时;反渗透设计回收率70%,脱盐率95%,产水量为每台53吨/时。

而该套系统的超滤采用的是美国陶氏膜,型号为SFP2880,每套20支。

反渗透采用的也是美国陶氏膜,型号为BW30-400FR抗污染膜,每套72支。

2 异常情况分析2.1 发现异常黄陵一号煤矿疏干水深度处理系统自2013年投运一年时间内,运行一直良好,压差和产水量均无明显变化。

在运行一年半之后,突然出现跨膜压差增高、产水量急剧下降的情况(如表1所示)。

2.2 问题分析2.2.1 超滤的基本原理。

投加粉末活性炭对膜阻力的影响研究

投加粉末活性炭对膜阻力的影响研究目前,限制膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR) 广泛应用的主要原因是该系统的运行费用较高,而膜折旧在运行费用中又占有相当大的比例。

降低膜折旧费用的方法有两种,其一是增加膜的工作寿命;其二是增加膜的工作通量,从而降低所需的膜面积。

采取低压操作、间歇运行、紊流曝气等措施可在一定程度上减缓膜污染和堵塞[1],在上述基础上,笔者又对在MBF系统中投加粉末活性炭(PAC)的效果进行了研究。

1 理论依据1.1 膜比通量为比较不同膜面积、不同工作压力下膜的透水特性,引入膜比通量(Specific Flux,SF)的概念。

定义SF是基于在较低压力下工作的膜出水量与膜面积和工作水位差之积的比值,用公式表示如下:SF=Q/(AH)=J/H (1)式中SF ------- 膜比通量,m/(m2• m- s )J ----- 膜通量,m/(m2• s)Q—膜组件出水量,m/sA—膜表面积,mH工作水位差,m1.2 膜通量的基本方程日本学者Shimizu Y. 等人分析了膜通量下降的因素,提出了膜通量与膜阻力的关系「2 ]:J= △ P/(「R) (2)式中△ P ---- 作用于膜两侧的压差,Pa卩一一渗透液的粘度,Pa - sRt ――膜的总阻力,m-1膜的总阻力可以表示为:Rt二Rm+Rp+Rc (3)式中Rm ----- 纯膜阻力,m-1Rp膜污染阻力,m-1Rc滤饼层阻力,m-12 试验方法2.1 小试小试历时4个月,试验装置如图1所示为方便比较,进水水质与运行方式均与不投加PAC的试验基本相同。

采用间歇出水的方式,出水时间与空曝时间之比为7 : 3,其他主要控制参数:水温为18〜28C;曝气量为0.2〜0.27 m3/h ;膜上作用水头为7kPa; PAC投加浓度为2000 mg/L ; 平均进水COD=250 mg/L(其中BOD: N: P按100 : 5 : 1 计);MLSS=8000ng/L; SRT=100d2.2 中试在原有的中试装置⑶运转近5个月时取出膜组件,将膜表面的泥饼清洗干净后放回。

活性炭在注射剂生产中的潜在风险分析

活性炭在注射剂生产中的潜在风险分析活性炭作为常用的吸附剂,具有物理吸附和化学吸附的双重特性[1],在众多行业和领域中得到广泛应用。

国内制药行业在注射剂的生产中,常使用活性炭对药液中的热原等进行吸附,以满足产品质量控制要求。

中国药典2015年版定义活性炭(供注射用)为以木炭、各种果壳和优质煤等作为原料,通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成具有很强吸附能力的多孔疏松物质[2]。

截至目前,国内共有1家企业获批生产药用炭原料药,1家企业获批生产纳米炭原料药,4家企业获批生产药用炭片,1家企业获批生产药用炭胶囊,未查询到活性炭(供注射用)获批。

活性炭在国内注射剂领域已应用多年,但针对活性炭给注射剂带来的潜在风险报道较少,本文主要针对活性炭在注射剂生产过程中的潜在风险进行探讨。

活性炭质量标准概述中国药典2010年版未收录活性炭,国内多数企业过去一般采用“针剂用活性炭”(如767型等)用于注射剂的生产应用,此类“针剂用活性炭”依据国家标准《GB/T 13803.4-1999 针剂用活性炭》生产[3]。

中国药典2015年版(以下简称ChP2015)二部收录了“药用炭”,四部收录了药用辅料“活性炭(供注射用)”[2]。

USP41、BP2018、EP9.0均收载了“活性炭”(Activated Charcoal)[4-5]。

各国药典相关标准对比见表1。

表1 活性炭各国药典标准对比“药用炭”与“活性炭(供注射用)”名称类似,在使用中易发生混淆。

中国药典中收录的药用炭为原料药,类别为吸附药,具有特定的剂型(如片剂和胶囊)和用途,其质量指标的关注点也与活性炭(供注射用)不同。

从表1中可以看出,ChP2015中药用炭比活性炭(供注射用)缺少微生物限度、细菌内毒素和无菌(供无除菌工艺的无菌制剂用)等多项指标,活性炭(供注射用)的质量控制要求更加严格。

通过国内外药典对比可以看出,国外药典中未明确收录供注射剂生产使用的活性炭。

浅谈活性炭吸附工艺的十大问题

浅谈活性炭吸附工艺的十大问题环保知识点:浅谈活性炭吸附工艺的十大问题尊积环保百家号08-2116:39使用方法:通过活性炭的自然吸附能力吸附废气,当吸附饱和后,活性炭脱附再生或交给专业危废公司处理。

原理:活性炭净化空气的物理吸附,如图所示四种情况:1.分子直径大于孔的直径,由于空间位阻,分子不能入孔,因此不吸附;2.分子直径等于孔的直径,吸附剂的捕捉力很强,非常适合低浓度吸附;3.分子直径小于孔的直径,孔内发生毛细管冷凝,吸附容量大;4.分子直径远小于孔的直径,吸附分子很容易解吸,解吸速率高,低浓度下的吸附量较小。

国内运用活性炭吸附的治污工艺设备,制造其的环保公司对设备的除污参数,基本上都会提到这类设备的除污效率达到90%以上,但是事实呢?经专家和实验数据表明,在实际除污应用过程中,除污效率达到90%以上只是理论值。

但是,在不同的工作环境下,其除污效率远比这个理论数值低。

那这是什么原因呢?活性炭的吸附作用,主要是与活性炭的结构有关。

活性炭表面原子通过络合作用、氢键、离子交换等多种方式结合起作用。

活性炭虽然吸附速率快,但对有机气体吸附的选择性低,同时,活性炭对有机气体的吸附过程也受多种因素的影响,主要包括温度、工作环境湿度、水雾、酸度、灰尘及被吸附气体之间的相互作用等。

1、吸附量小物理吸附存在吸附饱和问题,随着吸附剂的消耗,吸附能力也变弱,使用一段时间后可能会出现吸附量小或失去吸附功能,不适用于高浓度废气。

吸附时,存在吸附的专一性问题,对混合气体,可吸附性会减弱,同时也存在分子直径与活性炭孔径不匹配,造成脱附现象;更为明显的是,从原理上看活性炭吸附只是将有毒害气体转移,并没有达到分解有害气体的功效。

2、温度影响在通常情况下,活性炭吸附设备在温度方面,一般要求废气的温度低于40℃,25℃的吸附条件比较好,原则上需要对VOCs气源进行冷却才能达到这个温度,而在实际的工作环境中很难做到恒温吸附VOCs,如果废气的温度超过400℃,活性炭的吸附效率就会急速下降。

增加活性碳过滤器风险评估

增加活性碳过滤器的风险评估现计划在纯化水预处理系统软水器和RO系统之间增加活性碳过滤器。

在变更之前,需对该变更进行风险评估Risk Assessment。

从以下10个项目:1.活性碳化学性质的影响2.活性碳吸附特性的影响3.易滋生细菌的影响4.对RO进行流量的影响5.脱落颗粒的影响6.反冲时,使用旁路系统对RO进水的影响7.过滤器容器、管道及配件的材质的影响8.出水余氯的影响9.对最终纯化水质量影响10.对文件系统的影响根据风险能否量化,将风险评估分为两种类型:影响性评估Effect Assessment、失败模式及影响分析Failure Mode and Effect Assessment。

一、影响性评估Effect Assessment不能使用FMEA进行风险优先顺序量化的项目,使用影响性评估。

见下表序号项目评价措施完成情况描述直接间接无1 化学性质活性炭有较高的化学惰性,安全性高。

无无2 吸附性饮用水的除臭、去除水中重金属、除氯及液体脱色。

无无3 容器、管道及配件的材质均选用SS304及以上材料无无4 文件系统纯化水工艺变更,相关操作、监控变更,需要文件支持。

间接变更相关SOP,使之符合生产实际要求。

失败模式及影响分析Failure Mode and Effect Assessment序号项目评价措施完成情况描述严重频率可测RPN1 细菌滋生自由氯去掉之后,水中不再有杀菌剂,细菌很快就会繁殖开来3 2 1 6安装、运行确认:安装配套灭菌装置。

灭菌参数:80℃以上,1小时。

2 RO进水可能造成流量不足 2 2 1 4安装、运行确认:增加过滤前后压差表。

压差>0.5MPa3 脱落颗粒细小颗粒可能脱落进入预处理系统。

但RO系统前有保安过滤器,可以滤除上游的颗粒。

1 1 1 1 无4 出水余氯可能对RO系统造成破坏。

3 1 1 3运行确认:原水在pH7的条件下,0.1PPM余氯的ORP相当于690m。

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活性炭和超滤膜技术的负面效应
微生物滋生。

活性炭技术和超滤膜技术,本质上是物理过滤,所以,会成为微生物的温床,卫生系统专家支出,在使用没有抑菌(杀菌)装置的净水机时,经过7天左右的时间,微生物指标会大大增高,无论对超滤膜采用正冲或者反冲的清洗手段,效果都不甚理想,再说7天冲一次,消费者不嫌烦吗?
亚硝酸盐浓度偏高。

活性炭和超滤膜技术是处理有机污染和余氯的最佳方案,但凡事都有两面性,在有机污染严重、浑浊度明显的地区,这一技术会导致微生物指标增高,从而导致亚硝酸盐浓度增加,其最直接的表现是净水机用一段时间,水质会变咸!不但影响口感,而且严重威胁人体健康。

再谈谈谈谈活性炭在净水机上的应用。

由于国外是限制活性炭发展的,所以有些国产的活性炭经过这么多年的发展,在技术上已经可以与国际品牌的活性炭获得等同“段位”了。

活性炭的种类比较多,用在家用水处理技术上一般是压缩活性炭、颗粒活性炭、粉末活性炭(后2个也称之为散碳)。

从材质上看:在材质上分煤质、椰壳、果壳等。

从吸附效果看:粉末活性炭大于颗粒活性炭大于压缩活性炭(还能起到pp棉的作用) 超过滤的工作原理:
进料液在一定压力作用下,水和小分子溶质透过膜成为透过液,而大分子溶质被膜截留为浓缩液。

超滤过程主要有三种情况:
①被吸附在过滤膜的表面上和孔中(基本吸附);
②被保留在孔内或者从那里被排出(堵塞):
③机械地被截留在过滤膜的表面上(筛分)。

超过滤的特点:一是它的工作范围十分广泛,在水处理中分离细菌、大肠杆菌、热源、病毒,腔体微粒、大分子有机物质等,还可以用于特殊溶液的分离;二是超过滤可以在常温下进行,因此对热敏感性物质如药品、蛋白质制剂、果汁、酶制品等的分离、浓缩、精制等,不会影响产品质量;三是超过滤过程不发生相变,因此能耗低;四是超滤过程是压力作驱动力,故装置结构简单、操作方便、维修容易。

因此,超过滤发展迅速,在过去的10年问,全世界超滤膜的生产平均年增长率在12%左右。

超滤膜在水处理应用中的工艺
1 前处理
超滤法在水处理及其他工业净化、浓缩、分离过程中,可以作为工艺过程的预处理,也可以作为工艺过程的深度处理。

在广泛应用的水处理工艺过程中,常作为深度净化的手段。

根据中空纤维超滤膜的特性,有一定的供水前处理要求。

因为水中的悬浮物、胶体、微生物和其他杂质会附于膜表面,而使膜受到污染。

由于超滤膜水通量比较大,被截留杂质在膜表面上的浓度迅速增大产生所谓浓度极化现象,更为严重的是有一些很细小的微粒会进入膜孔内而堵塞水通道。

另外,水中微生物及其新陈代谢产物生成粘性物质也会附着在膜表面。

这些因素都会导致超滤膜透水率的下降以及分离性能的变化。

同时对超滤供水温度、PH 值和浓度等也有一定限度的要求。

因此对超滤供水必须进行适当的预处理和调整水质,满足供水要求条件,以延长超滤膜的使用寿命,降低水处理的费用。

A 、微生物(细菌、藻类)的杀灭:
当水中含有微生物时,在进入前处理系统后,部分被截留微生物可能粘附在前处理系统,如多介质过滤器的介质表面。

当粘附在超滤膜表面时生长繁殖,可能使微孔完全堵塞,甚至使中空纤维内腔完全堵塞。

微生物的存在对中空纤维超滤膜的危害性是极为严重的。

除去原水中的细菌及藻类等微生物必须重视。

在水处理工程中通常加入NaClO 、O 3 等氧化剂,浓度一般为1 ~5mg/l 。

此外,紫外杀菌也可使用。

在实验室中对中空纤维超滤膜组件进行灭菌处理,可以用双氧水( H 2 O 2 )或者高锰酸钾水溶液循环处理30 ~60min 。

杀灭微生物处理仅可杀灭微生物,但并不能从水中去除微生物,仅仅防止了微生物的滋长。

超滤膜在水处理应用中的工艺-上海水处理设备-郑州水处理设备
B 、降低进水混浊度:
当水中含有悬浮物、胶体、微生物和其他杂质时,都会使水产生一定程度的混浊,该混浊物对透过光线会产生阻碍作用,这种光学效应与杂质的多少,大小及形状有关系。

衡量水的混浊度一般以蚀度表示,并规定1mg/lSiO 2 所产生的浊度为1 度,度数越大,说明含杂量越多。

在不同领域对供水浊度有不同的要求,例如,对一般生活用水,浊度不应大于5 度。

由于浊度的测量是把光线透过原水测量被水中颗粒物反射出的光量、颜色、不透明性,颗粒的大小、数量和形状均影响测定,浊度与悬浮物固体的关系是随机的。

对于小于若干微米的微粒,浊度并不能反映。

在膜法处理中,精密的微结构,截留分子级甚至离子级的微粒,用浊度来反映水质明显是不精确的。

为了预测原水污染的倾向,开发了SDI 值试验。

SDI 值主要用于检测水中胶体和悬浮物等微粒的多少,是表征系统进水水质的重要指标。

SDI 值的确定方法一般是用孔径为0.45μm微孔滤膜在0.21MPa 恒定水流压水力下,首先记录通水开始滤过500ml 水样所需的时间t0 ,然后在相同条件下继续通水15min ,再次记录滤过500ml 水样所需时间t15 ,然后根据下式计算:SDI= ( 1-t0/t15 ) ×100/15
水中SDI 的值的大小大致可反映胶体污染程度。

井水的SDI < 3 ,地表水SDI 在 5 以
上,SDI 极限值为6.66 ……,即需进行预处理。

超滤技术对SDI 值的降低最为有效,经中空纤维超滤膜处理水的SDI=0 ,但当SDI 过大时,特别是较大颗粒对中空纤维超滤膜有严重的污染,在超滤工艺中,必须进行预处理,即采用石英砂、活性炭或装有多种滤料的过滤器过滤,至于采取何种处理工艺尚无固定的模式,这是因为供水来源不同,因而预处理方法也各异。

例如,对于具有较低浊度的自来水或地下水,采用5 ~10μm的精密过滤器(如蜂房式、熔喷式及PE 烧结管等),一般可降低到 5 左右。

在精密过滤器之前,还必须投加絮凝剂和放置双层或多层介质过滤器过滤,一般情况下,过滤速度不超过10m/h ,以7 ~8m/h 为宜,滤水速度越慢,过滤水质量越好。

C 、悬浮物和胶体物质的去除:
对于粒径5μm以上的杂质,可以选用5μm过滤精度的滤器去除,但对于0.3 ~5μm间的微细颗粒和胶体,利用上述常规的过滤技术很难去除。

虽然超滤对这些微粒和胶体有绝对的去除作用,但对中空纤维超滤膜的危害是极为严重的。

特别是胶体粒子带有电荷,是物质分子和离子的聚合体,胶体所以能在水中稳定存在,主要是同性电荷的胶体粒子相互排斥的结果。

向原水中加入与胶体粒子电性相反的荷电物质(絮凝剂)以打破胶体粒子的稳定性,使带荷电的胶体粒子中和成电中性而使分散的胶体粒子凝聚成大的团块,而后利用过滤或沉降便可以比较容易去除。

常用的絮凝剂有无机电解质,如硫酸铝、聚合氯化铝、硫酸亚铁和氯化铁。

有机絮凝剂如聚丙稀酰胺、聚丙稀酸钠、聚乙稀亚胺等。

由于有机絮凝剂高分子聚合物能通过中和胶粒表面电荷,形成氢键和“搭桥”使凝聚沉降在短时间内完成,从而使水质得到较大改善,故近年来高分子絮凝剂有取代无机絮凝剂的趋势。

在絮凝剂加入的同时,可加入助凝剂,如PH 调节剂石灰、碳酸钠、氧化剂氯和漂白粉,加固剂水下班及吸附剂聚丙稀酰胺等,提高混凝效果。

絮凝剂常配制成水溶液,利用计量泵加入,也可使用安装在供水管道上的喷射器直接将其只入水处理系统。

D 、可溶性有机物的去除:
可溶性有机物用絮凝沉降、多介质过滤以及超滤均无法彻底去除。

目前多采用氧化法或者吸咐法。

( 1 )氧化法利用氯或次氯酸钠( NaClO )进行氧化,对除去可溶性有机物效果比较好,另外臭氧( O 3 )和高锰酸钾( KMnO 4 )也是比较好的氧化剂,但成本略高。

( 2 )吸附法利用活性炭或大孔吸附树脂可以有效除去可溶性有机物。

但对于难以吸附的醇、酚等仍需采用氧化法处理。

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