2th污水超濾系統

⑴ 超濾技術在工業廢水處理中的應用

超濾技術在工業廢水處理中的應用
簡介：超濾是迅速崛起的一門分離技術，它在環境保護的水處理中有著廣泛的應用。文章簡要介紹了超濾技術的發展現狀，並對超濾分離法在電泳漆、化學纖維、紡織、造紙、印鈔、釀造、製革、石油和食品工業廢水處理中的應用進行了綜述。
早在1861年Schmidt用牛心包膜截留阿拉伯膠，可作為世界上第一次超濾試驗，到1960年，在Loeb和Sourirajan試驗成功不對稱反滲透醋酸纖維素膜的影響下，1963年Michaels開發了不同孔徑的不對稱CA超濾膜。基於CA膜物化性質的限制，1965年開始，不斷有新品種的高聚物超濾膜問世，並很快商品化，1965-1975年是超濾工藝大發展的階段，膜材料從初期的不對稱CA膜擴大到現在的聚碸(PSF)、聚丙烯腈（PAN）、聚醚碸（PES）以及各種高分子合金膜等，膜組件有板式、卷式和中空纖維等，在不同的生產過程中都已成功的應用[1]。目前所用超濾膜較多由高分子材料製成，隨著工業上超濾技術的應用和發展，以金屬、陶瓷、多孔硅鋁等材料製成的無機膜，在20世紀80年代初期至90年代獲得了重要發展。如1980-1985年期間，美國UCC公司開發的載體為多孔炭、外塗一層陶瓷氧化鋯的無機膜可用作超濾膜管，美國Alcoa/SCT公司開發的商品名為Membralox的陶瓷膜管，能承受反沖，可採用錯流（CrossFlow）操作[2]。用無機膜進行超濾，比常規的分離技術更加經濟有效。目前工業所用的無機膜幾乎全部是多孔陶瓷膜或以多孔陶瓷為支撐體的復合膜。隨著粉末技術的發展，很多優質價廉的燒結金屬微孔管投入市場，它具有易於和金屬構件組合、加工等優點。近年來，國外還有人燒結不銹鋼微孔管內壁燒結孔徑為0.1納米的TiO2薄層，構成Scepter不銹鋼膜[3]。
近30年是超濾技術迅速發展的時期，超濾技術被廣泛地應用於飲用水制備、食品工業、制葯工業、工業廢水處理、金屬加工塗料、生物產品加工、石油加工等。
1 工業廢水處理中的應用
目前膜法水處理技術在環境過程中的應用，主要是超濾、反滲透、滲析和電滲析等方法用於處理各工業廢水。超濾技術因其操作壓力低、能耗低、通量大、分離效率高，可以回收和回用有用物質和水，特別是通量大的特點，使得超濾成為廢水處理工程採用的主要膜分離技術。
1.1 電泳漆廢水
國外超濾技術的較大規模應用開始於70年代，當時就是主要用於電泳塗漆工業。廢水中的漆料是使用漆料總量的10%~50%，採用超濾技術處理電泳漆廢水不僅可以減少漆的損失和回用廢水，而且可以使有害無機鹽透過超濾膜從而提高了電泳漆的比電阻，調節和控制、漆液的組成，保證電泳塗漆的正常運行。70 年代初期主要用CA膜管式超濾器處理陽極電泳漆廢水，70年代後期，改用框式、卷式、中空纖維式超濾器處理陰極電泳漆廢水。國內一些汽車廠、電泳漆行業也採用超濾技術，如長春汽車轎車廠從Aomicon公司引進中空纖維式陰極電泳漆專用超濾器，由30根直徑7.62cm的膜組件並聯而成，總膜面積約75 cm2，處理能力為1.5 t/h，裝有循環液定時自動換向系統，以減少膜污染，延長膜清洗周期。北京某汽車廠原排放電泳漆廢水量為200 m3/d，工件帶出漆液量19.13 L/h，經用超濾法處理後,保證了電泳槽漆液的電阻率大於500 Ω/cm，維持了電泳漆的固體含量穩定，對電泳漆的截留率為97%~98%，排水量降到5 m3/d，節省了大量補充的去離子水[4]。中國科學院生態環境研究中心研製出荷正離子的中空纖維膜組件，對比實驗表明結果良好，與進口膜性能相近，可以用於生產。無錫超濾設備廠對有關的超濾膜進行開發，以共聚丙烯腈為膜材料，二甲基乙醯胺為溶劑，添加適量致孔劑製取的荷正電荷超濾膜透液量大，性能穩定，油漆截留率高，抗污染性能好，也已用於生產。我國許多廠家引進國外超濾裝置,所以用性能優良的國產荷電超濾膜裝置取代進口裝置成為現在的新目標。
1.2 化纖、紡織工業廢水
化纖工業中有多種廢水可用超濾法處理與回收。如回收聚乙烯醇（PVA），國外不少工廠已用於生產。日本某工廠採用8 cm2的管式超濾器將PVA原液由0.1%濃縮到10~15倍，進口壓力為3.92×105 Pa，出口壓力為1.96×105 Pa，進料溫度55~66℃，膜的水通量為100~140 L/ (cm2·h)，對PVA的分離率為98.2%，每天回收PVA 20 kg,運行良好[5]。
染料廢水種類繁多，組成復雜，主要包括含鹽、有機物的有色廢水；氯化及溴化廢水；含有微酸和微鹼的有機廢水；含有銅、鉛、鉻、錳、汞等陽離子的有色廢水；含硫的有機物廢水。廢水量大，濃度高，色度高，毒性大，是治理難度最大的工業廢水之一。上海印染廠最早採用醋酸纖維外壓管式超濾裝置處理還原染料廢水並回收染料獲得成功，中科院環境化學所也完成了用聚碸超濾膜管式和中空纖維式裝置處理染料廢水的現場實驗，脫色率為95%~98%，COD去除率60%~90%，濃縮液含染料15~20 g/L，並被印染廠引用於生產[6]。
洗毛廢水是紡織工業污染最嚴重的廢水之一，洗毛廢水中含有大量的懸浮物、油脂和合成洗滌劑，其中主要污染物是羊毛脂。羊毛脂是日用化工、醫葯工業的原料，也是很好的防腐劑和潤滑劑，具有較高的經濟價值。傳統回收羊毛脂的方法回收率較低，而採用超濾技術處理洗毛廢水取得了好的效果。國內的許多毛紡廠和洗毛廠採用超濾法處理洗毛廢水工藝，該工藝包括預處理、超濾濃縮、離心分離和水回用四個系統，比傳統的離心工藝羊毛脂回收率提高1~2倍。具體操作工藝條件為[7]：料液溫度50 ℃，操作壓力0.12~0.35 MPa，膜表面流速3 m/s，膜平均水通量40 L/(cm2·h)，濃縮倍數為3~6倍，結果油脂截留率為98%~99%，COD截留率為90%~98%。
1.3 造紙工業廢水
造紙工業耗水量極大，造紙廢水主要來源於去皮、漿化、洗凈、漂白、抄紙等工序。用超濾技術處理造紙廢水既可以對廢水中某些有用成分進行濃縮回收，又可將透過水回用。開山屯化纖漿廠是國內制漿造紙行業中第一家引進了具有國際80年代先進水平的大型超濾設備，並成功地用於亞硫酸鹽制漿廢液的處理，在此基礎上又用自製聚碸膜代替進口膜而取得成功，實驗證明達到了DDS公司生產的FSN61PP超濾膜的水平。工藝為：將廢液預熱升溫到50~70℃，打開進料閥，廢液經過過濾器進入儲罐內，超濾始終控制入口壓力0.6 MPa，出口壓力0.3 MPa，膜的工作溫度60~65 ℃，膜工作面積2.25 cm2。結果成品的木質素磺酸濃度大於95%，還原物去除率大於85%，固形物的率大於30%，達到了對廢液中高分子木質素磺酸的有效分離、純化以及濃縮的目的。日本於1981年採用NTU-3508超濾組件建成了日處理4000 m3的管式膜裝置，是世界上最大規模的裝置。我國目前已具備生產此類超濾和反滲透膜組件的能力，並迅速推廣[8]。
1.4 印鈔廢水
我國印鈔業擦板廢液的處理一直是困擾印鈔行業的老大難問題。中科院上海原子核研究所與上海印鈔廠、南昌印鈔廠、西安印鈔廠等合作，從1993年開始進行了用板式超濾器處理擦板廢液的工作，並對原有的HPL-Ⅱ（A）型超濾器進行了改進，研製成功適用於處理印鈔擦板廢液的HPL-Ⅱ（B）型板式超濾器。經超濾處理後，透過膜的清液不含油墨，鹼的含量不變，對COD的去除率為99%以上，對固含量為3%的擦板廢液可濃縮至12%，廢液的回收率為75%，且比採用中和法處理廢液省力省大量資金。
1.5 釀造工業廢水
味精廢液是含大量菌體等有機物、氯化物的粘性液體，COD高達70 000 mg/L，廢液的排放對環境造成嚴重的污染，同時廢液中還含有一些價值很高的代謝副產物。味精廠用CA、PS、PVC等超濾膜對味精廢液進行處理，其操作條件為：操作壓力0.25MPa，操作溫度25℃，超濾濃縮倍數5~6倍，處理結果表明：透過液清澈透明，菌體去除率達98%以上。透過液經管道輸入醬油廠用來生產味精醬油；對濃縮液進行超濾可得到含蛋白質和脂肪及核酸的價值很高的代謝副產物；超濾谷氨酸發酵液，透過液清澈透明，用來提取谷氨酸可提高純度和提取率[9]。
1.6含油廢水的處理
乳化油廢水是一種常見的工業廢水，超濾法處理乳化油廢水應用已有20多年。在1979年，西德已有超過250個超濾設備被用於濃縮乳化油，所用膜組件為管式、卷式和板式，1989年膜生產單位提高為能處理乳化油廢水的系列膜設備。採用荷電中空纖維膜處理含有氫氧化鈉、磷酸鹽、碳酸鈉、硼酸鈉、亞硝酸鈉和非離子或陰離子表面活性劑的乳化油廢水時，在溫度50℃，進口壓力0.12 MPa，出口壓力0.10 MPa時，透過液通量達25~33 L/(cm2·h)，透過液含油量僅十幾mg/L。對於含有氫氧化鈉、鹽等水溶液和部分表面活性劑的透過液稍加調整即可回用脫脂。濃縮液進入油-水分離器，分離出來的油品可回收形成無排放體系。目前，上海寶鋼採用Abcor公司管狀膜的大型超濾設備來處理乳化油廢水。中科院上海原子核研究所選用PSF100型超濾膜採用3塊HPM型隔板並聯成板式超濾器，在料液流速1.6 m/s，平均壓力0.3 MPa，自然升溫等運行條件下，先後進行2次連續濃縮運行，結果表明：油分截留率大於99%，COD的去除率達到95%，體積濃縮比高，超濾平均通量為30 L/(cm2·h)，處理乳化油廢液效果很好[10]。
含原油廢水中含油量通常為100~1000 mg/L，超過國家排放標准（10 mg/L），故排放前必須進行除油處理。可採用中空纖維超濾膜組件和超濾設備，在操作壓力為0.10 MPa，廢水溫度40℃，膜的透水速度可達60~120 L/(cm2·h)，可以把含原油100~1000 mg/L的廢水處理達到環境排放標准10 mg/L以下，也使處理後的水質達到了低滲透油田的注水標准[11]。
金屬加工過程中產生大量的含有切削油、懸浮物和洗滌劑的廢水，必須進行處理才能排放。超濾處理可把廢水分離成兩部分：濃縮液中含有油和懸浮顆粒，透過液中幾乎不含油。用超濾與微濾聯合進行處理，先用微濾把油濃縮至10%，其中微濾膜的透水能力為250 L/(cm2·h)，在進行超濾處理，可回收85%的清洗劑。用超濾處理鋼廠冷壓車間的壓延油廢水時，先用80目篩網過濾後，含油廢水進入循環槽，再經60目篩網過濾後進入超濾膜，超濾濃縮液進入油-水分離器，分離出的油含油量大於90%，可進行燃燒處理，分離出的水返回循環槽進行超濾處理。超濾透過液可循環使用，超濾過程中的透水量和透過液的油分濃度都很穩定，不受供給水中油分濃度的影響。
處理石油開采產生的含油廢水，可在油田用膜分離器中進行超濾與反滲透（或納濾）的組合操作。先使分離出的水進入中空纖維超濾膜，透過液再進入反滲透膜（或納濾膜），不但去除了懸浮物，還去除了溶解鹽和溶解油，以滿足特殊水質的要求。
用超濾處理各種乳化油廢水的開發還在進行,分離效率已基本解決,而要攻克的難關是膜的污染與清洗問題[12]。
1.7 製革工業廢水
製革工業脫毛用的原料主要是Na2S和石灰，其廢水產生量約占皮革污水總量的10%，且毒性大，硫化物含量達2 000~4 000 mg/L，懸浮物和濁度值都很大，是皮革工業中污染最為嚴重的廢水。在對廢水進行處理時，用超濾法分離其中蛋白質，採用磺化聚碸類膜進行超濾，把浸灰廢液的濃度提高5~10倍，膜不會出現堵塞現象，其處理效果優於一般凈化技術。
超濾可回收40%的Na2S、20%的石灰和68%~70%的液體，回收大量的蛋白質，據估算，每噸鹽腌皮可獲得30~40 kg的角蛋白，因而具有較好的經濟效益[13]。
1.8食品工業廢水
生產大豆分離蛋白質會產生大量的高濃度有機廢水，用超濾法處理起廢水，既可回收經濟價值很高的可溶性蛋白和低聚糖，又解決了環保問題，並且與傳統的處理方法相比，運行費用低，產出效益高，回收產品質量穩定，操作簡便。
馬鈴薯生產澱粉的廢液有機物含量高，COD通常在10 000 mg/L左右，國外應用超濾技術去除馬鈴薯澱粉排放廢水中的COD並濃縮回收可溶性蛋白質，國內也用膜裝置為聚碸（PS）和聚丙烯腈（PAN）中空纖維超濾膜組件進行實驗，工藝條件為：操作壓力0.10 MPa，進料流量70 L/h，室溫，超濾前調整料液pH 3.5左右（接近蛋白質等電點，截留率高）。實驗結果表明超濾效果較好，廢水的COD值由8 175 mg/L降為3 610mg/L，COD去除率為55.8%。膜污染後用40 ℃、0.1 mol/L的NaOH溶液來清洗，恢復率在90%左右[14]。

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⑵ 超濾系統工藝流程圖

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目的，膜孔徑在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。以下是我為大家整理的關於超濾系統工藝流程圖，給大家作為參考，歡迎閱讀!

超濾系統工藝流程圖

超濾系統的應用

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[2] 。

濾膜

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。

裝置

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。

廢水處理

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

凈水器

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。

配套設備

(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。

⑶ 水處理超濾系統裡面都包括什麼

簡單介紹3種水處理超濾系統:

1、選擇膜+活性碳工藝

原水—格柵—調節池—膜處理—活性碳—消毒。

2、對優質雜排水、雜排水為中水水源的工藝

以物化處理為主 原水—格柵—調節池—混凝或氣浮—過濾—消毒；

以物化+膜法為著眼點 原水—格柵—調節池—混凝—膜處理—消毒。

3、對雜排水和混合污水作為中水水源的工藝

以生化處理為主 原水—格柵—調節池—生物處理—沉澱—過濾—消毒；

用兩段生化法工藝 原水—格柵—調節池—一段沉澱—二段沉澱—過濾—消毒。

工業超濾裝置有板框式、管式、螺旋卷式，其中螺旋卷式應用較多。

超濾膜材料有醋酸纖維素(CA)、聚礬(PSF)、聚醚礬(PES)、聚碳酸鹽樹脂、聚丙烯腈(PAN)和聚合電解質絡合物等。

超濾裝置運行過程中，主要的運行維護內容是清洗濾膜，清洗方法分為物理方法和化學方法。

物理方法一般採用溫水(40～50℃)沖洗。

化學方法是用化學清洗劑，如酸、鹼、表面活性劑溶液等清洗。

對於不同種類的膜要慎重選擇化學清洗劑，以防止化學清洗劑對膜的損害。經良好清洗的膜，透水率可恢復95 %～100％，超濾膜的使用壽命可達到一年以上。

在廢水處理中，目前超濾主要用來去除污水中的澱粉、蛋白質、樹膠、油漆等有機物，以及黏土、微生物等，此外在廢水處理中還可用於污泥脫水，代替澄清池等，以及用於純化甘醇。

⑷ 反滲透設備中的超濾膜選用要注意什麼

反正都是偽裝的一些超墨綠，他的選擇方向非常注意。

⑸ 分析鋼廠污水的現代處理技術

分析鋼廠污水的現代處理技術是非常重要的，污水形成是必不可免的，但如何處理污水才是關鍵，每個細節的處理都很關鍵。中達咨詢就分析鋼廠污水的現代處理技術和大家說明一下。
鋼鐵廠里的廢水在較高的溫度下，水體不斷蒸發，使廢水中的有機物和無機離子含量不斷地增加，特別是各種鹽類，比如：氯化物、碳酸鹽、鐵、硫酸鹽、錳等等被沉澱下來，濃度不斷地增加。原來各大鋼鐵廠在處理污水時，污水中現有的鹽分根本就去除不了，鋼鐵廠里循環用水所含的鹽分和鹼度都比較的高。經常使用這樣的循環用水，時間長了以後就會在各種機器旅運設備和管道的表層結成一層較厚的污垢，影響熱量的傳輸。所以，提高鋼鐵廠污水的利用率，減少污水中鹽分的含量至關重要。
在我國，鋼鐵廠污水處理的傳統方法比較簡單，主要的工藝流程是混凝土構造沉澱池+高效的澄清池+過濾池，經過這樣的簡單處理之後進行回水再利用。這種傳統的處理方法僅對於污水中的某些污染物能起到較為明顯的去除效果，比如污水中的漂浮物、各種膠性的物質等等，但是這種處理方式有一個很大的弊端，那就是無法降低污水中鹽分的含量。因此，近年來，各大鋼鐵廠不斷加大對於污水處理的研究和實踐力度，經過反復的試驗和探索，總結出了污水的現代化處理技術，並且不斷擴大使用的范圍，使得該項技術發展較為迅速。污水的現代處理技術主要有兩種形式：一種是超濾+反滲透；另一種是多介質過濾+反滲透。總的來說，這兩種方法各有優勢，被廣泛應用到我國的各大鋼鐵企業，是目前較為先進、節能、環保、高效的污水處理技術。以下對這兩種污水處理工藝進行詳細的闡述。
1 鋼鐵廠污水的「超濾+反滲透」處理工藝
下面講一下在「超濾+反滲透」工藝下如何處理鋼鐵廠的污水問題。經過有關的鋼鐵企業實踐證明，採用該種污水處理方法以來，各項機器設備的運行配鎮穗非常的穩定，而且經過處理以後水的各項指標比較接近使用水的標准。這種污水處理的流程主要有從進水池通過提升泵到達高效清潔池，然後經過反洗水池通過增壓泵到達中間水池，期間經過盤式過濾器和超濾等項工藝，再經過反滲透最後進入回用水池。
1.1 盤式過濾器
主要起到保護膜過濾系統的作用，可以延長膜的使用時間，並且能夠減少對膜的清洗次數，能夠增強膜的耐用性。盤式過濾器能夠進行自動的控制來實現反洗的整個過程，這個過程主要是通過三項指標控制來實現的，一個是壓差，另外兩個是水的流量和時間，這三個指標中只要有一項達到一定的標准或者是這三項都達到標准，盤式過濾器就開始控制實現自動進行反洗，這時候，由盤式過濾器中的控制器發出自動進行反洗的信號，實現對各個部件進行反洗。
反洗的時候，每一個單元都是相互循環交替著進行的。盤式過濾器中的控制器會首先對一個單元進行反洗，它的主要工作流程是先改變流水的方向，主要通過進出水的閥門來進行控制。水的方向改變以後在碟片上的噴嘴就會向外噴射水，伴隨著盤的不停旋轉，噴嘴噴射出的水就能夠將過濾頭上以及盤上的各種的臟東西給沖洗干凈。這樣的操作不停地反復循環，進行第二個單元的操作，然後進出水的閥門在控制器的控制下恢復正常的工作狀態。依次地不停循環就可完成對另一個過濾單元的清洗。
1.2 超濾
主要的作用是將黏泥、原油、聚合物、微生物和懸浮物等進行有效的分離。超濾系統主要由以下四大系統組成：超濾裝置本體、氣洗和反洗、化學清洗、投加殺菌劑系統。在超濾裝置的控制下，為了能有效地控制細菌的生長，每天最少用氯酸鹽進行清洗不少於兩次；為了能夠完全地恢復膜的使用性能，每三個月進行化學清洗的次數不少於一次。
2 鋼鐵廠污水的「多介質過濾+反滲透」處理工藝
鋼鐵廠該項污水處理的流程主要是由格柵間進行沉沙以後，通過提升泵進入反洗水池，在這期限進行加葯系統的操作，之後由增壓泵將污水壓入中間水池，進行多介質過濾器以及活性炭過濾器的處理，然後通過高壓泵進行反滲透後，流入回用池。
2.1 多介質過濾
主要是由無煙煤和石英砂進行組合，在壓力作用下進行工作，這樣過濾比普通的過濾要更加的精密。通過在污水中投放一定數量的聚合氯化鋁，將污水進行輕微的絮凝，可以進一步地減少污水中的懸浮物，從而降低污水的渾濁度，以保證經過處理後的出水污染指數能夠小於5。砂慮系統能夠實現全自動操作，上面安裝有六個閥門，它們是氣洗、出水、排氣、正洗排水、反洗進水、反洗排水閥。間隔多長時間運行一次可以培卜預先進行設置，設備可以通過自動控制來完成操作，也可以通過間隔一段時間檢測一下污染指數的數值或者測量一下進出水的壓力等方式來決定是否進行清洗。
2.2 活性炭被運用到污水過濾工藝中
活性炭具有吸附的重要作用，主要能夠吸附諸如氧化性的物質、有機物還有鐵離子等等，而且活性炭的表面積也是比較大的。活性炭被運用到處理含有生活污水的水質，收到了比較好的效果。通過實踐證明，運用活性炭過濾處理的污水，它的出水污染指數能夠控制在4以下。活性炭過濾系統也是通過全自動來操作的，它主要是由六個氣閥來進行控制，主要有進、出水閥；正洗排水閥；反洗進；排水閥和排氣閥。用活性炭進行過濾的周期，可以預先設置一定的時間，也可以通過檢測污水的污染指數來決定清洗的時間，還可以通過測量壓力的方法來決定什麼時候運用活性炭進行過濾清洗。
2.3 反滲透
反滲透膜是一種特殊介質的半透膜，它的反滲透能力很強，只有水分子能夠通過這種膜，而污水中的其他溶質無法通過。如圖1所示，在對污水施加一定的壓力後，純水不斷濾出，滲透到膜的另一側，而各種雜質成分被攔截了下來，最終得到高度濃縮的鹽水和較為干凈的純水。圖1 反滲透原理
反滲透單元在該項污水處理工藝中是最為關鍵的環節，它的主要構成部分包括：機架、儀表、管道、膜殼和反滲透膜等。並且在進水管上還投放多種化學試劑，比如：阻垢劑、鹽酸、還原劑以及各種殺菌劑等。為了減少反滲透膜進行結垢需要投放阻垢劑和鹽酸；為了防止因為投放氧化物對於反滲透膜的破壞，需要加入還原劑；反滲透系統中的水溫比較溫暖，很適合微生物的生長和繁殖，因此會在反滲透膜上滋生很多的細菌，為了有效殺死和控制這些細菌，需要定期在污水中投放非氧化性的殺菌劑，通過投放殺菌劑來殺除反滲透膜上的細菌等微生物，效果非常明顯。高壓泵也是實現全自動變頻控制的，從而保證了在進水時壓力是緩慢地、逐漸地升高。在「多介質過濾+反滲透」污水處理系統中主要是通過檢測到的壓力、電導率、流量等數值，來進行自動決定加入葯量的多少、主機的啟動和關閉、閥門的敞開和關閉以及確定多長時間進行清洗一次。
3 結語
經過深度處理以後的鋼鐵廠的污水，可以實現水資源的循環再利用，主要是還可以當作循環冷卻水，不但有效提高了對於水的利用率，而且還可以使設備的主體減少了受腐蝕的程度。以上講到的兩種現代鋼鐵廠污水處理工藝的不同之處在於一種採用超濾，而另一種採用活性炭。使用超濾方法主要是消除水中的不能溶解的雜質，並且可以有效延長反滲透膜的使用時間；活性炭主要是能夠去除水中的一些油性物質，可以適用於含有很多有機物的污水。通過對以上兩種污水處理工藝的分析和論述，各大鋼鐵企業應該從自己企業的實際情況出發，選擇適合自己企業的一種污水處理的方式方法，不斷地提高對於污水的循環利用，以減少對於新水的消耗。在我國水資源相當貧乏的情況下，實現鋼廠的可持續發展，一方面不但凈化了我們的環境，另一方面還可以為我們的子孫後代造福。
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⑹ 污水超濾忘開濃水怎麼辦

污水超陪巧濾系統是一種用於水處理的高胡亂戚效環保設備，但如果在操作中忘記開啟濃水閘門，則會導致褲陵超濾膜滑膜面積減少，系統產水量下降，進而影響後續的水處理工藝。如果出現這種情況，應立即停止進水，打開濃水閘門進行排放，排放完畢後，再重新啟動系統進行操作。此外，為了避免類似情況的出現，可以在使用超濾系統前，對系統的操作流程進行培訓，讓操作人員熟練掌握各環節的操作步驟和注意事項，以保障系統的正常運行。

⑺ 超濾設備的超濾設備用途

rightleder◆萊特.萊德 礦泉水：在礦泉水製造中，應用超濾技術，在工程設計中，將根據礦泉回水的水源水質分析報答告，針對性地選擇膜的孔徑和膜的類型，設計超濾設計。◆食品：乳製品、果汁、酒、調味品等食品的生產中逐步採用超濾技術，如牛奶或乳清中蛋白和低分子量的乳糖與水的分離，果汁澄清和去菌消毒，酒中有色蛋白、多糖及其它膠體雜質的去除等，醬油、醋中細菌的脫除，較傳統方法顯示出經濟、可靠、保證質量等優點。◆醫葯：在醫葯和生物化工生產中，常需要對熱敏性物質進行分離提純，超濾技術對此顯示其突出的優點。用超濾來分離濃縮生物活性物(如酶、病毒、核酸、特殊蛋白等)是相當合適的從動、植物中提取的葯物(如生物鹼、荷爾蒙等)，其提取液中常有大分子或固體物質，很多情況下可以用超濾來分離，使產品質量得到提高。◆純水、超純水：工業用水的初級純化，純水超純水制備RO預處理，純水、超純水終端處理。◆環保：工業廢水深度處理，城市中水回用系統，電泳漆、油品的回收。◆發酵：生化發酵液分離與精製、酶的濃縮與精製、糖及木糖醇澄清過濾。

⑻ 第三節超濾

膜處理技術作為一項新型的高效分離技術，因其工藝簡單、操作方便、設備緊湊、分離效果好、經濟性高，進年來在水處理、環保、醫葯、食品、化工等領域得到快速應用。在解決水資源缺乏的問題上，膜處理技術起到了非常重要的作用。在水與廢水循環回用方面，膜的特殊作用顯得十分重要，尤其在水供應缺乏的地區，更引起了人們的廣泛關注。

微濾、超濾、納濾、反滲透均屬於外力驅動型膜處理技術。目前，在幾種主要的膜分離技術中，以超濾和反滲透的應用最為廣泛。

超濾過程是以膜兩側壓差為驅動力、以機械篩分為基礎的溶液分離過程。超濾膜的孔徑為0.005～1.0μm。比超濾膜孔徑小的物質和溶解在水中的物質能作為透過液透過濾膜，不能透過濾膜的物質將被截留下來濃縮在排放液中。因此，產水（透過液）含有水、 離子和小分子物質，而膠體物質、顆粒、細菌、病毒和原生動物將被膜去除。膜分離過程為動態過濾過程，大分子溶質被膜阻隔，隨濃縮液流出膜組件。膜不易被堵塞，可連續長期使用。超濾過程可在常溫、低壓下運行，無相態變化，高效節能。圖2-4所示為超濾膜的基本原理。

要過濾的水由超濾給水泵加壓後輸送到膜組件中，由於膜內外的壓差作用，水滲過濾膜，而水中雜質則被截留，無法透過濾膜。如果分離的雜質在膜上過多沉積，會導致難溶性鹽聚集在膜表面形成覆蓋層進而結垢。為了避免這一點，往往在分離過程中讓雜質隨一部分水作為濃縮液流出去。根據膜的類型和應用不同，這樣的過程要持續進行或者在迴流時進行。超濾同傳統的凈化方式如絮凝、沉澱以及砂濾比較，其過濾的水質穩定、設備管理比較簡單，不會產生過濾殘渣或絮凝污泥等廢棄物。

當超濾用於水處理時，其材質的化學穩定性和親水性是兩個最重要的性質。化學穩定性決定了材料在酸鹼、氧化劑、微生物等作用下的壽命，還直接關繫到清洗可以採取的方法；親水性則決定了膜材料對水中有機污染物的吸附程度，影響膜的通量。超濾膜有各種類型和規格，可根據實際需要選用。

1.超濾膜制備所需的化學材料

製造超濾膜的材料有很多：但用於製造中空纖維式超濾膜的材料主要為成纖性能良好的高分子材料。對膜材料的要求是具有良好的成膜性、熱穩定性、化學穩定性、耐酸鹼性、抗微生物侵蝕性和抗氧化性，並且具有良好的親水性，以得到較高的水通量和抗污染能力。目前：常用的中空纖維式超濾膜材料有聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚碸(PFS)、聚碸(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PF)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯(PP)等。性能優良的聚偏氟乙烯和聚醚碸是日前最廣泛使用的超濾膜材料。

2.超濾膜組件的結構

超濾膜一般可分為板框式(板式)、卷式、管式、中空纖維式等多種結構。

板式超濾膜是最原始的一種膜結構，主要用於大顆粒物質的分離，由於其佔地面積大，能耗高， 逐步被市場所淘汰。

卷式膜組件也被稱作螺旋卷式膜組件，由於其所用的膜易於大規模工業化生產，制備的 組件也易於工業化，所以獲得了廣泛的應用，涵蓋了反滲透、納濾、超濾、微濾四種膜分離過程，並在反滲透、納濾領域有著最高的使用率。

管式超濾膜能較大范圍地耐懸浮固體和纖維、蛋白等物質，對料液的前處理要求低，對料液可以進行高倍濃縮，但設備的投資費用高，佔地面積大。

在眾多的膜組件結構形式中，目前以中空纖維式超濾膜為主，組件的結構需要考慮盡量提高膜的填充密度，增加單位體積的產水量，盡量減小濃差極化的影響，便於清洗，製造成本低。

目前中空纖維式超濾膜以其不可比擬的優勢成為超濾的最主要形式。根據緻密層位置的不同，中空纖維式超濾膜又可分為內壓膜、外壓膜兩種，如圖2-5所示。外壓中空纖濾膜是將原液經壓差沿維式超徑向由外向內滲透過中空纖維成為透過液，而其截留的物質則匯在中空纖維的外部。該膜進水流道在膜絲之間，膜絲存在一定的自由活動空間，因而更適合原水水質較差、懸浮物含量較高的情況。內壓中空纖維式超濾膜中的原液進人中空纖維的內部，經壓差驅動，沿徑向由內向外透過中空纖維成為透過液，濃縮液則留在中空纖維的內部，由另一端流出。該膜進水流道是中空纖維的內腔，為防止堵塞，對進水的顆粒粒徑和含量都有較嚴格的要求，因而適合於原水水質較好的工況。

3.超濾膜組件的截留性能

⑴對微粒的截留。利用超濾通常可以將濾液的渾濁度降到0.1NTU以下。在原水濁度不穩定的情況下：使用超濾比較合適。與傳統的凈化過程相比，超濾可以非常容易地實現自動化。

⑵對有機質的截留。有機質包括微粒、膠體和能溶於水的有機物質。由於超濾對不同類型的有機質的截留能力不同，因此其凈化效率就取決於水中有機質的成分組成。與傳統的方式相比，用超濾的方法既不必考慮沉澱作用，又不必注意凝固物的可過濾性，因為超濾的凈化效率與凝固物的形狀和密度無關。根據是否絮凝與原水的水質不同，超濾對有機質的截留率為40%～60%。

超濾系統的運行有 全流過濾和錯流過濾兩種模式，全流過濾時 · 進水全部透過膜表面成為產水；而錯流過濾時、一部分進水透過膜表面成為產水、另二部分則帶雜質排出成為濃水。全流過濾能耗低、操作壓力低，因而運行成本更低；錯流過濾則能處理懸浮物含量更高的流體。當超濾的濾液通量較低時、超濾膜的過濾負荷低，膜面形成的污染物容易被清除，因而長期濾液通量穩定；當濾液通量較高時，超濾膜發生不可恢復的污堵的傾向增大，清洗液的恢復率下降 · 不利於長期保持濾液通量的穩定。

(一)過濾模式

1.全流過濾模式

一般當原水中懸浮物和膠體含量較低(如SS<5、濁度<5NTU)時採用。原水以較低的錯流流速進入膜管，濃水則以一定比例從膜管另一端排出。產水在膜管過濾液側產出，水回收率通常是90%～99%，這由原水水質決定，和循環模式相比、全流過濾模式的操作成本較低，但水回收率和系統的出水能力可能會受限制。這種模式通常需要定期快沖和反沖來維持系統出力、當污物積累到一定程度時 · 就需要通過化學清洗來進行處理。

2.錯流過濾模式

原水中懸浮物含量較高及在大多數非水應用領域，需要通過減少回收率來保持膜管內部的高流速、這樣就會產生大量的廢水。為了避免浪費，排出的濃水會被重新加壓迴流到膜管內。這樣，雖然降低了膜管的回收率，但對於整個系統，回收率仍然很高。在這種模式下，進水連續地在膜表面循環，高速的循環水阻止了微粒在膜表面的堆積、並增加了濾液通量。因為較少的進水成為產水，為了一獲得相同的產率，錯流過濾模式的能耗就比全流過濾模式的大。

(二)超濾膜的運行

超濾膜運行前應按以下步序進行檢查和啟動工作：

⑴進水水質檢查。重點是檢查進水濁度，當濁度在系統限定值范圍內時、方可運行超濾設備，其次是檢查水中余氯含量及pH值。

⑵系統檢查。按工藝路線圖，檢查設備及連接是否正確，同時檢查閥門的開啟狀態是否正確。對於手動操作的系統要特別注意，開機時進水閥不能全開、濃水閥和產水閥應全開以避免開機時壓力過大，造成對超濾膜的沖擊 · 從而損壞設備。

⑶儀表的檢查。檢驗各儀表是否正常，尤其是壓力表是否完好。

⑷啟動。當做好開機前的准備工作後。可試啟動系統，即打開電源，啟動泵後，立即停止，檢查泵的葉輪轉向是否正確，泵的運轉有無異常雜訊。當確認泵正常後，方可正式啟動泵，啟動後，應檢查介面、管線有無滲漏，在自控程序運轉的第一個周期內，應檢驗閥門的啟閉是否正常，各種儀表運轉是否正常。

⑸運行。設備運行時，應定時檢查儀表是否正常，泵有無異常雜訊，產水水質是否符合要求，尤其要注意壓力表和產水流量，當出現異常時，應立即停機檢査。一般全自動控制設計時，均考慮了系統的自我保護，若出現異常，系統會自動停運並報警。設備運行過程中，應按設計要求做好設備監控和記錄工作；按設計要求定期對設備進行清洗、滅菌和消毒；應定期對設備進行排氣或檢查自動排氣閥的工作狀態。

⑹停機。①先降低系統壓力和跨膜壓差，然後停機。②當停機時間不超過7天時，可每天對設備進行20～60min(時間以一個過濾、順沖、反洗、順沖周期為准)的保護性運行，以使新鮮的水置換出設備內的存水。③當設備長期停用時，應先對設備進行徹底的清洗和消毒，然後將膜保護劑和抑菌劑注入設備中，封閉好設備所有介面，以保持膜的濕潤，防止設備內滋生細菌和藻類。

(三)超濾膜的污染

膜污染是指料液中的顆粒、膠體或溶質大分子通過物理吸附、化學作用或機械截留等作用在膜的表面吸附、沉積造成膜孔堵塞，使膜發生透過通量與分離特性明顯變化的過程。超濾過程中膜的吸附現象被認為是造成膜污染的關健，吸附污染與膜、溶劑和溶質三者的相互作用有關。由於膜組分的化學性質、結構不同、因此產生吸附作用的機理也不同、一般可分為靜電作用、疏水作用等。

(四)超濾系統的清洗

在超濾過程中，由於分離物質及其他雜質在膜表面會逐漸積聚，對膜造成污染和堵塞，因此膜的清洗是超濾系統中不可缺少的操作過程，膜的有效清洗是延長膜使用壽命的重要手段。超濾膜常用的清洗方法主要有物理清洗和化學清洗兩大類，超濾系統的清洗包括水的正洗和反洗、氣洗、化學清洗等。其中，水的正洗和反洗可以清除膜表面的濾餅層；而氣法則利用氣的強烈湍流，更有效地清除膜表面的污染層；化學清洗則通過化學反應宋清除膠體、有機物、無機鹽等在超濾膜表面和內部進水形成的污堵。

(五)超濾系統反洗

超濾反洗用水為超濾產水，因為反洗水帶進的懸浮物將會集聚在支撐結構內而隨後不斷釋放出顆粒、細菌和TOC等，所以原水不適宜作反洗用水。

隨著超濾膜組件的長期使用，水中的雜質會沉積到膜上，使膜的分離性能逐漸受到影響。因此，在運行中當超濾膜的產水量下降20%以上或使用1～4個月時，需要對超濾進進行化學清洗，以便及時去除超濾膜上的污染物，防止超濾膜形成頑固性結垢 · 及時恢復膜的性能。

化學清洗分為酸性溶液清洗和鹼性溶液清洗。當進水中硬度較高或金屬離子（如鐵離子)的含量超過設計標准，從而對膜的進水側造成無機物污染時 · 需採用酸性溶液對超濾裝置進行清洗。對於生物污染的超濾膜，需採用鹼性溶液對超濾膜裝置進行清洗。清洗時應注意以下幾點：

⑴所有清洗劑都必須從超濾系統的進水側進人組件，以防止清洗劑中可能存在的雜質從緻密過濾層的背面進人膜絲壁的內部。

⑵超濾系統進行化學清洗前都先進行徹底的反洗。

⑶超濾系統的整個化學清洗過程需要2～4h；如果污堵嚴重，需要浸泡12h以上。

⑷清洗後，超濾系統停機時間如果超過三天，則必須按照長時間關閉的要求對超濾系進行保養維護。

⑸清洗液必須使用超濾產水或者更優質的水配製。

⑹清洗劑在循環進膜組件前必須去除其中可能存在的污染物

⑺清洗液溫度一般可控制在10～40℃，提高清洗液溫度能夠提高清洗的效率。

⑻必要時，可採用多種清洗劑清洗，但清洗劑和殺菌劑不能對膜和組件材料造成損傷。每次清洗後，應排盡清洗劑，用超濾或反滲透產水將系統沖洗干凈，才可再用另一種清洗劑清洗。

對反滲透膜的化學清洗不能太頻繁，以防止膜元件造成不可逆的損傷。

⑼ 為什麼採用微錯流方式工作的超濾膜可以一定程度降低膜污染

1、概述
通常所說的膜污染是指在MBR運行過程中，細胞混合液中的微生物菌群及其代謝產物、固體顆粒、膠體粒子、溶解性大分子等由於與膜存在物理化學作用、機械作用而引起在膜表面或膜內孔吸附、沉積造成膜孔徑變小或堵塞，使膜產生透過流量和分離特性的不可逆變化的現象[1]。
膜污染根據污染物與膜的作用性質和來源可分為物理污染、化學污染、微生物污染三種。物理污染指原水中的大顆粒無機物（如常見的碳酸鈣和硫酸鈣，還有硫酸鋇、鍶及硅酸等結垢性物質）和部分難降解的大分子有機物、未溶解的蛋白顆粒等在膜表面沉積而形成濾餅的可逆性膜污染；化學污染指細菌胞外聚合物EPS、溶解性有機物及蛋白、多糖類粘性物溶解形成的微細膠體等物質在膜表面與膜發生了不可逆的相互作用而形成的無法消除的膜孔變小和堵塞；微生物污染是由微生物及其代謝產物組成的粘泥（腐殖質、聚糖脂、微生物代謝產物）分層附著於膜表面，易造成膜不可逆阻塞的污染[3]。
從形態上對膜污染進行分類，使我們能更好地理解膜污染形成的空間層次。通常，膜污染從形成的形態上分為膜面凝膠層、污泥層和膜孔堵塞三種污染類型。膜面凝膠層污染（即濾餅），主要是水透過後被載留下來的部分活性污泥、膠體物質和部分濃縮的溶解性有機物，在過濾壓差和透過水流的作用下，堆積在膜表面而形成的可逆性膜面污染。這類污染在閉端膜過濾中佔有很大的比重（約80%~90%），且發展迅速，是膜污染水力控制的主要對象。污泥層污染是由膜表面滋生的大量的微生物及其代謝產物組成的粘泥（粘性多糖類、多肽類和蛋白質分子等），在過濾膜表面形成的一層生物膜而造成膜通量減小的污染。膜孔堵塞污染主要是溶解性大分子有機物質（多為低分子量的肽類），如溶解性微生物產物(SMP)和胞外聚合物(EPS)透過凝膠層，被膜孔內表面吸附或結晶，從而堵塞孔道，使膜通量減少的一種不可逆污染，此類污染一般發展較為緩慢。一般來說，膜污染是由上述三種形態共同構成的，膜表面污泥層的沉積，凝膠層的增厚和膜內表面微生物的滋生是膜污染的主要原因，其中污泥沉積是膜污染的主要構成部分，而污泥顆料在膜表面沉積與否，與膜面液體錯流流速、膜通量和污泥濃度等MBR運行條件密切相關。
2、膜污染的影響因素
盡管目前在膜污染機制方面還沒有達成共識，但對不同的具體環境下膜污染影響因素可歸納為以下3個方面：微生物特性、運行條件與膜自身的結構性質，如圖1-3所示，這些都會直接影響膜污染。

圖1-3 膜污染影響因素
Fig.1-3 Influencing factor of membrane fouling
2.1微生物特性
生物反應器中污泥質量濃度(MLSS)對膜通量有顯著影響。Fane等[2]早在1981年就報道膜污染與MLSS呈線性增長的關系，而後Shmizu等[23]研究發現，通量的下降同MLSS 的增加呈對數關系的。另一些研究者卻認為污泥質量濃度本身並不影響過濾特性，真正的影響因素是污泥的特性、顆粒大小、表面電荷等[1]。
新近的研究發現微生物代謝產物包括胞外聚合物(EPS)和溶解性微生物產物(SMP)對膜污染有重要影響。EPS和SMP主要是微生物細胞分泌的黏性物質，成分復雜，包括多糖、蛋白質、脂類、核酸等高分子物質。一些學者認為EPS質量濃度與膜污染呈線性關系的，EPS減少40%，濾餅的流體阻力也相應地減少40%。WontaeLee等發現膜污染與蛋白質比例呈正比，同時蛋白質的表面特性能影響微生物絮體的表面特性[4]。近年來，以SMP為主要成分的溶解性物質對膜污染的影響越來越引起人們的重視。分置式膜-生物反應器中，循環泵產生的剪切力對污泥絮體有較強的破壞作用，致使污泥絮體釋放出大量的SMP等溶解性物質，從而增加了膜污染，形成了很大的膜過濾阻力。Wisniewski C等用微濾膜過濾城市污水處理廠的污泥，考察不同膜面流速下污泥粒徑分布和溶解性物質對膜污染的影響時，得出了溶解性物質引起的膜污染幾乎構成了50%的膜過濾阻力[5]。
2.2運行條件
在一體式MBR中，曝氣有兩個作用：一是提供微生物所需的氧氣，二是產生錯流速率,減少膜面污泥層的形成。Hong S.P觀察到在較高曝氣量下產生的剪切力會加快污染物脫離膜的運動速度，並指出有臨界曝氣量存在。當超過它時，通量增加就不明顯，而且太大的曝氣量會提供過量的溶解氧，不利於反硝化作用[6]。Ueda等報道降低曝氣量可能會增加膜過濾壓差（TMP）作用，在短期運行中，降低曝氣量可能會使初始通量恢復，但長期運行時，較低曝氣量會導致混合液污染物質在膜面上的快速累積[7]。水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）都不是直接引起膜污染的因素，只是二者的變化會引起反應器內污泥特性的改變，從而間接的對膜污染產生影響。
間歇出水可以有效地減少污染物在膜表面的沉積，在反應器的空曝氣階段，由於對料液的抽吸作用消失，膜表面的污染物質向主體料液中的反向運動佔主導因素，氣液兩相流可以將已經沉積在膜表面的污染物質剪切下來，從很大程度上改善膜污染狀況。空曝氣時間越長，緩解膜污染的效果越好，但這樣會引起膜利用率的下降和運行費用的升高，因此必須根據具體的情況綜合考慮經濟性的因素確定最佳的出水和空曝氣的時間比。
2.3膜的結構和性質
膜的性質包括膜的材質、孔徑大小、孔隙率、粗糙度、疏水性等，這些都會直接影響膜污染。膜孔徑對膜污染的影響與進水的顆粒大小有關，目前大多數的MBR工藝採用011~014μm的膜孔徑，完全截留以微生物絮體為主的活性污泥。Shimizu等研究了膜生物反應器中膜孔分布在0.01~1.6μm 的一系列膜的過濾性能，結果表明孔徑分布在 0.05~0.2μm的膜具有最大的通量[8]。常採用的膜材料有陶瓷和聚合物，陶瓷膜機械性能好，壽命長，由於製造成本較高，工程中使用較多的是聚合物膜。Choo等研究結果表明在同樣運行條件下，聚偏氟乙烯膜的污染趨勢明顯小於聚碸膜、纖維素膜，而且膜孔徑在0.1μm附近時混合液對膜的污染趨勢最小[9]。膜材料的憎水性對膜污染有很重要的影響，ChangI S等比較了憎水性超濾膜和親水性超濾膜，得出憎水性超濾膜膜面更容易吸附溶解性物質，表現出更大的污染趨勢[10]。
Shoji等研究表明，膜表面粗糙度的增加使膜表面吸附污染物的可能性增加，但同時也增加了膜表面的擾動程度，阻礙了污染物在膜表面的沉積。因此，粗糙度對膜通量的影響是兩方面因素綜合作用的結果，可通過在膜表面形成動態膜來減小膜表面粗糙度，從而改善膜污染。
3、膜污染的控制方法
根據上文所提到的膜污染影響因素，目前國內外膜污染控制方法的研究主要從以下幾個方面入手:
3.1 改善混合液特性
一方面，可以在工藝中增加相應的預處理組件，如預過濾去除膠體、固體懸浮物及鐵銹等或改變溶液pH值等，以除去一些能與膜相互作用的溶質。另一方面，改善影響膜污染的污泥特性參數MLSS的可濾性和控制MLSS的濃度。改善MLSS的可濾性可以在混合液中投加絮凝劑如PAC，不僅可使混合液內的COD迅速降低，減輕膜的負擔；還有助於污泥絮體相互聚集而形成體積更大、強度更高、黏性更小的污泥絮體，從而有效的減小EPS含量，提高混合液的可濾性、改善泥水分離性能、減緩濾餅層的形成。羅虹、顧平等[11]在投加粉末活性炭對膜阻力的影響研究中表明粉末活性炭具有改善混合液的性質和膜表面泥餅層結構的作用，投加粉末活性炭是提高和維持膜通量的有效途徑，並且可以降低運行費用。趙英、於丹丹等[12]在PAC投加量對MBR混合液性質及膜污染的影響中1g/L的PAC投加量足以改善混合液性質和減緩膜污染速率，投加量2g/L時反而回引起不可逆污染，加劇膜污染。目前有關活性炭粒徑大小對膜污染的影響的報道比較少，有待進一步研究。
較高的污泥濃度可提高生物反應器的容積負荷，但混合液中過多的固體物質和溶解性代謝產物(SMP)容易在膜表面沉積，導致過濾阻力增加和膜通透量降低。相反，當污泥濃度太低時，微生物對SMP的吸附和降解能力減弱，使得混合液中的SMP濃度增加，從而容易被膜表面吸附形成凝膠層，導致過濾阻力增加，膜通量下降。張軍[13]等研究表明,復合型MBR能維持較低的懸浮生物量濃度且保證高生物總量,從而有效地減緩膜過濾阻力的上升和膜堵塞.
生物強化技術(Bioaugmentation)又稱生物增強技術，是通過向廢水處理系統中投加篩選的優勢菌種和基因重組合成的高效菌種，以強化原處理系統中生物反應的能力，達到對某一種和某一類有害物質的去除或某方面性能的優化目的，龐金釗等[14]在用MBR處理洗車廢水過程中發現難降解有機物在反應器內累積，混合液的COD比進水COD高幾倍，投加優勢菌種來實現對難降解物的去除，能夠有效減輕膜截留形成的膜污染。生物強化技術不僅可以促進對目標物的降解而且某些特定菌的投加還能抑制絲狀菌膨脹，降低污泥產量和污泥黏度。投加EPS黏性小的優勢菌，可以減緩膜污染。
3.2 優化膜生物反應器的運行條件
控制合理的曝氣強度和抽吸時間可以有效地減少顆粒物質在膜面的沉積，減緩膜污染。膜面沉積層的去除效率可以通過提高空氣流率或曝氣強度來提高，而空氣流率對沉積層的去除效率又受到流速標准差的影響，亦即空氣流的紊流程度的影響[15]。通常曝氣強度越大，膜面流速越高，但N.Devereux[16]等發現，膜面流速的增加使得膜表面污泥層變薄，有可能造成不可逆污染，因此控制合理的曝氣強度可以有效的減緩膜污染。如果膜面沉積較嚴重，應該停止出水進行空曝，空曝是去除膜面沉積層的有效方法之一。除了控制合理的曝氣強度外還包括錯流過濾、定期的反沖或反吹和控制混合液的溫度等措施。Magra和Itoh的實驗結果表明，溫度的變化會引起污水粘度的變化，溫度升高1℃可以使膜的通水量增加2%，但升高溫度會直接影響膜本身的壽命，同時對微生物的生長也產生影響，因此如果情況允許，膜生物反應器應盡量在常溫下運行[6]。
3.3 膜材料的選擇
膜的親疏水性、荷電性會影響到膜與溶質間的相互作用大小，通常應選用孔徑適合，孔隙率高，帶有負電，親水性的膜，自然憎水性的膜要進行膜面改性。膜面改性是在膜表面引入親水基團，或用復合膜手段復合一層親水性分離層，或用陰極噴鍍法在膜表面鍍一層碳[17]。J.Pieracci等研究表明，改性後的膜可以增加 25%的膜通量，減少 49%的生物污染[18]。目前，膜面改性和形成動態膜的防治技術應值得注意。
3.4 膜的清洗
盡管採用合理的設計、操作等措施減緩膜污染，但長期使用後膜表面還可能產生沉積和結垢，使膜孔堵塞，膜出水量下降，因此對污染膜進行定期的清洗是必要的。常用的方法有物理清洗、化學清洗、超聲波清洗以及上述方法的綜合技術。物理清洗的方法主要有空曝氣、高流速水沖洗、海綿球機械擦洗、反沖洗、反向脈沖和電泳等。化學清洗主要是酸洗和鹼洗，酸類清洗劑（常用濃硫酸和鹽酸等）可以溶解並去除礦物質和鹽類，而鹼洗（常用次氯酸鈉和氫氧化鈉等）可以有效地去除蛋白質等有機污染物及膜內微生物，一般兩者結合使用效果更好。超聲波能夠在清洗溶液中形成極大的擾動，並伴有強大的沖擊波和微射流，能與污染膜充分接觸和作用，較常規的物理清洗方法更好，能夠使膜通量恢復54%[19]，與超聲波結合的化學清洗效果一般要優於常規化學清洗。採用曝氣清洗、超聲波清洗、NaClO鹼洗、HCl酸洗可有效地使污染膜的通量恢復。黃霞等[20]對污染膜進行物理和化學清洗試驗表明，常規物理清洗可使濾餅層大部分脫落，但對膜過濾性能的恢復效果較差，鹼洗對膜過濾性能的恢復作用顯著，這表明有機污染對膜阻力的貢獻最大。
3.5 其他
在膜過濾設計中，還應注意減少設備結構中的水流死角，以防止滯留物在此變質，擴大膜污染。為防止污泥在中空纖維絲間淤積，中空纖維膜應製成平板狀(而不是成束設計)，然後組裝成矩形，且底部曝氣(兼有氣水劇烈沖刷膜表面的作用)，這些都可有效地防止膜污染，延長膜的清洗周期[6]。如果膜長期停止使用(5d以上)，在保養時需用0.5%甲醛溶液浸泡，膜的保養原則是保持膜的濕潤並針對膜的種類採取不同的方法，如聚碸中空纖維膜須在濕態下保存，並以防腐劑浸泡。
在水資源日益短缺的今天，膜生物反應器作為一種新型的廢水處理技術，特別是在污水資源化的進程中，倍受國內外的普遍關注。但是膜污染仍然是影響膜生物反應器大范圍推廣的主要障礙之一，因此研究膜污染，研發抗污染的膜生物反應器是目前急需的。相信隨著膜污染機理及防治方面研究的不斷深入，膜質量的提高，膜污染控制方法的不斷完善，膜生物反應器將會更好地應用和推廣。
目前，有關投加粉末活性炭控制膜污染的研究和報道較多，但投加顆粒活性炭以及活性炭的投加量的文獻很少，本課題重點研究活性炭粒徑大小及投加量對減緩膜污染的影響，具有很強的實用意義，對控制膜污染、促進膜生物反應器的實際應用起到較重要的作用。

⑽ 超濾設備的超濾設備

一、超濾設備工作原理：
超濾是一種以篩分為分離原理，以壓力為推動力的膜分離過程，過濾精度在0.005-0.01μm范圍內， 可有效去除水中的微粒、膠體、細菌、熱源及高分子有機物質。可廣泛應用於物質的分離、濃縮、提純。超濾過程無相轉化，常溫下操作，對熱敏性物質的分離尤為適宜，並具有良好的耐溫、耐酸鹼和耐氧化性能，能在60℃ 以下，pH為2-11的條件下長期連續使用。
二.超濾膜的分類：
超濾膜按結構型式分為板框式（板式）、中空纖維式、納米膜表超濾膜、管式、卷式等多種結構。其中，中空纖維超濾膜是超濾技術中最為成熟與先進的一種形式。中空纖維外徑0.4-2.0mm，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中空超濾膜。超濾是動態過濾過程，被截留物質可隨濃縮液排除不致堵塞膜表面，可長期連續運行。
三.超濾技術的應用：
早期的工業超濾應用於廢水和污水處理。三十多年來，隨著超濾技術的發展，如今超濾膜技術的應用領域已經很廣，主要包括食品工業、飲料工業、乳品工業、生物發酵、生物醫葯、醫葯化工、生物制劑、中葯制劑、臨床醫學、印染廢水、食品工業廢水處理、資源回收以及環境工程等等。
四.超濾設備的優點：
A.超濾膜元件採用世界著名膜公司產品，確保了客戶得到目前世界上最優質的有機膜元件，從而確保截留性能和膜通量。
B.系統回收率高，所得產品品質優良，可實現物料的高效分離、純化及高倍數濃縮。
C.處理過程無相變，對物料中組成成分無任何不良影響，且分離、純化、濃縮過程中始終處於常溫狀態，特別適用於熱敏性物質的處理，完全避免了高溫對生物活性物質破壞這一弊端，有效保留原物料體系中的生物活性物質及營養成分。
D.系統能耗低，生產周期短，與傳統工藝設備相比，設備運行費用低，能有效降低生產成本，提高企業經濟效益。
E.系統工藝設計先進，集成化程度高，結構緊湊，佔地面積少，操作與維護簡便，工人勞動強度低。
F.系統製作材質採用衛生級管閥，現場清潔衛生，滿足GMP或FDA生產規范要求。
G.控制系統可根據用戶具體使用要求進行個性化設計，結合先進的控制軟體，現場在線集中監控重要工藝操作參數，避免人工誤操作，多方位確保系統長期穩定運行。
五.中空纖維超濾膜在使用中應注意事項：
A.過濾系統要定期滅菌。 超濾膜可以截留細菌，但不可以殺死細菌，截留率再好的超濾膜也不能長期保證干凈區不長一個細菌，有細菌就可能大量繁殖。直接影響到透過水質，譬如有的礦泉水成品中出現半透明絲狀白色絮狀的黴菌團，主要是系統被黴菌污染所致。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，對於城市普通自來水而言，夏季7～10天，冬季30～40天，春秋季20～30天。地表水作為供給水源時，滅菌周期更短。滅菌葯品可用500～1000mg/L次氯酸鈉溶液或1%過氧化氫水溶液循環流或浸泡約半小時即可。
B.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，先用低壓（0.1MPa）給水沖洗1小時，然後再用高壓（0.2MPa）給水沖洗1小時，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。在使用產水時，應檢查並確認產品水中不含有任何殺菌劑。
C.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，否則組件可能報廢。
六、使用條件
使用狀態:錯流過濾或全量過濾,反向沖洗與快速沖洗
反沖洗壓力:<0.1MPa
反沖洗流量：200L/m2/hr
反沖洗頻率：隨進水水質而變化15～60min
反沖洗時間：30-60sec
化學沖洗：隨膜材質及膜污染情況而定
滅菌處理：NaClO沖洗每周一次至每月一次
特點：可以顯著提高沖洗強度有利於膜的再生