膜过滤在水处理行业中的应用十分广泛,在水处理中应用最广泛的是中空纤维微超滤膜,其中使用的膜方法也是不尽相同,中空纤维超滤膜可分为压力式和浸没式两大类,压力式细分为内压和外压。
内压式与外压式的区别如下:
外压式基本都采用聚偏氟乙烯(PVDF)膜材质,内压式膜基本采用聚砜PS、聚醚砜PES为基础的膜材质。众所周知,PVDF抗氧化性能力及机械强度远比PS、PES等材质强,是国际微超滤膜的趋势;
由于中空纤维内径较小,一般都在1mm上下,所以内压式膜处理污染程度较高的源水,容易发生内径堵塞。因此内压式膜处理高污染水质经常会有运行问题,尤其是MBR项目。在全球的浸没式MBR中,基本都是采用外压式MBR膜,而且趋势采用PVDF膜;
由于内径较小易堵塞,所以内压式膜的运行膜通量较低;内压式膜对自清洗过滤器的要求比外压式高;
外压式膜一般采用空气辅助擦洗,内压式膜一般只采用水反洗,比气水联合清洗效果差,反洗水量也大;
PVDF膜材质本身比PS、PES的亲水性稍差,但绝大多数PVDF膜厂家都对其PVDF膜进行过亲水性处理;
此外,绝大多数外压式膜和内压式膜都是不对称单皮层膜结构,生产工艺为湿法(相转移法),目前也有厂家如旭化成、东洋环境等采用热法工艺及海绵状均一膜结构,因此膜的破损率最低,安全性最高。
浸没式膜过滤与加压式膜过滤的对比
浸没式膜过滤工艺是超低压中空纤维膜技术与连续膜过滤技术相结合而派生出来的一种新型的膜过滤处理工艺。它使用开放式中空纤维膜组件,将膜直接置于充满待处理水的膜池之中,通过泵的负压抽吸和大气压力,使水透过膜表面,从中空纤维膜内侧抽出,达到过滤净化的目的。
浸没式膜过滤与加压式膜过滤的对比分析
(1)浸没式优点是可以直接过滤高浓度悬浮物而不需要复杂预处理(如可高达200NTU以上)。如MBR就是浸没式超滤膜的一种特殊应用,直接过滤悬浮物高达10000mg/L的污泥;但压力式尤其是内压式则对进水水质要求较高。
(2)选择压力式和浸没式的一般标准是:当原水COD连续大于60mg/L, 浊度(悬浮物)连续大于20NTU时,最好选用浸没式或者通过混凝沉淀后选择压力式;
(3)低跨膜压差,且可借助水外压,浸没式超滤运行能耗低;
(4)系统的占地面积非常小(直接浸入到需要处理的水中,为现有给水厂的改造提供了条件,可以将膜安装到现有的澄清池、滤池或其他水池中);
(5)产水水质接近压力式膜组件,优于传统水处理。
(6)浸没式前一般不需要混凝沉淀和多介质过滤,工艺较简单,并且浸没式系统的占地也较小,此外浸没式的系统管道设备成本比压力式低。
对比数据:
(1)压力式回收率92-95%(气水反洗),浸没式回收率90-92%(排放)。
(2)运行费用低。压力式吨水电耗为0.2度,浸没式为0.1度。
(3)以5万吨膜系统水厂为例,压力式占地面积为24m×8m;若设计成浸没式工艺,水罐和水泵等设备不变,占地面积仅需要18m×6m。
作为广泛应用的两种膜过滤形式,浸没式和加压式膜过滤的主要特点见表
由上表可以看出,两种形式的超滤在构造形式、驱动力、通量选择、投资与运行维护、建设周期、土建工程等多方面都存在着差异。总的来说,由于浸没式超滤对预处理的要求较低、耐冲击负荷能力强,因此应用于污染较严重的水质处理和规模较大工程时,更具优势。
浸没式膜过滤的应用
国内应用浸没式膜过滤处理饮用水的实例相对较少,主要用于现有水厂的升级改造项目、中水回用中的应用、双膜法的预处理。
浸没式膜过滤不仅出水水质稳定、对浊度和两虫的去除效果显著,而且对预处理的要求较低、抗冲击负荷能力更强,在市政污水和工业废水回收利用、地表水和地下水处理、海水淡化预处理、现有水厂升级改造等诸多领域,将会发挥更大的作用。
成都泓润科技有限公司可为客户提供实用性极强的小、中试实验,并利用多年来的专业经验为您提供大中型成套系统的专业化咨询、设计、制作、安装、调试、操作培训等全方位服务。
超滤膜是膜的一种。它是超滤技术中最为成熟与先进的一种技术。原水在中空纤维外侧或内腔加压流动,分别构成外压式与内压式。超滤是动态过滤过程,被截留物质可随浓缩小排除,不致堵塞膜表面,可长期连续运行。超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一。
1、中空纤维超滤膜过滤系统要定期灭菌。
超滤膜可以截留细菌,但不可以杀死细菌,截留率再好的超滤膜也不能长期保证干净区不长一个细菌,有细菌就可能大量繁殖。直接影响到透过水质,譬如有的矿泉水成品中出现半透明丝状白色絮状的霉菌团,主要是系统被霉菌污染所致。因此,必须定期对周转环境及过滤系统进行定期灭菌,灭菌的操作周期因供给原水的水质情况而定,对于城市普通自来水而言,夏季7~10天,冬季30~40天,春秋季20~30天。地表水作为供给水源时,灭菌周期更短。灭菌药品可用500~1000mg/L次氯酸钠溶液或1%过氧化氢水溶液循环流或浸泡约半小时即可。
2、中空纤维超滤膜芯要轻拿轻放,并注意保护,由于超滤组件是精密器材,所以在使用安装时要小心,要轻拿轻放,更不能甩坏。组件若停用,要先用清水冲洗干净后,加0.5%甲醛水溶液进行消毒灭菌,并密封好。如冬天组件还要进行防冻处理,否则组件可能报废。
3、使用中空纤维超滤膜前必须认真阅读使用说明,按照超滤膜在水处理应用工艺进行操作。
4、由于每根超滤组件在出厂前加入保护液,使用前要彻底冲洗组件中的保护液,先用低压(0.1MPa)给水冲洗1小时,然后再用高压(0.2MPa)给水冲洗1小时,无论低压还是高压冲洗时,系统的产水排放阀均应全部打开。在使用产水时,应检查并确认产品水中不含有任何杀菌剂。
中空纤维超滤膜滤芯技术是一种广泛用于水的净化,溶液分离、浓缩,以及从废水中提取有用物质,废水净化再利用领域的高新技术。特点是使用过程简单,不需加热,能源节约,低压运行,装置占地面积小。~~~
超滤(UF)是一种能将溶液进行净化和分离的膜分离技术,其膜为多孔性不对称结构。超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质,膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置,以机械筛分原理为基础的一种溶液分离过程,操作压力通常为0.03~0.5 MPa,过滤孔径为 0.005~0.1µm,截留分子量为 1,000 ~ 500,000 道尔顿左右。超滤膜只允许溶液中的溶剂(如水分子)、无机盐及小分子有机物透过,而将溶液中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留,从而达到分离和净化的目的。
目前超滤膜被大量用于水处理工程。超滤技术在反渗透预处理、饮用水处理、中水回用等领域发挥着越来越重要的作用;超滤技术在酒类和饮料的除菌、除浊,药品的除热热原以及食品及药物澄清和浓缩过程中均起到关键的作用。
超滤膜的形式可以分为卷式、板式和管式三种。管式超滤膜根据其管径的不同又分为中空纤维膜、毛细管和管式。目前市场上用于水处理的超滤膜基本上以中空纤维膜(内径一般为0.8~1.6mm)为主,个别工程中使用的中空纤维(内径0.1-0.5mm)聚乙烯或聚丙烯微孔膜实际上应属于微滤膜。
将超滤膜丝组合成可与超滤系统连接的组件称为超滤膜组件。超滤膜组件分为内压式、外压式和浸没式三种。其中浸没式超滤膜过滤的推动力是膜管内部的真空与大气压之间的压力差。对于过滤精度要求较高的超滤膜,这一压力差通常不易满足所需过滤推动力的要求,因此浸没式的组件形式比较适合于过滤精度较低的超滤膜或微滤膜。外压式超滤在正冲与反冲时,膜表面液体的流速极不均匀,影响膜表面的冲洗效果,因此常用于水处理的超滤膜还是内压式组件结构较具有优势。
应用领域:
食品和乳制品:
蔗糖澄清
明胶澄清和浓缩
鸡蛋免疫球蛋白浓缩
淀粉回收
血球蛋白浓缩
酱油、醋澄清
乳清蛋白浓缩
牛奶的标准化生产
饮料行业:
果汁/果酒的澄清浓缩
苹果汁、梨汁、菠萝汁澄清浓缩
葡萄酒澄清
葡萄酒糟回收
橙汁的脱苦和浓缩
酸果蔓、葡萄汁澄清
医药行业:
药液澄清、过滤、提纯
水的过滤、净化
超滤膜组件特点:
1、壳体采用抗冲击的ABS料,承压能力在16KG以上,并且壁厚加厚1mm,完全可承受进水可能出现的各种压力冲击,确保在冲击水压下不会出现破裂现象,避免了超滤膜在使用的过程中长期受压,材质产生蠕变引起漏水。
2、每一支HUF90膜装填1400根膜丝,长度加长100mm,增大了15%的膜面积,有效膜面积高于国内任何一家的同种规格的产品。提高了产水量。
3、端盖为半球凸出结构,与传统的端面平面结构相比,使进水在端面膜丝的分布更均匀,并且壁厚加厚1mm,确保在冲击水压下不破裂。
4、壳体与螺纹套之间的粘接选用法国进口胶水粘接,粘接长度加长了,连接间隙均匀一致。在使用过程中不会出现漏水,脱胶现象,并且完全达到卫生标准。
中空纤维膜的特点:
1.高强度
先进的成膜技术和独特的模块结构可提供卓越的过滤效率和耐久性,单膜的拉伸强度可达6N。
2.刚性好
该膜设计为在低至0.02MPa的压力下运行以渗透足够的水,其最大TMP高于2.5巴并且具有高可压缩结构。
3.卓越的延展性
膜的延展率高达300%,膜纤维避免了拉伸破裂现象。
4.高结晶度
与国内同类产品相比,该膜具有良好的耐化学性,机械强度和更长的使用寿命。
5.大流量
渗透通量在25℃,0.1MPa时超过1000LMH。
6.低压降
由于其不对称和逐渐收紧的结构,膜易于反冲洗。
中空纤维超滤膜应用领域
1、市政、电力、钢铁、石化、纺织、食品等领域污水深度处理回用及生产工艺用水处理。
2、市政给水净化处理。
3、海水淡化及反渗透系统预处理。
4、食品及生物制药等领域净化、浓缩与分离。