水處理中超濾膜的應用

A. 超濾技術在水處理中的應用有哪些

超濾是介於微濾和納濾之間的一種膜系統，平均孔徑在3-100nm，超濾膜是一種能夠專將溶液進行凈化屬，分離，濃縮的膜分離技術，其截留機理主要是篩分作用，但有時候膜孔比溶劑分子大，又比溶質分子大，股膜便面的化學特性也起到截留的作用，以膜兩側的壓力差為推動力，以超濾膜為過濾介質，在一定的壓力下，當水流過膜表面時，只容許水及低分子量溶質通過，從而達到溶液的凈化，分離，與濃縮的目的。

B. 超濾的應用

超濾膜的最小截留分子量為500道爾頓，在生物制葯中可用來分離蛋白質、酶、核酸、多糖、多肽、抗生素、病毒等。超濾的優點是沒有相轉移，無需添加任何強烈化學物質，可以在低溫下操作，過濾速率較快，便於做無菌處理等。所有這些都能使分離操作簡化，避免了生物活性物質的活力損失和變性。
由於超濾技術有以上諸多優點，故常被用作：
(1)大分子物質的脫鹽和濃縮，以及大分子物質溶劑系統的交換平衡。
(2)大分子物質的分級分離。
(3)生化制劑或其他制劑的去熱原處理。
超濾技術已成為制葯工業、食品工業、電子工業以及環境保護諸領域中不可缺少的有力工具 。 超濾技術的關鍵是膜。膜有各種不同的類型和規格，可根據工作的需要來選用。早期的膜是各向同性的均勻膜，即常用的微孔薄膜，其孔徑通常是0.05mm 和0.025mm。近幾年來生產了一些各向異性的不對稱超濾膜，其中一種各向異性擴散膜是由一層非常薄的、具有一定孔徑的多孔皮膚層（厚約0.1mm～1.0mm），和一層相對厚得多的（約1mm）更易通滲的、作為支撐用的海綿層組成。皮膚層決定了膜的選擇性，而海綿層增加了機械強度。由於皮膚層非常薄，因此高效、通透性好、流量大，且不易被溶質阻塞而導致流速下降。常用的膜一般是由乙酸纖維或硝酸纖維或此二者的混合物製成。近來為適應制葯和食品工業上滅菌的需要，發展了非纖維型的各向膜，例如聚碸膜、聚碸醯胺膜和聚丙烯腈膜等。這種膜在pH 1～14都是穩定的，且能在90℃下正常工作。超濾膜通常是比較穩定的，若使用恰當，能連續用1～2年。暫時不用，可浸在1%甲醛溶液或0.2%NaN3中保存。超濾膜的基本性能指標主要有：水通量[cm3/(cm2?h)]；截留率（以百分率%表示）；化學物理穩定性（包括機械強度）等。
超濾裝置一般由若干超濾組件構成。通常可分為板框式、管式、螺旋卷式和中空纖維式四種主要類型。由於超濾法處理的液體多數是含有水溶性生物大分子、有機膠體、多糖及微生物等。這些物質極易粘附和沉積於膜表面上，造成嚴重的濃差極化和堵塞，這是超濾法最關鍵的問題，要克服濃差極化，通常可加大液體流量，加強湍流和加強攪拌。
在生物製品中應用超濾法有很高的經濟效益，例如供靜脈注射的25%人胎盤血白蛋白（即胎白）通常是用硫酸銨鹽析法、透析脫鹽、真空濃縮等工藝制備的，該工藝流程硫酸銨耗量大，能源消耗多，操作時間長，透析過程易產生污染。改用超濾工藝後，平均回收率可達97.18%；吸附損失為1.69%；透過損失為1.23%；截留率為98.77%。大幅度提高了白蛋白的產量和質量，每年可節省硫酸銨6.2噸，自來水16000噸。目前國外生產超濾膜和超濾裝置最有名的廠家是美國的Milipore公司和德國的Sartorius公司。國內的知名廠家有立升。
超濾在廢水處理中的應用
（1）還原性染料廢水處理；
（2）電泳塗漆廢水處理；
（3）含乳化油廢水處理；
（4）生活污水處理 一種孔徑規格一致，額定孔徑范圍為0.001-0.02微米的微孔過濾膜。採用超濾膜以壓力差為推動力的膜過
濾方法為超濾膜過濾。超濾膜大多由醋酯纖維或與其性能類似的高分子材料製得。最適於處理溶液中溶質的分離和增濃，也常用於其他分離技術難以完成的膠狀懸浮液的分離，其應用領域在不斷擴大。以壓力差為推動力的膜過濾可區分為超濾膜過濾、微孔膜過濾和逆滲透膜過濾三類。它們的區分是根據膜層所能截留的最小粒子尺寸或分子量大小。以膜的額定孔徑范圍作為區分標准時，則微孔膜(MF)的額定孔徑范圍為0.02～10μm；超濾膜(UF)為0.001～0.02μm；逆滲透膜(RO)為0.0001～0.001μm。由此可知，超濾膜最適於處理溶液中溶質的分離和增濃，或採用其他分離技術所難以完成的膠狀懸浮液的分離。超濾膜的制膜技術，即獲得預期尺寸和窄分布微孔的技術是極其重要的。孔的控制因素較多，如根據制膜時溶液的種類和濃度、蒸發及凝聚條件等不同可得到不同孔徑及孔徑分布的超濾膜。超濾膜一般為高分子分離膜，用作超濾膜的高分子材料主要有纖維素衍生物、聚碸、聚丙烯腈、聚醯胺及聚碳酸酯等。超濾膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或中空纖維膜等形式，廣泛用於如醫葯工業、食品工業、環境工程等。我們都知道篩子是用來篩東西的，它能將細小物體放行，而將個頭較大的截留下來。可是，您聽說過能篩分子的篩子嗎？超膜－－這種超級篩子能將尺寸不等的分子篩分開來！那麼，到底什麼是超濾膜呢？ 超濾膜是一種具有超級「篩分」分離功能的多孔膜。它的孔徑只有幾納米到幾十納米，也就是說只有一根頭發絲的1‰！在膜的一側施以適當壓力，就能篩出大於孔徑的溶質分子，以分離分子量大於500道爾頓、粒徑大於2～20納米的顆粒。超濾膜的結構有對稱和非對稱之分。前者是各向同性的，沒有皮層，所有方向上的孔隙都是一樣的，屬於深層過濾；後者具有較緻密的表層和以指狀結構為主的底層，表層厚度為0.1微米或更小，並具有排列有序的微孔，底層厚度為200～250微米，屬於表層過濾。工業使用的超濾膜一般為非對稱膜。超濾膜的膜材料主要有纖維素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚碸、聚丙烯腈、聚醯胺、聚碸醯胺、磺化聚碸、交鏈的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。
超濾廚飲用兩用機：①PP棉濾芯、②活性碳、③納米膜表超濾膜濾芯、④復合濾芯，五級過濾設備多加了一個後置活性炭，六級的多加了一個礦化濾芯就成立市場上見到的直飲水機。更多級的就加更多針對性的濾芯。 (1)增壓泵超濾膜以力差為推動力進行過濾，當原水的水壓不能滿足過濾需求時，系統需要增加泵加壓，以實現超濾膜分離作用，由於超濾膜的工作壓力較低，一般小於O·7MPa，故在系統設計時，一般選用離心泵，選擇離心泵的主要依據是揚程、流量、泵體材質，其次是泵的體積大小、外觀造型和價格等。
①揚程和流量的選擇根據超濾系統設計中所需要的進水工作壓力，跨膜壓差和通水流量，來選擇泵的揚程和流量。一般選擇水泵的揚程和流量應當等於或略大於設計供水量和工作壓力，以滿足超濾系統的正常運行。
②泵體材質的選擇根據原水水質的情況來選擇合適的泵體材質以減少投資成本，其材質不能與原水中的成分產生任何反應，也不能有溶解現象。當原水的pH值為6．5～8．5時可選用鑄鐵泵體；當原水為海水時，應選耐海水腐蝕的塑料泵體；醫葯和食品工業水處理卻一般選擇使用不銹鋼泵體。
化學清洗泵一般選擇耐化學葯劑的泵體。
(2)減壓閥 當原水水壓大於系統設計水壓時，要對原水進行減壓。一般採用可減靜壓的減壓閥來實現，減壓閥減壓的精度視超濾系統而定。另根據原水的水質選擇適合材質的減壓閥，一般可選的材質為銅、不銹鋼、鐵、塑膠。
(3)物理清洗和化學清洗系統 清洗系統主要由配葯箱、凈水箱、循環泵組成，採用氣水混合清洗的還包括空壓機，一般物理清洗分為等壓沖洗和反沖洗。等壓沖洗時是關閉產水閥，全開濃水閥，使原水以快於正常工作狀態時的流速沖刷膜表面，去除污垢。反沖洗是關閉原水閥採用循環泵，將凈水箱中的水從產水口打入膜組件。使凈水按正常過濾的反方向透過膜，沖刷掉膜表面的污染物，並使其從濃水口排出，反沖洗後，馬上進行等壓沖洗。能更有效地將被截留的污染物排出，為了加強清洗效果，順沖時，可採用氣水混合液進行沖洗。
化學清洗系統是用循環泵將配葯箱內的清洗液送入超濾系統，進行循環清洗和浸泡，靠化學葯品的作用去除膜表面的污垢，以恢復膜的產水能力，維持設計流量要求。
(4)消毒滅菌系統超濾的消毒滅菌系統所用設備和操作程序與化學清洗系統相同，僅需要將清洗液換成滅菌液即可，一般使用的滅菌劑為次氯酸鈉和過氧化氫，在選擇滅菌劑時要考慮劑膜的材質和滅菌劑濃度。例如Ps材質膜不能採用含有陰離子表面活性劑的滅菌劑，否則會對膜造成不可逆的通量損失。
(5)自動化計量、監控和儀表
①計量水流量採用流量表來計量，流量計有轉子流量計、浮子流量計、電磁流量計、掙針式流量計等。在超濾系統中大多採用玻璃浮子(轉子)流量計，主要是顯示直觀，價格低，一台超濾系統最少需要設置兩個流量計以便觀察，一個是產水流量計，一個是濃水流量計或原水進水流量計。 流量計規格的選擇是根據系統的流量大小而定，浮子流量計的選擇通常選用的量程為1．5～2倍的實際最大測量流量。
②監控系統及儀表超濾系統在運行時，必須嚴格按照設計參數進行操作，這需要系統的相關參數進行監控，其中主要的監控項目是水質、流量、壓力，可以手動操作，也可採用儀表和可編程式控制制器對系統進行自動控制。
對水質的監控可採用水質監測儀進行，對水壓的監控可採用壓力開關和壓力表進行，對流量的控制可採用電子流量計進行監測，並將監測信號反饋到PLC中，然後來控制泵，閥門及清洗系統，從而實現系統的自動化。
壓力是超濾系統的一個重要參數，故在壓力表選擇時，要注意其精度和耐用性。壓力表量程的選擇，以使用壓力能使指針處於刻度盤的1/2～2/3位置為宜，並要考慮水錘對壓力表的沖擊。

C. 超濾是什麼意思超濾膜應用水處理的什麼方面

超濾是什麼？

超濾是以壓力為推動力的膜分離技術之一。以大分子與小分子分離為版目的，膜孔權徑在20－1000A°之間。中空纖維超濾器（膜）具有單位容器內充填密度高，佔地面積小等優點。

超濾膜在水處理方面的應用：

超濾膜作用分別技巧被廣泛天時用於飲用水制備、食物工業、制葯工業、工業廢水處理、金屬加工塗料、生物產物加工、石油加工等范疇。年夜范圍的水處理凡是集中在以下方面：飲用水供水終端、地表水處理、海水處理和污水回用。

D. 超濾膜有什麼作用

超濾膜能復夠去除水中制能夠找到的任何最為細小的顆粒物，超濾的顆粒截留范圍一般可達到0.001－0.01微米，微濾的顆粒截留范圍比超濾要高出1－2個數量級，一般為0.1－0.2微米。

目前人對水的需求不斷增加，對水質的要求也越來越高，現在水質受到污染已經越來越嚴重了，為了能有效解決這個問題，得到可以飲用的水以及合格的工業用水，膜技術由於清潔、無污染、無相變等特色受到各行業廣泛地關注。東麗超濾膜法是一種廣泛應用於海水淡化、苦成水淡化、造、食品醫療、鍋爐補給水軟化水、濃縮分離、工藝純水、飲用水、廢水回用等領域，而且它的重要性正在日益顯著

E. 請教超濾膜用在廢水處理中的事項

1. 超濾膜可以截留來細菌，但不可以殺死自細菌，截留率再好的超濾膜也不能長期保證干凈區沒有細菌，這樣會直接影響到出水水質，因此必須定期對周轉環境及過濾系統進行定期滅菌，滅菌的操作周期因供給原水的水質情況而定。

2. 過濾系統所用組件數量是根據設計總透水量而定的，而每根組件所標稱的每小時產水量是指純水透水速率，是指採用純水作測試介質，純水對超濾膜不存在溶質引起的堵塞問題。但由於裝置的透水速率隨運轉時間而逐漸下降，但經清洗後基本上可以回復到一個相對穩定值。此外，超濾組件的透水量還受到溫度、壓力、料液濃度、給水濁度等因素影響。

3. 由於每根超濾組件在出廠前加入保護液，使用前要徹底沖洗組件中的保護液，無論低壓還是高壓沖洗時，系統的產水排放閥均應全部打開。
4. 超濾組件要輕拿輕放，並注意保護，由於超濾組件是精密器材，所以在使用安裝時要小心，要輕拿輕放，更不能甩壞。組件若停用，要先用清水沖洗干凈後，加0.5%甲醛水溶液進行消毒滅菌，並密封好。如冬天組件還要進行防凍處理。

5. 使用中空纖維超濾膜前必須認真閱讀使用說明，按照超濾膜在水處理應用工藝進行操作。

F. 管式超濾膜在水處理中的應用作用

管式超濾膜，具有高抗污染性、高運行通量、膜芯與組件外殼的可更換性特點，廣泛應用於物料澄清過濾、垃圾滲濾液MBR工藝、油水分離、廢水處理、應急飲水等領域。

G. 水處理中超濾膜是什麼有哪些特點呢

超濾膜是什麼？

超濾（UF）基本上是按分子量大小進行分離的壓力驅動膜過程。超濾膜的孔徑一般在—100nm之間，能夠截留分子量在300—500,000道爾頓的物質，包括多糖、生物分子、聚合物和膠體物質等。大多數超濾膜所標稱的切割分子量一般定義為膜具有90%以上截留率的最小分子量。

超濾膜具有哪些特點？

1. 親水性膜絲，通量大

超濾膜通過降低膜表面張力，大幅改善了膜的親水性，使水通量大幅增加，膜表面塗覆牢度強，衰減慢，經過相對高溫的水洗和鹼洗不易脫落，膜絲抗污染能力提高，耐化學腐蝕性增強。

2. 過濾精度高

超濾膜絲空隙分布均勻，膜孔數量繁多，結構穩定，過濾精度高達0.01微米，徹底濾除原水中的細菌、病毒、膠體、鐵銹等各種雜質，出水穩定，水質可達國家飲用水標准，真正實現優質凈化水效果。

3. 截留高，抗污染性強

超濾膜的膜絲分布狹窄，且微孔形狀呈倒喇叭狀，起穩定截留作用的表皮層孔徑小，支撐層孔徑大，污染物不能進入到支撐層，避免不可恢復的堵塞，使膜絲抗污染性強，在原水水質波動頻繁，水質較為惡劣的條件下運行仍能保證良好的過濾效果。

4. 膜絲強度高

超濾膜膜絲擁有的機械強度大，每一根超濾膜絲在各種復雜的工況條件下運行穩定，不易出現斷絲，保證超濾出水水質優良。

5. 易清洗，易恢復，使用壽命長

膜公司獨特的制膜工藝，使超濾膜膜絲內外壁平整光滑，具有永久親水性的特質，從而使超濾膜在過濾介質中：膠體、油、蛋白質與污染物質在膜的表面聚結成球狀，這種聚結物很容易從膜表面脫離，通過簡單的反洗就可以清洗干凈，不易污堵，可有效減少化學清洗頻率，延長超濾膜使用壽命。

H. 超濾膜在水處理中的污染及其控制措施

影響膜污染主要有膜或膜組件自身特性、運行條件、原水水質、污泥混合液的性質等四大因素。

膜污染的防制措施

通過有效的技術可以盡量延緩膜污染的進程，降低膜污染的程度，在防控濃差極化和膜污染面的研究主要集中在改良膜的性質、改變原水的特性、優化分離操作條件及對膜進行預處理、定期反沖洗等方面。前面影響因素中已提到很多方面，這里主要對預處理方法和定期反沖洗進行闡述。

1.預處理

它是降低膜污染的研究方法之一，其中包括混凝、吸附、預氧化、預過濾等方法。預處理影響膜的過濾性主要表現為三個方面：改變污染物粒徑分布；改變污染物之間相互作用或它們在膜表面的沉積性；抑制微生物生長或是去除可生物降解的微生物。混凝是目前為止用得最為廣泛和有效的預處理方法，研究表明投加混凝劑後能大大降低膜污染，增加膜通量，而且比投加活性炭更為有效。活性炭投加能吸附水中8～15μm的顆粒，而這些顆粒是控制膜通量的主要因素。但過多地投加活性炭可能會加劇膜污染，目前國內普遍採用的是2g/L的投加量。採用強氧化劑如氯、過氧化氫、高錳酸鉀、臭氧等來氧化和改變有機物組成部分，從而改善出水水質，減輕膜污染。國內外對於預氧化控制膜污染的研究主要限於臭氧。適度的臭氧預氧化能增加了可生物同化有機碳和改善污泥性質,從而可能減輕膜污染，發現臭氧化能夠促進活性污泥中微生物細胞的分解和控制絲狀菌膨脹，從而減輕膜污染。然而有研究表明臭氧的投加對控制膜污染效果不明顯,甚至有可能加重膜污染，而且由於強氧化性，可能會氧化膜，從而損害膜，並容易產生一些副產物，因此預氧化工藝還在不斷研究中。使用填充床過濾器或是其它膜預過濾來去除部分可能對後續膜有污染的物質，疏水性粗孔徑膜能很好低吸附有機污染物，因此在預處理使用疏水性粗孔徑膜非常有效。

2.膜沖洗

研究表明對膜組件進行定期清洗可在很大程度上恢復膜通量。膜的清洗包括物理沖洗、化學沖洗、物化聯合沖洗以及電沖洗。物理清洗是用機械方法從膜面上去除污染物,包括多種方法。如正方向沖洗、變方向沖洗、透過液反壓沖洗、振動、排氣充水法、空氣噴射、自動海綿球清洗、水力方法、氣液脈沖和循環洗滌等。但該法僅對污染初期的膜有效,清洗效果不能持久。

研究表明:單獨進行水反沖洗不能夠有效去除膜面的阻垢層。化學清洗實質上是利用化學試劑和沉積物、污垢、腐蝕產物及影響通量速率和產水水質的其他污染物的反應去除膜上的污染物。化學試劑主要包括酸、鹼、螯合劑和按配方製造的產品等。採用鹽酸、氫氧化鈉及次氯酸鈉三種清洗劑結合清洗PVDF膜效果很好，但是單獨的進行化學清洗只能減小污染物對膜的粘滯性,不能將污染物有效去除，而且進行化學清洗時,水溫、加葯量及清洗時間是決定清洗效果的重要因素。將物理和化學清洗方法結合使用可以有效提高清洗效果, 如在清洗液中加入表面活性劑可使物理清洗的效果提高。電清洗是一種十分特殊的清洗方法。在膜上施加電場, 則帶電粒子或分子將沿電場方向移動, 通過在一定時間間隔內施加電場, 且在無需中斷操作的情況下從界面上除去粒子或分子。這種方法的缺點是需使用導電膜及安裝有電極的特殊膜器。清洗劑的選擇決定於污染物的類型和膜材料的性質。

在清洗方案的選擇中,應考慮以下因素：清洗設備的要求, 膜的類型和清洗劑的相容性,系統的結構材料,污染物的鑒定,使用過的清洗液的排放條件及由此造成的影響。

I. 超濾膜在水處理工藝中的技術優勢體現在哪些方面

超濾膜是超濾膜的一種。它是超濾技術中最為成熟與先進的一種技術。回中空纖維外徑答:0.5-2.0mm，內徑:0.3-1.4mm，中空纖維管壁上布滿微孔，孔徑以能截留物質的分子量表達，截留分子量可達幾千至幾十萬。原水在中空纖維外側或內腔加壓流動，分別構成外壓式與內壓式。超濾是動態過濾過程，被截留物質可隨濃縮小排除，不致堵塞膜表面，可長期連續運行。超濾膜是最早開發的高分子分離膜之一。
超濾技術是一種廣泛用於水的凈化，溶液分離、濃縮，以及從廢水中提取有用物質，廢水凈化再利用領域的高新技術。特點是使用過程簡單，不需加熱，能源節約，低壓運行，裝置佔地面積小。