第3章水的超滤

1、第三章水预处理、3.1混凝澄清处理、水预处理概念混凝澄清处理机制常用混凝药剂混凝澄清处理的主要影响因素混凝模拟、3.2常用混凝澄清设备概述、混合设备泥渣循环型澄清池水处理循环澄清池、3.3过滤处理和常用过滤设备、过滤处理的作用：浊度降低、有机物、细菌去除过滤的基本概念过滤工艺的类型：根据入水水质可以分为直接过滤、凝集澄清过滤、凝集过滤，根据水流方向分为下游、上游、2流过滤的过滤层结构可以分为单层、二层、三层的阀门单阀门、双阀门、无阀门。 滤材种类：必须满足相应使用条件的过滤作业过程：周期性反洗、正洗、过滤重力式无阀过滤池：压力式过滤器：超过3.4 (微)过滤、超滤：是以压力为推动力的膜分离技术

2、之一。 以大分子和小分子的分离为目的。 超滤从1748年开始，Schmidt用棉膜或卢膜过滤溶液，一旦施加一定的压力，溶液(水)就会透过膜，蛋白质、胶体等的过滤精度远远超过滤纸，所以他提出了超滤这个词，1896年，Martin 超滤根据施加的操作压力和所使用的膜的平均孔径，分为微过滤、超滤、反渗透3种。 区别：微滤膜：膜孔径通常在0.11m之间，能够屏蔽浮游物、细菌、部分病毒、污染物以及大小的胶体，用于微孔滤膜的操作压力通常小于4104 Pa。 超滤：膜孔径通常在0.0020.1m之间。 超滤所用的操作压为4104 Pa7105 Pa，用于分离大分子溶质。 反渗透：膜的平均孔径最小，一般在0.

3、001m(1nm )以下，使用的操作压力大于超滤，经常达到35105 Pa140105 Pa，分离小分子溶质，如海水脱盐、超纯水等。 修订脱盐率一般为99%，实际脱盐低，5年后的脱盐率一般低于97%，本节主要介绍超滤技术，反渗透以后学习。 超滤技术的优点是操作简便，成本低廉，不需要增加化学试剂，特别是超滤技术的实验条件温和，与蒸发、冻干相比，相无变化，不会引起温度、pH值的变化，因此可以防止生物大分子的变性、失活和自溶。 在生物大分子的制造技术中，超滤主要用于生物大分子的脱盐、脱水、浓缩等。 超滤法也有限度，不能直接得到干粉制剂。 关于蛋白质溶液，一般只能得到1050的浓度。 3.4.1超滤技

4、术的优点有超滤装置为板式、管式(内压列管式和外压管束式)、辊式、中空丝式等形式。 超滤膜的结构可分为海绵状和指状孔，海绵状的孔结构压实性能好，指状结构的膜没有耐压。 浓差分极是膜分离过程的自然现象，如何最小限度地减轻这种现象，是超滤技术的重要课题之一。 目前采取的措施是提高膜面水流速度，减小边界层厚度，立即从软管中除去陷阱溶质，即采取物理或化学清洗措施。 由于膜的表层表面具有薄而致密的细孔表层，如果膜孔发生污垢堵塞，则会引起不可逆污染，无法在膜内孔的流路中清洗污染，3.4.2超滤装置的现状和问题点是，中空纤维超滤膜由高分子聚合物材料制成。 膜截面结构为非对称结构，即膜表面具有薄而致密的细孔表层

5、，表层下由厚的粗孔层支撑，能承受水力差压。 超滤过程是膜表面过滤过程。工艺分离性能主要以膜表皮层孔径公布。 以往的超滤膜都不是单一的孔径，而是以一定的孔径分布存在，其孔径从纳米到微米。 各厂家生产了不同孔径的膜，更准确地说是不同孔径分布的膜。 很明显，孔径分布越窄，分离性能越好。 如果膜的分离皮层上存在过多或过大的孔，膜的透水能力会因为大孔提供更大的透过量而增加，但由于分离性能恶化，生产水的水质降低，膜孔堵塞，膜通量衰减快，反洗效率低，最终难以使用。 因此，判断超滤膜优劣的不仅仅是其透水能力，主要看其孔径分布的宽窄和有无大孔缺陷的存在。 3.5、超滤膜、3.5.1优质超滤膜的特点，阻断曲线a是

6、质量好、孔径分布狭窄、大孔少的超滤膜阻断曲线b是质量差、孔径分布宽、大孔缺陷多的超滤膜，是3.5.2水处理常用的超滤膜材料，影响膜的亲疏水性和电荷性亲水性能好，材料化学性能稳定，抗氧化性能强，3.5.3常用的超滤膜材料的性能比较，PES*未改性的PAN*改性后接触角越小的材料越亲水，被污染后越容易恢复，所谓抗污染性能好，经过许多实践，膜表面亲水，水处理制膜材料由醋酸纤维等亲水性材料构成时，这样的膜为亲水超滤膜。 这种膜亲水性优异，但化学稳定性稍差，只能在狭小的PH范围内使用。 由聚砜、聚醚砜、聚偏二氟乙烯等防水高分子聚合物材料形成的防水膜，化学性能更稳定，机械强度高，被广泛采用。 为了改善防水

7、膜的污染能力，目前各厂商采用不同的化学改性方法，将原来的防水膜改性为偏亲水性。 这种膜也称为亲水超滤膜。 目前常采用的是这种改性的亲水超滤膜，其亲水改性程度因厂家不同而改性方法不同。3.5.5常见问题、3.5.6各典型超滤膜的运行方式和单元设置、1. NORIT、(内压、卧式)； 四组件连接壳式构造，两端进水，中间出水，设置全流过滤的水反洗系统，与过滤状态相反，设定为以0.5h间隔流动的化学强化反洗CEB，间隔为12h。 2 .海德拉巴、(内压、纵型)膜元件为壳结构，设置全流、错流都能过滤的水逆洗系统，空气增强逆洗系统AEB (使纤维丝孔径膨胀)化学增强逆洗CEB，间隔12h。 3. ZENON :外压浸渍式、PVDF帘式薄膜。 反洗方式：气水化洗涤维护性洗涤： NaClO和HCl交替循环洗涤，在线洗涤恢复性洗涤： HCl循环洗涤，膜列分离，3.6压力式超滤装置预过滤器的选择，1 .自洗盘式过滤器：过滤精度100m 200 m，自动反洗。 2 .滤芯式过滤器： PALL大流量滤芯、过滤方式与以往的滤芯相同，需要手动