過濾膜性能
1.1過濾膜技術定義
膜的過濾是固液分離技術,它是以膜孔把水濾過,將水中雜質截留,而沒有化學變化,處理簡易的技術,但因膜孔非常細小,相應的存在某些技術問題。在給水也有用生物膜處理原水的方法,但它與過濾膜分離技術不同。用作膜分離的叫做membrance,用作生物膜處理的膜叫做film.
1.2過濾膜的種類和機理
過濾膜以截留原水顆粒的大小分類,膜孔從粗到細分為微濾膜(MF),超濾膜(UF),納諾濾膜(NF)和反滲透膜(RO)。MF膜孔徑0.05um以上,或為1000以上分子量,以去除膠體、高分子有機物為對象。NF膜孔徑為100~1000分子量。它去除的物質在UF與RO之間,以去除三鹵甲烷、異味、色度、農葯、可溶性有機物、Ca、Mg等。RO分離粒徑為數十分子量,以去除食鹽類和無機鹽為對象。RO滲透水的壓力比其滲透壓力要多1~2倍。除以上四種以外,還有離子交換膜和氣體滲透膜。MF、UF、NF和RO以壓力驅動使固液分離。離子交換膜則以電力驅動使鹽類分子分離,促成海水淡化等。氣體滲透膜是最近研究出來通過氣體的新型膜,能使乙醇濃縮和海水淡化。
1.3制膜材料
大體有纖維類、合成樹脂類和陶瓷類三種。有的膜材質有弱於鹽類和臭氧等氧化劑的材料和受微一物分解的材料。另外,用作海水淡化的RO有除去產生THM的溴的膜和不能去除溴的膜,要根據用途而定。
1.4膜的型式
水體透過膜流速不大,因此為通過需要的水量,膜裝置的單體面積要大,要在一個小的空間內裝入很多根的膜細管。另外,厚度100um以下的薄膜因承受高壓,還必須有耐壓能力,為此應設法製造各種耐強壓的膜。一般膜的型式有板框式、螺旋式、橋式、管式及中空纖維式五種。板框式的膜應使用多孔質的材料,螺旋式和橋式的膜與板框式的相同。螺旋式的為卷狀,橋式的為在折疊成小的體積中塞入大面積的膜。管式膜也需有多孔質的材料,原水從管的內側通過,滲透水流出管外的為內壓式膜,這種客用得很普遍,也有外壓管式的。中空系統外徑為幾百um,系統內包有多數纖維細管,因為纖維管細小,沒有必要特別用強度高的纖維管,膜本身就足以抵抗給予的壓力,中空纖維系統有原水從中空系統內側通過的內壓式,及從外部加壓的外壓式兩種。
1.5膜的使用
使用過濾膜裝置不需凝絮化學處理,也不需蒸發分離作用,只需要壓力使水中固液分離,這是過濾膜處理的一大特點。過濾方式有兩種:
(1)流動液體全部垂直地透過膜孔,將液體內雜質截留的全量過濾方式;
(2)流動液體的流動方向與膜面平等,形成液體與膜面成直角的透過膜孔,將液體內雜質截留的橫流過濾方式。全量過濾方式適用於微濾和一部分超濾。橫流過濾,由於液體在膜表面上流動,產生剪斷力,減少在膜表面上因為雜質濃縮堆積的黏垢,適用於易於積垢的超濾、納諾過濾和反滲透過濾。
1.6過濾膜沖洗
流體通過膜期間,其含有雜質堵塞膜孔,使流體通過膜孔困難。為了恢復濾水效率,可採用以下方法:
(1)反沖洗
與過濾相反方向通過清水,使抑留於膜孔雜質沖走。也有通過空氣沖洗法替代。
(2)海綿球沖洗
只單獨用於內壓式管形膜,它是將海綿球通過管膜內部,使海綿球與管膜內壁摩擦,把抑留物沖走的方法。
(3)空氣泡沖洗
它是用空氣泡攪拌力將附著膜壁的抑留物去除的方法。用空氣泡攪動軟質合成樹脂中空系統的膜內壁,收到沖洗效果。
(4)葯劑沖洗
膜經過長期使用,雜質進入膜孔之中,用一般沖洗方法不能解決,使用化學葯劑清洗。化學葯劑有苛性蘇打、鹽酸、次亞氯酸鈉、檸檬酸及過氧化氫等。
1.7過濾膜的用途
過濾膜除用作水處理以外,還可用於超純水製造和海水淡化,一般採用反滲透膜(納諾濾膜)。另外用於糞尿處理、城市中水道處理、各種廢水處理等,一般採用超濾膜和微濾膜。在工業上可用於乳製品製造、半導體製造、食品製造、紙張製造及葯品製造等,也一般採用超濾膜和微濾膜。
飲用水應用
2.1飲用水應用過濾膜設施
在MF、UF、NF及RO之中,除海水淡化應用RO以外,RO尚無使用之處。RO幾乎將鹽類全部除掉,處理後水成了一切鹽類都沒有的純水,甚至比蒸餾水還純,這樣的水當然不能做飲用水使用。如果採用就得要加對人體健康有益的鹽類,要達到這種要求,目前尚無條件做到。NF對鹽類的去除僅次於RO,但去除率也很高,一般作為軟水應用,對作飲用水由於上述原因也不宜採用。從而,用於凈水處理的膜應為MF和UF膜。用這樣的膜主要能將膠體和浮游生物等除去,能將不溶性的鐵和錳除去,及能將菌類除去。但為了避免細菌在清水池內不再重生,不能省掉滅菌處理程序。考慮到UF去除物質的分子量程度,它沒有能力將臭氧物質和三鹵乙烯等有機溶劑除去,這些溶劑會在膜面上形成一層薄膜,這些薄膜今後可能有辦法除掉,可在以後列題研究。在膜的型式上,外壓中空系統或管型等膜適於採用。如果採用外壓式膜,可將通過沉砂池的原水,直接與膜連接處理。直接接到板框式和螺旋式的膜的原水,為了使膜孔不被閉塞,在流入膜以前,應將原水中浮游物質除去。
2.2飲用水應用過濾膜程序
凈水廠常規處理程序為凝聚、沉澱、過濾,膜分離水廠在原水符合過濾膜處理條件下,處理程序簡單,只需過濾膜裝置處理即可(在原水水質惡化時,尚需增加常規處理或增加微篩網處理)。在能量消耗上,使用過濾膜全量濾過方式,由於通過過濾膜使壓力提高,原水泵尚需在增強壓力上考慮。
2.3飲用水使用過濾膜處理的優點
(1)不需混凝劑
從過去使用膜的經驗看,飲用水使用的原水(河水、水庫水和富營養的湖泊水),用不加混凝劑的MF膜處理,和用混凝劑的凝聚、沉澱、過濾的常規處理相比,前者與後者所處理後水的水質相當或超過。
(2)自動化操縱簡單,易於無人管理
採用膜分離技術只為供應原水提供必要的操作壓力,並只需要運行一個較長時間才沖洗濾膜,別無其他工序。當前凝聚、沉澱、過濾凈水處理則工序繁多,在投葯上尚不能設定投加率。在這樣情況下操縱膜裝置很容易使其自動化,做到無人管理,而常規處理做到自動化則不容易。
(3)過濾膜水廠佔地少
採用過濾膜水廠,膜裝置佔地面積小,很容易將同等產水量的常規處理所佔廠地面積降低一半。剩餘地方可設活性炭處理裝置。由於過濾膜水廠可以無人化,職工居住的建築物和配套設施都可削減。
(4)維護管理費用小
當前過濾膜使用壽命和價格尚是未知數,全部費用不好計算。但是從用膜處理用電費用和葯劑費用都少來看,比之常規處理維護管理費用高的狀況有很大優點。
(5)易於排水處理
用於要求出水濁度≤5mg/L能符合飲用水質標準的工業用水、生活用水及市政給水系統;
(6)工業污水中的懸浮物、固體物的去除;
3.可用作離子交換法軟化、除鹽系統中的預處理設備,對水質要求不高的工業給水的粗過濾設備;
以及用在游泳池循環處理系統、冷卻循環水凈化系統等。
由於用膜處理不需投葯,處理污泥量減少,因此易於處理。是否如此尚正在研究階段,未得出明確結果。
2.4過濾膜處理存在的問題
(1)膜的使用壽命
膜孔受到水中雜質阻塞,使流體通過膜孔時水頭損失加大,流體流速降低。這時通常可用水沖洗使膜孔恢復原有的滲過能力。在不能達到目的時,應適當用葯劑清洗,使膜孔又能繼續使用。但應考慮膜的使用壽命。因即使按上述辦法處理,膜也會由於積垢過多,用葯劑清洗收效不理想。在這樣情況下,加混凝劑,延長使用壽命,也可減低滲過流速,使膜的壽命延長,但要增大膜的使用面積。
(2)過濾膜水廠施工管理
膜管本身強度相當高,有一定可*性。但施工中多多少少有部分膜管損傷。當然由於一兩根膜管受損,不會影響膜管滲透水的水質。但一個中等水廠有上萬根膜管,就不是一兩根膜管受損的問題了,因此有必要對膜裝置加強部件管理和施工管理,不能與以往常規處理方式一樣對待。
(3)採用過濾膜新技術補救措施
一般採用新技術會遇到意想不到的狀況,尤其是採用過濾膜分離的場合,它整個變更了過去的常規處理系統,因此會有一定的顧慮。由於對膜技術沒有實用經驗,應當增加補充設施,以備在膜裝置發生異常情況時補救。例如,是否在膜處理以後,再增設生物活性炭設施以除去臭味的措施,以及增設其他設備的考慮。
⑵ RO膜和微濾膜的作用分別是什麼
微濾膜能截留0.1-1微米之間的顆粒,截留懸浮物,細菌,及大分子量膠體等物質。
反滲透膜微孔的直徑一般在0.5~10nm之間,能去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等。
⑶ 市場過濾膜常規品種有那幾種
品種和規格
(1) 纖維素酯類 如二醋酸纖維素(CA);三醋酸纖維素(CTA);硝化纖維素(CN);乙基纖維素(EC);混合纖維素(CN-CA)等。其中混合纖維素製成的膜,是一種標準的常用濾膜。由於成孔性能良好,親水性好,材料易得且成本較低,因此,該膜的孔徑規格分級最多,從0.05~8um,約有近十個孔徑型號。該膜使用溫度范圍較廣。可耐稀酸。不適用酮類、酯類、強酸和鹼類等液體的過濾。
(2) 聚醯胺類 如尼龍6(PA-6)和尼龍(PA-66)微孔膜。該種也具有親水性能。較耐鹼而不耐酸。在酮、酚、醚及高分子量醇類中,不易被腐蝕。孔徑型號也較多。適用於電子工業光刻膠、顯影液等的凈化。
(3) 聚碸類 如聚碸(PS)和聚醚碸(PES)微濾膜。該類膜具有良好的化學性和熱穩定性,耐輻射,機械強度較高,應用面也較廣。
(4) 含氟材料類 如聚偏氟乙烯(PVDF)和聚四氟乙烯膜(PTFE)。這類微濾膜,都有極好的化學穩定性,適合在高溫下使用。特別是PTFE膜,其使用溫度為-40~260℃可耐強酸、強鹼和各種有機溶劑。由於具有疏水性,可用於過濾蒸氣及各種腐蝕性液體。
(5) 聚碳酸酯和聚酯類 主要用於制核孔微孔膜。核孔膜孔徑非常均勻,一般厚度為5~15um。此膜的孔隙率只有百分之十幾,因膜薄所以其流體的過濾速度與前敘的幾種膜相當。但製作工藝較為復雜,膜價格高,應用受到限制。目前該核膜已能製成多種孔徑價格。
(6) 聚烯烴類 如聚丙烯(PP)拉伸式微孔膜和聚丙烯(PP)纖維式深層過濾膜。該類微孔膜具有良好的化學穩定性,可耐酸、耐鹼和各種有機溶劑。價格便宜。但該類膜孔徑分布寬。目前的商品膜有平板式和中空釺維式多種構型。並具有多種孔徑規格。
(7) 無機材料 如陶瓷微孔膜、玻璃微孔膜,各類金屬微孔膜等。這是近幾年來倍受重視的新的一族微孔膜。無機膜具有耐高溫、耐有機溶劑、耐生物降解等優點。特別在高溫氣體分離和膜催化反應器及食品加工等行業中,有良好的應用前景。
⑷ 納濾膜與RO膜有何區別
1、凈化的水分子不同
納濾膜:截留有機物的分子量大約為150-500左右,截留溶解性鹽的回能力為2-98%之間,對單價陰離子鹽答溶液的脫鹽低於高價陰離子鹽溶液。
RO膜:可阻擋所有溶解的無機分子以及任何相對分子質量大於100的有機物,水分子可通過薄膜成為純水,對水中二價離子的脫除率可達99.5%,對一價離子的脫除率也在95%以上。
2、應用范圍不同
納濾膜:可應用於水質的軟化、降低TDS濃度、去除色度和有機物,它的大部分應用領域是飲用水的軟化和有機物的脫除。
RO膜:廣泛應用於太空水、純凈水、超純水的制備;化工工藝中水的濃縮、分離、提純及純水制備;海水、苦鹹水淡化;造紙、電鍍、印染等行業用水、中水及工業廢水的回用。
3、工作原理不同
納濾膜:納濾是在壓力差推動力作用下,鹽及小分子物質透過納濾膜而截留大分子物質,介於超濾和反滲透之間。
RO膜:採用反滲透方式,以壓力差為推動力,從溶液中分離出溶劑。
⑸ 濾膜的種類
過濾膜以截留原水顆粒的大小分類,膜孔從粗到細分為微濾膜(MF),超濾膜(UF),納諾濾膜(NF)和反滲透膜回(RO)。MF膜孔徑0.05um以上,或為1000以上分子量,以去除膠體、高分子有機物為對象。NF膜孔徑為100~1000分子量。它去除的物質在UF與RO之間,以去除三鹵甲烷、異味、色度、農葯、可溶性有機物、Ca、Mg等。RO分離粒徑為數十分子量,以去除食鹽類和無機鹽為對象。RO滲透水的壓力比其滲透壓力要多1~2倍。除以上四種以外,還有離子交換膜和氣體滲透膜。MF、UF、NF和RO以壓力驅動使固液分離。離子交換膜則以電力驅動使鹽類分子分離,促成海水淡化等。氣體滲透膜是研究出來通過氣體的新型膜,答能使乙醇濃縮和海水淡化。
超濾膜、微孔濾膜、納濾膜、微濾膜、中空纖維超濾膜、賽爾濾膜等。而目前超濾膜應用最廣泛,按濾膜形式,主要分為卷式,板框式,管式和中空纖維式濾膜等。
⑹ 影響納濾膜,超濾膜,RO膜的性能因素有哪些
壓力的影響
進水壓力影響RO和NF膜的產水通量和脫鹽率,我們知道滲透是指水分子從稀溶液側透過膜進入濃溶液側的流動,反滲透和納濾技術即在進水水流側施加操作壓力以克服自然滲透壓。當高於滲透壓的操作壓力施加在濃溶液側時,水分子自然滲透的流動方向就會被逆轉,部分進水(濃溶液)通過膜成為稀溶液側的凈化產水。透過膜的水通量增加與進水壓力的增加存在直線關系,增加進水壓力也增加了脫鹽率,但是兩者間的變化關系沒有線性關系,而且達到一定程度後脫鹽率將不再增加。
由於RO和NF膜對進水中的溶解性鹽類不可能絕對完美地截留,總有一定量的透過量,隨著壓力的增加,因為膜透過水的速率比傳遞鹽分的速率快,這種透鹽率的增加得到迅速地克服。但是,通過增加進水壓力提高鹽分的排除率有上限限制,正如圖1脫鹽率曲線的平坦部分所示那樣,超過一定的壓力值,脫鹽率不再增加,某些鹽分還會與水分子耦合一同透過膜。
溫度的影響
膜系統產水電導對進水溫度的變化非常敏感,隨著水溫的增加,水通量幾乎線性地增大,這主要歸功於透過膜的水分子的粘度下降、擴散能力增加。增加水溫會導致脫鹽率降低或透鹽率增加,這主要是因為鹽分透過膜的擴散速率會因溫度的提高而加快所致。膜元件能夠承受高溫的能力增加了其操作范圍,這對清洗操作也很重要,因為可以採用更強烈和更快的清洗程序。
鹽濃度的影響
滲透壓是水中所含鹽分或有機物濃度和種類的函數,鹽濃度增加,滲透壓也增加,因此需要逆轉自然滲透流動方向的進水驅動壓力大小主要取決於進水中的含鹽量。如果壓力保持恆定,含鹽量越高,通量就越低,滲透壓的增加抵消了進水推動力,水通量降低,增加了透過膜的鹽通量(降低了脫鹽率)。
回收率的影響
通過對進水施加壓力當濃溶液和稀溶液間的自然滲透流動方向被逆轉時,實現反滲透過程。如果回收率增加(進水壓力恆定),殘留在原水中的含鹽量更高,自然滲透壓將不斷增加直至與施加的壓力相同,這將抵銷進水壓力的推動作用,減慢或停止反滲透過程,使滲透通量降低或甚至停止。RO
系統最大可能回收率並不一定取決於滲透壓的限制,往往取決於原水中的含鹽量和它們在膜面上要發生沉澱的傾向,最常見的微溶鹽類是碳酸鈣、硫酸鈣和硅,應該採用原水化學處理方法阻止鹽類因膜的濃縮過程引發的結垢。
pH 值的影響
各種反滲透和納濾膜元件適用的pH值范圍相差很大,像這樣的超薄復合反滲透和納濾膜與醋酸纖維素反滲透和納濾膜相比,在更寬廣的 pH
值范圍內更穩定,因而,具有更寬的操作范圍。膜脫鹽率特性取決於pH值,水通量也會受到影響。
⑺ 凈水器的納濾膜和RO膜,超濾膜有什麼區別
納濾膜和RO膜的區別:
1. NF膜分離需要的跨膜壓差一般為0.5~2.0MPa,比用反滲透膜達版到同樣的滲透能量所權必須施加的壓差低0.5~3MPa。在同等的外加壓力下,納濾的通量要比反滲透大得多,而在通量一定時,納濾所需的壓力則比反滲透的低很多。所以用納濾代替反滲透時,「濃縮」過程可更有效、快速地進行,並達到較大的「濃縮」倍數。
2.納濾膜與其他膜分離過程比較,納濾的一個優點是能透析反滲透膜所截留的部分無機鹽——也就是能使「濃縮」與脫鹽同步進行。
3.納濾膜介於反滲透和超濾膜之間,其膜表面分離皮層可能具有納米級微孔結構。
4.相對於反滲透膜NaCI的脫除率均在95%以上,一般將NaCI脫除率為90%以下的膜均可稱之為納濾膜。
5.反滲透膜幾乎對所有溶質都有很高的脫除率,而納濾膜只對特定的溶質具有脫除率。
6.反滲透膜幾乎均為聚醯胺材質,而納濾膜材料可採用多種材質,如醋酸纖維素、醋酸-三醋酸纖維素、磺化聚碸、磺化聚醚碸、芳香聚醯胺復合材料和無機材料等。
其實這幾種濾膜區別不大,主要的區別就是精度大小不一樣,還有就是應用領域也有些不一樣。如果對這幾種濾膜的區別還是不是很清楚詳細的可以看網頁鏈接
⑻ NF納濾膜和RO反滲透膜相比,哪種凈水技術比較好
RO膜的過濾精度為0.0001微米左右
⑼ 影響高壓納濾膜性能的因素有哪些
納濾膜性能受哪些因素影響?
1、操作壓力
納濾過程中存在阻力,當NF膜在相同的操作條件下,過濾不同料液時效果也不同。當施加在膜上的驅動力壓力增大時,膜會被壓實,且膜自身阻力將增加。隨著膜兩側壓力的增大,膜兩側溶液濃度會構成濃差極化現象,形成反向滲透壓。因此當操作壓力增大時,透過膜的通量不一定單調遞增。許多研究人員指出,在一定操作壓力范圍內,增加操作壓力可以提高納濾膜的產水通量,當升至一定壓力時便趨於穩定。
2、進水鹽濃度
當進水鹽濃度較低時,濃差極化作用和膜污染程度很小,溶劑易於透過納濾膜,而溶質則被截留,濃水濃度明顯高於進水鹽濃度,由此計算得到高截留率。而當進水鹽濃度提高,會加大膜兩側的濃差極化並會加快膜污染,導致膜分離性能明顯降低,膜孔被堵塞,溶劑透過膜阻力增大,產水量減少,濃水鹽濃度相對降低,截留率下降。同時,進水離子濃度增加,會影響膜表面荷電,影響膜對離子的排斥作用,也可導致截留率下降。
3、PH值
大部分的納濾膜表面都具有電荷,pH值會影響納濾膜表面的電荷,進而影響膜表面電荷與溶液離子間的靜電排斥作用,從而影響溶質是否可以通過膜孔,即改變膜對溶質的分離性能。
4、溫度
當溫度升高,會增大溶液中部分組分的溶解度,形成大顆粒,膜污染增加,導致膜通透量下降。若溫度過高,會使蛋白質變性並被破壞,從而加重膜污染,使得溶液通透量降低。
⑽ 當前水處理過程中,在不同領域常用的是什麼膜
水處理膜是具有選擇性分離功能的材料.利用水處理膜的選擇性分離實現污水的回不同組分的答分離、純化、濃縮的過程稱作膜分離.它與傳統過濾的不同在於水處理膜可以在分子范圍內進行分離,並且這過程是一種物理過程,不需發生...