 超濾(UF)是介于微濾和納濾之間的一種膜分離過程,對應孔徑范圍為1nm~0.05μm。超濾的典型應用是從溶液中分離大分子物質、膠體、蛋白質,所分離溶質的相對分子質量下限為幾千。 超濾膜的分離機理主要為“篩分”原理,即含有雜質的水源在壓力作為驅動力的作用下,根據(jù)膜分離層孔徑的不同,大于膜孔徑的物質被膜截留下來,小于膜孔徑的物質透過膜,從而達到分離的目的。
超濾主要有平板式、管式、螺旋卷式、中空纖維式、墊式、浸沒式和可逆螺旋式,我廠水處理中超濾裝置所用的是立式外壓中空纖維式超濾膜,采用全流過濾。 如圖所示,膜組件由多個平板膜單元疊加而成,膜與膜之間用隔網支撐,以形成水流通道。將膜堆裝入耐壓容器中,就構成了平板式膜組件。在多孔管內壁或外壁上刮出一層超濾膜,得到內壓或外壓式膜管;也可以在管內壁先覆上濾布,再涂上超濾膜結構層內壓膜管。把多個膜管裝配在一起就成為管式組件,如圖所示,膜管直徑多為5mm,可以用海綿球清洗。螺旋卷式膜組件與卷式反滲透膜組件構造類似,區(qū)別在于它是用超濾膜制作膜袋的。中空纖維膜實際上是很細的管狀膜,一般外徑為0.5~2.0mm,內徑為0.3~1.4mm。用幾千甚至上萬根中空纖維膜并排捆扎成一個膜組件。中空纖維組件有內壓式和外壓式兩種:前者進水在纖維管內流動,從管外壁收集透過水;外壓式則正好相反。 每個膜墊的中間為一塊支撐板,兩張透過水收集網緊貼在支撐板的正反兩面,然后用兩張矩形超濾膜包夾在最外層。支撐板起增加膜件強度的作用。膜墊中間穿有兩根透過水收集管,通過橡膠隔條將膜墊與收集管之間的縫隙密封,隔條同時起到將膜墊與膜墊之間隔開的作用,以形成進水通道。進水經兩個膜墊之間的空隙通道流過,變成濃縮水,溶劑則從膜墊上、下兩面透過超濾膜,經透過水收集隔網收集后,進入透過水收集管,再由組件兩端引出。另外,橡膠隔條的厚度可以在1~3mm之間調節(jié),用以調整膜墊之間的間隔,從而改變進水流道的厚度。通常,27個膜墊疊在一起形成一個膜堆,并由兩個半筒封裝起來。某浸沒式組件外觀如圖所示,它是一種沒有外殼的外壓式中空纖維組件。纖維兩端安裝集水管,組件直接放入被處理水中,即可以用抽吸透過水的方式實現(xiàn)真空過濾,又可以提高進水壓頭實現(xiàn)重力過濾。膜組件底部通常有曝氣裝置,利用氣泡上升產生的紊流對纖維進行擦洗。另外,采用了間歇抽吸或用透過水頻繁反沖洗的脈沖運行方式,避免了污物過多堆積,防止污物在膜面形成穩(wěn)固層。可逆螺旋式組件(RS組件)的結構如圖所示。與螺旋卷式相似,它也是由“膜袋”與原水隔網組成的;不同的是,RS組件并不圍中心水管多層卷繞,各“膜袋”的開口端與中心的透過水收集管相連,而是外端直接搭接在外周導向隔網上,此隔網還能起到過濾的作用。化學CEB加強反洗根據(jù)膜受污染的情況決定,一般可根據(jù)超濾膜的跨膜壓差增長情況 如:在正常運行周期時間內起始跨膜壓差增加0.02MPa可進行CEB加強反洗或達到超濾運行周期設定值進行CEB加強反洗。超濾的CEB加強反洗一般每三天一次.膜組件在貯存和停運期間必須采取保養(yǎng)措施,以防止膜組件中微生物滋長、膜脫水,導致膜性能的不可逆下降。超濾組件在出廠時都采用保護液保護并密封,通??梢再A存一年。膜組件一旦拆封,則應盡快裝入系統(tǒng)使用,并應始終保持其濕潤狀態(tài);組件在存放期間應避免陽光直接照射和紫外線的照射;氣溫低時,可加入甘油防凍;組件在運輸過程中應輕拿輕放,避免撞擊。超濾系統(tǒng)停機前,必須使用超濾產水或RO淡水沖洗整個系統(tǒng),以便置換出膜組件內存的原水;停機后,應按生產廠商的說明,根據(jù)停機長短,采取相應措施,進行保養(yǎng),例如:若停機時間小于24h,一般無需特殊保養(yǎng),保持組件內充滿水即可;若停機2~3天,則每天運行30~60min;若停機3~7天,則用濃度大致為20mg/L的NaClO溶液保護;若停機7天以上,則用濃度為1%、pH值為3~6的NaHSO3溶液保護,如果pH值小于3,應及時更換新配置的溶液;若停機時間更長,則可用0.1%~1.0%的戊二醛溶液保護,每6個月更換一次。
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