超滤培训教材

1、超滤培训教材超滤培训教材2 005-9-1超滤培训教材批量审批 :张膜分离过程分类简介膜液体分离技术按分离精度分为四类：微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF) 和反渗透(ro)。它们的过滤精度按上述顺序越来越高微滤可以拦截 0.1 到 1 微米之间的颗粒微滤膜允许大分子和可溶性 固体(无机盐 )通过，但它可以拦截悬浮物质、细菌、高分子量胶体和 其他物质微滤膜的操作压力一般为 0.7-7巴超滤可截留 微米的大分子物质和蛋白质。 超滤膜允许小分子物质和可溶性固体 （无机盐 ）通过，同时保留胶体、蛋白质、微生物 和大分子有机物质。用于指示超滤膜孔径的切割分子量通常在 1000 和 500000之间

2、。超滤膜的工作压力一般为 1-7 巴。纳米过滤可以拦截纳米级 （0.001 微米）物质纳滤膜的运行间隔在超滤 和反渗透之间，纳滤膜截留的有机物分子量约为 200-800 毫瓦，截留 溶解盐的能力在 20-98%之间，可溶性一价离子的去除率低于高价离 子。纳滤通常用于去除水中的有机物和色素、地下水中的硬度和镭，并部分去除溶解的盐 类，从而提取和浓缩食品和药品生产中的有用物质。 纳滤膜的操作压 力一般为 3.5-30 巴反渗透是最精细的膜分离产品，能有效截留分子量大于 100 的所有 溶解盐和有机物， 同时允许水分子通过。 反渗透膜广泛用于海水和苦 咸水淡化、锅炉补给水、工业纯水和电子级高纯水的制

3、备、纯净饮用 水的生产、废水处理和特殊分离过程。反渗透膜的工作压力一般在 12巴（含盐水）和 70巴（海水）之间。1.2。超滤膜的类型及应用特点 超滤膜按结构主要分为四类 :平板膜、卷式膜、管式膜和中空纤维膜 板式膜 :它是最早的膜，但它的应用非常有限，因为很难保证膜表面 的适当流速和复杂的密封问题。预处理要求不严格；卷式膜 :由平板膜发展而来，由于卷式膜的网格带来死角，无法反冲 洗，通常不适合工业原水处理。适用于高温高压物料的分离，预处理要求不严格。管式膜 :由于能耗高，不经济适用于普通水处理，一般适用于高固含 量或高含油量的流体。在四种膜中，其预处理要求最不严格。中空纤维膜 :除特殊水（如

4、高含油量、高固含量等 ）外，是一种很好的选择。 ）由于其压力低、 在通道中没有死点、通量高和反洗能力强。在这四种膜中，它最广泛 地用于水处理。注:由于中空纤维膜使用最广泛，在以下数据中，除了共同点， 中空纤维膜用于说明。1.3。适用范围 超滤广泛应用于水处理领域，根据应用情况进行划分。主要用于 。预处理采用原水预处理 （地表水、地下水、自来水 ）澄清池、砂滤置换、反渗透预处理和离子交换预处理 。超滤代替澄清器或砂滤去除原水中的固体和胶体，改善后续工段 的设备运行，如提高离子交换器的反洗频率和反渗透膜元件的更换频 率，但需要更频繁的清洗 /冲洗。膜类型一般是 100，000分子切割 1.3.2

5、净化处理应用于反渗透/离子交换设备，去除颗粒（如18M 水）、微生物和热 原，反渗透或离子交换后处理，超滤去除水体中的胶体和固体物质，透水性高，清洗频率低。它 不需要经常清洗 /冲洗，只需要在系统压力降低到不方便操作或产生 细菌时清洗。在制药和电子工业中，超滤被用于去除微生物和热原。薄膜类型一般为 10-100，000 分子切割量 。水循环和再利用 第 4 页，共 24 页 超滤培训材料生化处理后，经过澄清 （二级和三级 ），第5页，共 24页超滤培训材料2 超滤术语 不对称膜离子极化错流过滤该内膜充当半透性超滤膜产水侧的入口 和出口处的平均压力与原水之间的差， 穿过膜的平均压力差 = （P

6、输入 +P输出）/2-P产水侧将渗透质量的水从中空纤维的外部输送到内部。 因为水是从相反的方向通过纤维传输的， 所以膜表面的污垢被释放出 来并被冲走。注意 :在此过程中，纤维膜内部没有压力在中空纤维的 内膜表面形成颗粒沉淀层原水不能透过膜的部分， 含有比原水浓度高 的颗粒、胶体、细菌、热原和其他杂质。导致排斥的悬浮物在膜表面 聚集的现象。纤维中的高剪切力 （高流速）可以降低极化。浓水沿平行 于有效膜表面的方向流动， 这有助于冲洗掉膜表面的污染物碎片。 纤 维膜管进出口压差超滤膜组件内外压差 PD = p的循环流动方向是从 组件顶部向底部流动然后进入超滤系统的水被分为产出水和浓缩液。 产出水通过

7、膜的流速通常表示为每天每平方英尺膜表面产出多少加 仑水（gfd）。gfd = lmh x 0.59。对于垂直安装的膜管，排出液体的循环 流动方向通常是向上的在操作超滤膜的有效内表面上形成的一层高 浓度或固体沉淀物， 通常是高分子物质。 决定超滤水通量的通常是凝 胶层的渗透性，而不是过滤膜的渗透性 （与实际过滤膜的截留分子量 相比，这将导致更紧密的过滤效果 ）描述已知进料系统中溶质标称截 留率的膜特性， 即捕获污染物的最小尺寸。 在已知溶质的单一溶液体 系中，当溶质截留率达到最大值 （通常为 90%）时相应的膜孔径通过过 滤膜的那部分水基本上不含胶体、 颗粒和微生物凝胶层截止分子量生 产用水的标

8、称截止渗透液，第 6 页，共 24页超滤培训材料回收残余物滞留物残余物排放滞留物泄放交叉流逆流向上流动占生 产的总原水的百分比回收率二生产水/原水X100也称为浓缩水流入 液中不能通过滤膜的部分包括浓度高于流入液的截留固体。 从超滤装 置排出或回收的滞留物部分该排放过程防止截留的固体在膜过滤侧 积聚液体交错进入膜管水从上部进液管进入膜管，经过一段时间后， 水从下部进入膜管， 从而交替改善膜中的流动条件。 超滤膜组件的循 环流动方向从组件底部流向顶部。第 7 页，共 24页超滤培训资料3 超滤的基本原理 3.1 概述超滤是一种流体切向流动和压力驱动的过滤过程，并根据分子量大 小分离水颗粒超滤膜的

9、孔径约为 0.002-0.1 微米 （MWCO 约为 1， 000-500， 000）溶解的物质和小于膜孔径的物质可以作为渗透物通过 过滤膜，不能通过过滤膜的物质将被截留并浓缩在排出液中。因此， 产出水（渗透液 ）将含有水、离子和小分子物质，而胶体物质、颗粒、 细菌、病毒和原生动物将被膜去除中空纤维超滤膜是由聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯或聚丙烯腈制成的 一种非常薄的聚合物材料， 具有不对称微孔结构非对称超滤膜具有非 常光滑和薄 （0.1 微米）的内表面，孔径为 微米，内表面由孔 径为 15 微米的非对称结构海面支撑结构支撑小孔径的光滑膜表面和 大孔径的支撑材料的结合使得过滤微小颗粒的流动阻力非常小

10、并且 难以堵塞。3.2 基本原理超滤是一种横流切向流过程， 被过滤的液体沿膜表面流动这样， 在中 空纤维的内壁上形成流体剪切的条件， 这使得污染物难以在膜表面上 形成。第 8 页，共 24 页超滤培训资料待过滤水由超滤给水泵加压后进入膜组件由于膜内外的压力差，一 部分水渗透到过滤膜中， 而水中的杂质被截留在其余的水中， 并通过 过滤除去。如果要分离的杂质过多地沉积在膜上，根据膜的类型，将会沉积不 溶性盐或形成部分涂层。因此，为了避免这种情况，一些水将以浓溶 液的形式流出并被去除。 根据膜的类型和应用， 这种过程应该连续进 行或在回流下进行。下图是超滤膜过滤的基本示意图。回流浓缩物入口膜泵滤液3

11、.3 超滤功能与传统的纯化方法相比，超滤有许多优点 :能完全去除微生物和颗粒 物，去除水中的污染物。组分 PM10颗粒物 10099.0%胶体硅 99.8%胶体铁 99.8% 99.0%胶体铝 99.8% 99.0%悬浮固体 5 LRV 浊度 SDI4 LRV4 LRV TOC2 LRV平均 70%平均 30%第 9 页 24超滤培训材料？ 过滤效果不受原水水质的影响？能否去除耐氯细菌？超滤浓缩液只含有原水中的物质？与其他传统方法相比，超滤过 程中的沉淀量明显小于？支架结构紧凑，提高了空间利用率，节约了成本，可灵活增加现 有厂房内 256±199 度高度的设备配置。？超滤可以实现全自动工业连续生产。？由于超滤几乎可以完全过滤掉形成覆盖层的物质，因此在后续的 膜纯化步骤中，面积负荷可以增加，从而减小后续纯化装置的规模。，第 10 页，共 24页超滤培训资料4 工艺模式原水进入中空纤维腔，由内向外通过纤维