主頁 > 新聞動態 > 超濾膜技術（shù）得運用原理、特點及（jí）問題與應用策略 2021-11-22

超濾膜技術得運用原理、特（tè）點及問題與應用策略

超濾（lǜ）膜技術是以壓力差動力的一種半透膜，在過濾膜的技術上可以分為超濾（lǜ）膜過濾、微孔膜過濾和逆滲透膜過濾三類。這個是根據超濾膜所能截（jié）留的雜質或分子量（liàng）的大（dà）小區分的，如果（guǒ）是（shì）椐據膜的孔（kǒng）徑大小區分的話，微孔膜(MF)的額定孔徑範圍為（wéi）0.02～10μm;超（chāo）濾膜(UF)為0.001～0.02μm;反滲透膜為（wéi）0.0001～0.001μm。由此可知，超濾膜適於處理（lǐ）溶液中溶質的分離和增濃，或采用其他分（fèn）離技術所難（nán）以完成（chéng）的膠狀懸浮液的分（fèn）離（lí）。
超濾膜技術是一種新型水處理技術，與傳統水處理技術相（xiàng）比，超濾膜技術的（de）效率高、能耗低、處理水（shuǐ）量大等優勢在水處理過程中很有成效，隨著技術發展日益成熟，超濾膜技術不僅（jǐn）在工業汙水處理中得到了較為廣泛的應用，而且在城市飲用水淨化領域也（yě）體現（xiàn）出（chū）較為廣闊的應用前（qián）景（jǐng）。
一、超濾膜技術的概念、運用原理（lǐ）和特點
1.概念
超濾技術是膜分離技（jì）術的一種，是以0.1～0.5 MPa的（de）壓力差為推動力，利用多孔膜（mó）的攔截能（néng）力，以物理截留的方式，將溶液（yè）中的大小不同的物質顆粒分開，從而達到純化和（hé）濃縮、篩分溶液（yè）中不（bú）同組分的目的。
2.超濾膜技術的運用原理
一般認為超濾是一種篩孔分離過程，在靜壓差為推動力的作用下，原料液（yè）中溶劑和（hé）小溶質粒（lì）子從高壓的料液側透過（guò）膜到低壓側，一般稱為濾出液或透過液，而大粒子組分被膜所阻攔，使它們在（zài）濾（lǜ）剩液（yè）中濃度增大。按照這樣的分離機理，超濾膜具有選擇性表麵層的主要因素是形成具有一定大小和（hé）形狀的孔，聚合物的化學性（xìng）質對膜的分離（lí）特性影響不大。
UF同RO、NF、MF一樣，均屬於壓力驅動型膜分離技術。超濾主要（yào）用於從液相物質中分離大分子化合物(蛋白質，核酸聚合（hé）物，澱粉，天然膠，酶等)，膠體分散液(粘土，顏料，礦物料，孔液粒（lì）子，微生（shēng）物)，乳液(潤滑脂-洗滌劑以及油-水乳液)。采用溶質，從而可（kě）達到（dào）某些含有各種小分子量可溶（róng）性溶質和高分子物質（zhì）(如蛋白質、酶、病毒)等溶液的濃縮、分離、提純和淨化。其操作靜壓差一般為0.1-0.5MPa，被分（fèn）離組分的直徑大約為0.01-0.1μm，這相當於光（guāng）學顯微（wēi）鏡的分辨極限（xiàn），一般為分子量大於500-1000000的大分子和膠體粒子，這種液體的滲透壓很小（xiǎo），可（kě）以忽略，所用膜常為非對稱膜，膜孔徑為10-10μm，膜表麵有效截留層厚度較小(0.1-10μm)，操作壓力一般（bān）為0.2-0.4MPa(2-4kg/cm)，膜（mó）的透過速率（lǜ）為0.5-5m/(m·d)。
總之，超濾對去（qù）除（chú）水中的微粒、膠體（tǐ）、細菌、熱原和各種有機物有較好的（de）效果，但它幾（jǐ）乎不能截留無機離子。
3.超濾膜技（jì）術（shù）的特點：
1）超（chāo）濾膜（mó）化學穩定性高，可耐高溫、耐酸、耐堿，因（yīn）此對進水水質要求（qiú）不高，通用性強；
2）超濾膜技術原理簡單，容易實現自（zì）動化運轉，節約勞動力，且操作簡便、易於維（wéi）護，運行安全穩定；
3）超濾（lǜ）膜技術（shù）屬於物理方法，在水處理過程中並不需加任何化學藥劑，因此可有效的防（fáng）止水（shuǐ）體（tǐ）出現二次汙染的情況；
4）超濾膜技術效率高，處理水量大，尤其是對汙染（rǎn）較小的城市飲用水處理方麵，展現出高（gāo）的應用效率。
二、應用超濾膜技術（shù）存在的問題
1.缺（quē）乏完善的超濾膜處（chù）理技術組合
自（zì）來水廠生產的純淨水，將會隨著超濾膜技（jì）術的應（yīng）用而增長一定的成（chéng）本（běn），所以在選擇（zé）水處理工藝的（de）時候，首先要（yào）對現場環境有一（yī）個具體的了解（jiě），然後再根據取水特（tè）點，分析怎樣選用淨水（shuǐ）處理（lǐ）工（gōng）藝。通過（guò）實（shí）踐（jiàn）發現，如果（guǒ）水原料的硬度以及無機鹽物質濃度都比較大（dà）的話，則可以選擇雙模技（jì）術；如果水質不錯，但淨水處理工序（xù）比較簡（jiǎn）單（dān），則可以選用超濾技術，這樣就可以減少（shǎo）水汙染程度，降低生產純淨水的（de）成本。不過一般在現實狀況（kuàng）比較煩瑣的情況下，一些生產廠家會選擇超濾技術，如此一來，就會讓生產成本以及工序增（zēng）多，所以對於經濟情況並不是太好的地區來說（shuō），這種方法並不適用。
2.超濾膜技術的應用會消耗一定的能源（yuán）
想要更好地運用超濾模技術來進（jìn）行水處理工作，最基本的前提就是（shì）要具備（bèi）良（liáng）好的驅動動力。
在進行水處理的過程中，外來動力必不可少，但這種情況造成能源的（de）過度消耗，進一步增加水處理成本。在選用超濾設備的時候，一（yī）定要認（rèn）真檢查它對能量的消耗程度，並從中挑選出耗能最小的設備，這（zhè）樣就能在節省能源（yuán）的情況下，進（jìn）行淨水處理工作。
3.超濾膜技術的（de）應（yīng）用形成汙染問（wèn）題
使用超濾（lǜ）膜技術會造成一定的汙染，會降低原水容量通過超濾膜的能力，增（zēng）大能源的消耗量，造成（chéng）精華水生產成（chéng）本的增加。如果發（fā）生超濾膜汙染的情況，會嚴重影響超濾（lǜ）膜技術（shù）在（zài）水處理工作中的使（shǐ）用率，一旦汙染程度較大，就必須要采用化學藥劑來（lái）淨化超濾膜。現在，自來水廠（chǎng）要時隔五個月才對超濾膜進行淨（jìng）化工（gōng）作，並且淨化的步驟比較煩瑣，稍（shāo）有不慎就很有可能導致（zhì）水汙染程度（dù）的惡化。所以，相關工作者一定要加強保護超濾膜的力度（dù），延長它的使用壽命。
三、超濾膜技術的應（yīng）用策略
1.對（duì）超濾膜處理技術組合進行改善
盡管在水處理的（de）工作中運用超（chāo）濾膜技術會具（jù）有（yǒu）明顯的（de）成果，不過此技術在工作期間會將許（xǔ）多分子遺留（liú）下來，所以在運用超濾膜（mó）技術進行水處理工作的時候，最（zuì）好能夠和其他技術結合。例如，在使（shǐ）用粉末活性炭和超濾膜技術（shù）的時候，如果使用的劑量較多（duō），那麽超濾（lǜ）膜的運行時間就會變長，不（bú）過水通量就會下降。同時，如果一直加（jiā）大劑量的話，劑量和超濾膜之間會形成互補的關（guān）係（xì），從而能夠很好地調節水濁度，遏（è）製住水的致突變活性。
2.對超濾膜清洗處理水平進行提（tí）升
對水進行處理的過程中能夠發現（xiàn），在處理（lǐ）超濾膜汙染問題的時候，應當充分了解汙染的差異性，從而（ér）采用合理的方法。同時，要做好前期準（zhǔn）備工作，萬一碰到汙染（rǎn）情況能夠及（jí）時拿出事先（xiān）準（zhǔn）備好的處理方案，使汙染問題（tí）能夠得到及時的解決。此外，在對淨水處理期間，一定要（yào）準確的分（fèn）析出水原料的具體情況，確（què）保能夠選用合理的處理技術，這樣就可以提升水的質量，同時還能夠減少超濾（lǜ）膜（mó）汙染的程度（dù）。
3.加大對新生代濾膜（mó）的研（yán）發力度
超濾膜如果在水處理期間被汙染，就會很容易造成再次汙染，後果就是水的質量嚴重下降。如果采用化學（xué）藥劑來清理超濾膜的話，操作過程特別煩瑣。因（yīn）此，應該加快（kuài）對新生代濾膜的研發力度（dù）。這種濾膜能夠確保水通量達到令人滿意的程度，而（ér）且在抗氧化以及汙染能力方麵也比傳統的濾膜要好很多。此外，還要確保新生代濾膜能夠具有較長的使用壽命，這樣就能夠節省一部分生產成本。
四、超濾膜技術在環境工（gōng）程水處理中的運用
1.超濾技術的操作模式：超濾（lǜ）過程（chéng）常用的操（cāo）作模式有三種（zhǒng）。
(1)單段間歇操作：在超濾過程（chéng）中，為了減輕濃差極化的影響，膜組件必須保（bǎo）持較高的料液流速，但膜的滲（shèn）透通量較小，所以料液（yè）必須在膜組件中（zhōng）循環多次才（cái）能使料液濃縮到要求的程度，這是工業過（guò）濾裝置最基本的特（tè）征。間歇操作適用於實驗（yàn）室或小規模間歇生產產品的處理。
(2)單段連（lián）續操作：與間歇操作相比，其特點是超濾過（guò）程（chéng）始終處於接近濃縮（suō）液的濃度（dù）下進行，因（yīn）此滲透量與截留率均較低，為了（le）克服此缺點，可采（cǎi）用多段連續操作。
(3)多段連續操（cāo）作：各（gè）段循環液的濃度依（yī）次升高，最後一段引出濃縮液，因此前麵幾段中料液可以在較低的濃度下操作。這種連續多段操作適用於（yú）大規模工業生產。
2.科學（xué）處理造紙汙（wū）水
造紙汙水是非常難處理的（de）一種汙（wū）水，它所包括的有害（hài）物質特別多，如果不能（néng）徹底淨化，就（jiù）會對環境造成非常大的破壞。不過，現在造紙汙水（shuǐ）的處理（lǐ）工作（zuò）由於（yú）超濾膜技術的使用而得到（dào）了明顯的改善。運用此項技術，可以很大限（xiàn）度（dù）的排出（chū）造紙汙水中（zhōng）所含有的雜質。和過去的處（chù）理方法（fǎ）相比，超（chāo）濾（lǜ）膜技術必須要進行濃（nóng）縮作業，這樣就（jiù）能夠很好地把所清除的雜（zá）質（zhì）都搜集到一起（qǐ），起到（dào）循環使（shǐ）用的效果。另外，采用超濾膜技術（shù）還可以將造紙汙水中的有害物質（zhì）全（quán）部淨化，很大程度的提高環保效果。
3.淨（jìng）化處理人們日常的飲用水
由於人們生活水平的日益提（tí）高，純（chún）淨水已（yǐ）經成為主導飲用水。不過水汙染問（wèn）題較為嚴重，因（yīn）此讓（ràng）一些（xiē）有毒物質滲入水裏，更為嚴重的是（shì），還繁殖出更多的汙（wū）染源（yuán）。麵對這樣的情況，要采用有效辦法提升水處理技術。超（chāo）濾（lǜ）膜（mó）技術不但能夠很好地清（qīng）除掉飲用（yòng）水（shuǐ）中所有的有毒物質（zhì），而且還能夠在加入多重膜的情況下，讓（ràng）水裏的（de）汙染物質降（jiàng）到最低。另外，其淨化速率也非常快（kuài），可以在很短的時間裏對飲用水進行充分的淨化。
4.對油質廢水進行處理
在人（rén）們平時做飯的（de）時候，比較容易產生油質廢水。現在（zài），在做飯的時候放油已經是（shì）極為普遍的情況，造成汙水中有非常多的油（yóu）質。在處理（lǐ）的（de）方法上，主要是采用普（pǔ）通的物理過濾（lǜ）方式，這種方式清理一般的油質還算管用，但是在清（qīng）理包含乳化劑油質汙水的時候，卻無法達到理想的處理效果。所以，很多人開始使用超濾（lǜ）膜技術來對包含乳化劑的油質汙水進行處理。超濾膜技術能夠把油性分（fèn）子有效的阻擋在（zài）膜的一側，而且還可以對水的氧化物質進行（háng）處理，從而清除包含乳化劑（jì）的油性物質。
五、教學設備的推擠與介紹

MYHG-02 超濾膜分離（lí）實驗裝置（zhì）

一、超濾膜分離實驗裝置,超濾膜分離實（shí）驗設備,超濾膜分離實驗（yàn）台實驗（yàn）目的:膜分離效率測（cè）定；了解膜分離的分離過程及流（liú）程；通過折（shé）分膜組件，進一（yī）步理（lǐ）解膜組件的內部結構；測定鹽（溶質）的脫除率與操作壓力的變化關係。

技術指標	說明
裝置功能	1、膜分離效率測定；了解膜分離的分離工藝流程。 2、通過折（shé）分膜組件，進一步理解膜組件的內（nèi）部結構。 3、測定鹽（yán）（溶（róng）質）的脫除率與（yǔ）操作壓力的變化關係
主要配置	洗水池、濾液池、水（shuǐ）泵、超濾組件、壓（yā）力表、液體流量計、控製屏、不鏽鋼框架。
公用設施	水：裝置自帶水箱，連接自（zì）來（lái）水。實驗時由水箱循環泵送入（rù）係統（tǒng），循環（huán）使用。電：電壓AC220V，功率1KW，標準單相三線製。每（měi）個實驗室需（xū）配置1～2個接地（dì）點（安全地及信號地）。實驗物料：自來（lái）水或聚乙二醇，外（wài）配設備：分光光度計（jì）
技（jì）術參數	1、運行環境：溫度0-40℃，相對濕度：≤90%RH，電源：電壓220V；功率370W。 2、超濾膜組件：聚丙烯中孔纖維，孔徑：0.01—0.3μm,孔隙率：50%-55%，截留分子量（liàng）：5萬,可實（shí）現無菌（jun1）過濾。使用溫度：44℃-73℃；最大工作壓力：4Kg/cm²。 3、活性炭過濾器：規格：Φ100×400mm，過濾介質為（wéi）活性炭。 4、配（pèi）液池：60L，304不鏽鋼製。洗水池：60L，304不鏽鋼製。 5、水泵：不鏽鋼離心泵，流量：1m³/h，揚程：30m，功率：370W。 6、流量計：液（yè）體流量16-160L/h，10-100L/h。 7、管路（lù）、閥門、管件：304不鏽鋼材質。 8、各項（xiàng）電路指示（shì）、操作（zuò）均在控製屏（píng）麵板進行（háng）。 9、框架為304不鏽鋼，結（jié）構緊湊，外形美觀，流程簡單，操作（zuò）方便（biàn）。 10、外形尺寸：1200×500×1800mm（長×寬×高（gāo）），外形為可移動式設計，帶3寸雙刹車輪。
測控組成	變量（liàng）	檢測機（jī）構（gòu）	顯示機構	執行機構
	電（diàn）導率	電導傳感器	電導率顯（xiǎn）示（shì）儀	無（wú）
	流量	轉子流量計	轉子流量計	手動閥控
	膜分離壓力	指針式壓力表	壓力表就地顯（xiǎn）示	無
	溫度	PT100鉑電（diàn）阻	數字溫（wēn）度儀（yí）表	無

六、結束語（yǔ）
當然，超（chāo）濾膜技術在汙水處理中還有很多方麵的應用（yòng），如紡（fǎng）織工業廢水的處理、製（zhì）革工業廢水的處理、重（chóng）金屬工業廢水的處理等，應用非常的廣（guǎng）泛，在汙水處理中發揮（huī）了重要的作用，隨著水資源的（de）日益枯竭，膜處（chù）理技術的不斷進步（bù），人類必將找到更加高效的方法，使（shǐ）得水資源“源遠流長”。

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