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水处理超滤的组件型式

发布时间:2019/7/5  新闻类别:行业动态 点击次数:47

超滤膜孔孔径0.005~0.1μm,主要用于净化和浓缩,可过滤去除水中的微粒、胶体物质和细菌,去除率可达99.9%;透膜压小于0.1MPa,出水浊度<0.2NTU,SDI<3。


超滤用在反渗透预处理时,运行压力0.1~0.2MPa,能耗减少30%以上。超滤可以减少反渗透清洗次数,降低维护费用,延长反渗透膜元件寿命。由于地面水经超滤后出水的SDI<1~2,因此,可以减少反渗透膜量的30%,降低造价约25%。


在超滤膜分离过程中,有循环过滤和死端过滤两种操作方式。循环过滤时料液错流流动,即进料平行于膜表面流动,透过液垂直膜表面流动;而死端过滤则是液流方向与膜面垂直,没有平行于膜表面流动。超滤主要用于饮水的除浊滤菌、工业水反渗透脱盐预处理、电泳涂漆水的再利用以及各种污水处理和食品加工。


1.超滤设备常用参数


超滤水通量(flux):单位时间、单位膜面积透过膜的液体量,单位为L(㎡·h)。1gfd[gal/(ft2 · d)]=1.7L/(㎡·d)。


截留分子量(MWCO):截留率为0.95情况下被膜截流的最小相对分子质量(组分),它表示超滤膜的分离性能。


亲水性和疏水性:是超滤膜与水亲和能力的量度。水与膜接触角 θ≈0° 的膜为亲水性膜,水与膜接触角 θ 接近或大于90°的膜为疏水性膜。


浓差极化(concentration polarization): 被超滤膜截留溶质在膜表面聚积导致溶剂迁移阻力的增加或局部渗透压增加,进而水通量降低,并可能改变膜的截留性能。浓差极化受操作条件如速度、温度、压力和浓度的影响。


膜污染(fouling):膜吸附进料液中溶质或以某种方式相互作用,导致膜性能劣化,通量降低或截留率降低。


2.常用超滤膜聚合物


常用的超滤膜聚合物包括聚砜、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯和聚氯乙烯。


聚砜(PS)具有强抗氧化性能,高刚性、高强度、抗蠕度,尺寸稳定和耐高温。具有如下特性:使用温度上限为75℃;适宜pH值1~13,长期贮存耐氯50mg/L,短期消毒耐氯200mg/L;能制成平板、管状和中空纤维(孔径1~20nm)。


聚醚砜(PES)与聚砜性质大致相同,热稳定性比聚砜更好,可在90℃下长期使用,可经受128℃高温热灭菌。


聚丙烯腈(PAN)有很好的耐水解性和抗氧化性。


聚偏氟乙烯(PVDF)机械强度高,化学性质与聚四氟乙烯相近,可反复于128℃高温灭菌。


聚氯乙烯(PVC)水通量大,工作压力低。


水处理设备超滤装置


3.超滤的组件型式


(1)管式超滤 内径通常在12.5~25mm,长度0.6~6.4m。若干根单根膜管或若干根组装成一体的束状膜管放在塑料或不锈钢筒体内,用端帽定位紧固构成管式组件,通过对组件的串联和并联组成设备。管式超滤组件优点是:①可处理不经预过滤的污水和高浊度料液;②便于化学和机械清洗,可用海绵球在管内清洗、但是管式组件的高流量和高压力降导致泵能耗高。超滤组件中,卷式耗能为40~130W/㎡,中空为80~700W/㎡,管式高达700~2000W/㎡。


(2)中空纤维式超滤 膜的直径通常为0.2~2.5mm,壁厚0.2~0.8mm。将纤维记熟两端埋封在环氧或聚氨酯胶黏剂中,切割封头裸露纤维孔形成管板,将管板封装在塑料或不锈钢筒体内,管板与封头间的O形环形成密封,使进水与透过液完全隔离,构成中空纤维组件。


原水进至中空纤维管后,在压力作用下穿过中空纤维管壁,水中的悬浮物和胶体物被超滤膜过滤截留。过滤后的水汇集至过滤器中心的多孔管后送出;工作压差大于0.05~0.1MPa时反洗。先用进水以大流量正洗,再以过滤后的水反洗;对于污染的地面水应定期进行化学清洗。


中空纤维超滤组件的优点:①中空纤维超滤组件装填密度高,存留滤料体积少;②中空纤维超滤可以反洗,利于频繁清洗;③中空纤维超滤在相对低的流量下,便可获得高质速率;④中空纤维超滤泵水能耗低,它的主要缺点是不能处理粘稠液体。


(3)平板式 又称板框式。这种结构密封复杂和困难,易渗漏,有网结构易堵塞,无网结构能耗大于中空式,大型工程采用较少。


(4)卷式超滤 类似于卷式反渗透结构因有进料隔网易形成堵塞,因而需严格预过滤。在反向压力作用下膜易脱落,所以不能反洗。


 
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