1. 超濾運行方式
超濾以壓力差為推動力,原料液在膜面上流 動,原料液中的溶劑和小的溶質粒子從高壓的料液側 透過膜到低壓側,溶解物質和比膜孔徑小的物質作為 透過液透過膜。透過的液體一般稱為濾出液或透過液, 不能透過膜的物質將被超濾膜所截留,濃縮於排放液中,被截留的部分一般稱為濃縮液,濃縮液在濾剩液 中濃度增大,通過該種分離過程以達到溶液的凈化、 分離與濃縮的目的
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2. 什麼是超濾膜技術
超濾膜的技術:
超濾膜技術是以壓力差動力的一種半透膜,在過濾膜的技術上可以分為超濾膜過濾、微孔膜過濾和逆滲透膜過濾三類。這個是根據超濾膜所能截留的雜質或分子量的大小區分的,如果是椐據膜的孔徑大小區分的話,微孔膜(MF)的額定孔徑范圍為0.02~10μm;超濾膜(UF)為0.001~0.02μm;反滲透膜為0.0001~0.001μm。由此可知,超濾膜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。
1.超濾膜化學穩定性高,可耐高溫、耐酸、耐鹼,因此對進水水質要求不高,通用性強;
2.超濾膜技術原理簡單,容易實現自動化運轉,節約勞動力,且操作簡便、易於維護,運行安全穩定;
3.超濾膜技術屬於物理方法,在水處理過程中並不需加任何化學葯劑,因此可有效的防止水體出現二次污染的情況;
4.超濾膜技術效率高,處理水量大,尤其是對污染較小的城市飲用水處理方面,展現出高的應用效率。
超濾膜技術是一種新型水處理技術,與傳統水處理技術相比,超濾膜技術的效率高、能耗低、處理水量大等優勢在水處理過程中很有成效,隨著技術發展日益成熟,超濾膜技術不僅在工業污水處理中得到了較為廣泛的應用,而且在城市飲用水凈化領域也體現出較為廣闊的應用前景。
3. 處理的是垃圾滲濾液,超濾出來的水可以直接進反滲透嗎
對於垃圾滲濾液,現在流行的深度處理工藝都是超濾+反滲透。正常來說,超濾的出水已經很不錯了,這個時候進反滲透完全沒有問題的。所以,你提出的這個方案是成熟可行的。
但是,在實際運行當中,滲濾液對超濾膜的要求非常高,再者,由於滲濾液高污染,超濾膜的壽命將大大減少!並且隨著垃圾場的運營年限的加長,滲濾液越難處理,超濾膜越容易出現問題。所以,在實際運行當中,超濾膜更換的頻率很高的。
反滲透進水有以下幾種要求。
⑴細菌
由於細菌會以醋酸纖維為食物,因此醋酸膜易受細菌侵襲,對原水必須徹底殺菌,對於復合膜,雖然其不受細菌侵襲,但細菌黏膜會造成膜的污堵,一般可採取加氯殺菌,加氯量要根據需氯實驗加以確定。
醋酸纖維膜素要求給水中含有殘余氯,以防細菌滋生,而氯含量過高又會破壞膜,最大允許連續余氯的含量為1mg/L。
復合膜抗氯性差,一般不允許含有餘氯,採取加氯殺菌後,需加偏亞硫酸鈉,它可水解為亞硫酸氫鈉或經活性碳過濾消除余氯。
使用偏亞硫酸鈉偏亞硫酸氫鈉除余氯的反應如下
Na2S2O5+H2O→2NaHSO3
NaHSO3+HClO→HCl+NaHSO4
理論上,1.34kg的 Na2S2O5可以去除1kg余氯,然而一般在溶解氧的情況下,對苦鹹水去除1kg余氯需投加3 kg Na2S2O5。
Na2S2O5在涼爽乾燥的儲存條件下,貨架上的有效期為4~6個月,溶液的有效期則隨濃度而改變,見下表。
溶液濃度/%(質量) 最長有效期/天 溶液濃度/%(質量) 最長有效期/天
2 3 20 30
10 7 30 180
當採用地下水做水源時,未被污染的地下水細菌含量很少,在這種情況下採用復合膜則即不需加氯也無需除氯。
氯為什麼會起殺菌作用?當氯加到水裡面後,就會發生下面的反應
Cl2+H2O→HClO+HCl
HClO→H+ +ClO-
HClO為次氯酸,ClO-為次氯酸根,由於H+能被水裡的鹼度中和,最後水中只剩下 HClO及ClO-。兩者在水裡所佔百分數主要決定於水的PH值,但水的溫度也有影響,PH值小 於7時,水中HClO佔75%,ClO-佔25% ,溫度降低時HClO所佔比例還要大,在0℃時HClO增加到83%,而ClO-減到17%。
對於氯氣的殺菌機理有不同的說法,但比較合理的解釋是:它所生成的次氯酸產生殺菌作用,而不是氯本身,也不是它所生成的ClO-的作用。HClO是一個中性分子,可以擴散到帶負電的細菌表面,並穿過細菌的細胞膜進入細菌內部,HClO分子進入細菌後由於Cl原子氧化作用破壞了細菌的某種酶的系統(酶是一種蛋白質成分的催化劑,細菌的氧分要經過它的作用才能被吸收),最後導致細菌的死亡,而次氯酸根ClO-雖然也包括一個氯原子,但它帶負電,不能靠近帶負電的細菌,所以也不 能穿過細菌的細胞膜進入細菌內部,因此很難起殺菌作用,這種說法還可以說明水溫低和PH值低時殺菌效果比較好的現象。
從上面的化學方程式可以看出,加入水中的氯氣只有1/2變成HClO的成分,另外的1/2在水中產生Cl-,不起殺菌作用。
採用加HClO時的反應如下
HClO+H2O→ HClO+(Na+ ) + (OH-)
從方程式可以看出一個分子的HClO的作用相當於一個分子的 Cl2。
(2)含鐵量
鐵的氧化速度取決於鐵的含量水中溶解氧的濃度和PH值,PH值越高氧化速度越快,因此,降低PH值可以防止氧化。給水最大允許含鐵量於含氧量和PH值的關系如下表示。
(3)顆粒物質
不允許大於5um的顆粒物質進入高壓泵及反滲透組件,這一點必須確保,以免損壞設備。
(4)SDI和濁度
SDI必須小於5,越小越好,濁度應小於0.2NTU(最大允許濁度為1NTU)
(5)油和脂
水中不允許含有油和脂。
(6)有機物
水中的有機物RO膜的影響最為復雜,一些有機物對膜的影響不大,而另一些則可能造成膜的有機污染,對於地表水應盡量在凝聚澄清過程中 去除有機物,還可以採用活性碳過濾進一步降低有機物含量。
(7)SiO2
濃水不允許析出SiO2 ,當SiO2 過飽和則可能聚合而形成不溶解的膠體硅或者硅膠而引起結垢。
純水25℃時,無定形硅的溶解度約為100 mg/L(以SiO2計),溶解度隨溫度呈直線變化,0℃時為0 mg/L,到40℃時增加到160 mg/L,在中性PH值條件下,溶解的只是硅膠;在鹼性溶液中,無定形硅的溶解度較中性溶液大,主要原因是由於硅酸電離,然而在有鋁出現時,溶解度可能降低很多,原因是由於硅酸鋁的溶解度極小的緣故。
如果 SiO2的濃度太高,則需要預處理或者降低回收率,防止形成硅垢的方法如下。
① 控制系統回收率。這是一種最容易的防硅垢的方法,靠降低系統回收率使濃水中SiO2的濃度降低到(在給定PH值和溫度下)SiO2的飽和溶解度以下。
② 採用石灰軟化。一般可降低給水中50%的SiO2或者澄清器中多加些氯化鐵和鋁酸鈉。
③ 溫度控制。因為無定形SiO2的溶解度取決於溫度,提高水的溫度可以防止SiO2結垢,也可以將提高溫度與降低系統回收率結合使用。
出現硅垢必須立即清洗,硅垢一旦形成非常難於出除。
(1) 防垢
必須防止CaCO3 CaSO4 SrSO4 BaSO4 和CaF2垢。
膜結垢是由於給水中的微溶鹽在給水濃縮時超過了溶度積而沉澱 到膜上,在苦鹹水中,CaCO3和CaSO4通常都需要處理,其他鹽類SrSO4 BaSO4 和CaF2也需要根據計算來確定在濃水中是否會超過溶解度極限。
如果微溶鹽 超過了溶解極限,需要採取以下一種或幾種方法。
① 降低系統回收率,避免超過溶度積。
② 採取離子交換法軟化除去鈣離子。
③ 加酸去除碳酸或重碳酸離子。
④ 加阻垢劑。
對於大多數水都存在CaCO3結垢趨勢,確定給水的CaCO3結垢趨勢,對苦鹹水一般採用Langelier飽和指數(LSI)。
確定是否結CaSO4 SrSO4或 BaSO4垢需要計算濃水中這些鹽是否超過了它們的溶度積,各個鹽的溶度積與濃水中相應鹽的離子積比較
當IPb>Ksp 有沉澱生成
當IPb=Ksp 無沉澱生成
當 IPb<Ksp 處於臨界狀態
為防止結垢,建議IPb≤0.8Ksp。
一般,微溶鹽的溶解度隨溶液離子強度增加而增加,對大多數苦鹹水中遇到的微溶鹽 Ksp作為離子強度函數的數據可供利用。
因為RO過程中微溶鹽的結垢趨勢是由最濃的水流來決定的,所以 Ksp是根據濃水流的離子強度來確定。
(2) 進水參數方面的要求
① 水溫。反滲透膜元件對進水的水溫均有一定的要求,以海德能公司為例,除了其生產的拿高溫膜元件外,其生產的復合膜要求將進水溫度控制在0~45℃,其生產的醋酸纖維素膜要求將進水溫度控制在0~40℃。
② 最高進水壓力。反滲透膜元件對最高壓力有一定的要求,海德能公司生產的苦鹹水用工業膜最高進水壓力為600psi(4.16Mpa),其生產的海水淡化膜最高進水壓力為1200 psi(8.27Mpa)。
③ 每支膜最高進水流量。反滲透膜元件對最高進水流量有一定的要求,海德能公司8″膜元件的最高進水流量為75gpm(17t/h)。4″膜元件的最高進水流量為16 gpm(3.6t/h)。
④ 單支膜元件最高壓力損失。考慮到單支膜元件的壓力差太高時會造成膜元件的機械損傷,因而對單支膜元件最高壓力損失有一定要求,海德能公司要求系統中任何一支膜元件上的最高壓力損失不能超過68.9 Mpa(10 psi)。
⑤ 濃縮水與透過水量之比。考慮到膜的耐污染能力等方面的因素,對每支膜的濃縮水與透過水量之比是有一定要求的,以海德能公司為例,均要求單支膜元件上濃縮水與透過水量的最小比例為5:1。
4. 通用超濾膜可以過濾的物質有哪些
有機物,膠體,大的懸浮物,顆粒,細菌等
5. PVDF中空纖維超濾膜與一般超濾膜的區別所在
PVDF中空纖維超濾膜其獨特的抗氧化性,易清洗的特點,在污水處理、中水回用、自來水凈化方面可廣泛應用。