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超濾膜死段和錯流

發布時間:2025-02-14 16:14:57

A. 韋伯斯特超濾

韋伯斯特超濾膜:高效凈化的秘密武器



水處理世界中,超濾膜如同精密的濾網,通過加壓分離技術,卓越地篩選出大分子有機物、微生物等雜質,只讓純凈的水和小分子得以通過。其中,中空纖維膜的特性尤為顯著,它憑借其高效率和易清洗的特性,有效地攔截細菌和大顆粒,確保出水質量。



超濾技術的術語豐富多樣,例如超濾膜,它由極薄的表皮層和多孔支撐層構成,而中空纖維膜則是以纖維狀結構自支撐,通過截留分子量達到90%的凈化效果。水通量,即膜的產水速率,是衡量膜性能的重要指標,而回收率則展示了膜的分離效率。死端過濾,雖然間歇式且需定期清洗,但更常見的是錯流過濾,它能有效減緩膜的污染進程。



理解膜的運行至關重要。水壓差公式P=(P進+P出)/2-P產水,監控這個數值的變化,可以及時發現清洗需求。跨膜壓差P=P進-P出,受多種因素影響,如水源和操作條件。



膜污染的種類繁多,包括微粒層、沉澱、吸附和微生物污染,每個類型都要求定製化的清洗策略。濃差極化由於截留物質導致通量下降,反沖洗成為必要,但強度、清洗劑和處理方式的選擇都要謹慎。



氣擦洗技術通過吹掃膜表面,進一步提升膜的性能,而內壓式與外壓式操作方式,決定了水分子和大分子的流動方向。韋伯斯特膜組件,以PVDF材料製成,其親水性強,孔徑為0.03um,能有效抵抗污染,如WES-UF2860/2880pro型號,擁有5.177㎡的過濾面積,可在3-5年的使用壽命內穩定工作。



超濾系統在實際應用中,如反滲透預處理、飲用水廠深度處理和廢水處理中發揮關鍵作用。其最大余氯濃度可達5000mg/L,過濾通量在40-80L/㎡·h之間。設計時需考慮水質參數,如懸浮物、濁度、壓力等,以確保最佳性能。清洗工藝嚴謹,從反洗、氣擦洗到化學清洗,每一步都針對具體污染進行定製。



定期檢查和維護是系統穩定運行的保障。清洗間隔和時間需根據反洗效果調整,化學分散清洗推薦使用,溫度校正是關鍵。系統組成包括預處理、主機、清洗系統等,確保每一步都為膜組件的高效運行保駕護航。



在安裝與運行階段,嚴密的步驟和細致的調試確保新裝膜組件的性能。從檢查包裝、安裝流程,到停機保護,每一步都關乎膜的使用壽命。運行時的正沖、反洗和化學清洗,都需遵循特定的參數和頻率。



超濾膜的清洗策略,基於產水量變化和使用時間,確保對頑固污染的有效對抗。膜污染形式復雜多樣,涉及表面覆蓋和孔內阻塞,清洗時需根據具體情況制定針對性方案。此外,膜組件的保存、沖洗和完整性檢測,都是確保膜性能的關鍵環節。



總的來說,韋伯斯特超濾膜通過其獨特的設計和精密的操作,為用戶提供了一套全面的水處理解決方案,確保水質純凈,同時維護系統的長期穩定運行。遵循以上步驟和指南,你將能充分發揮其潛能,實現高效而可靠的水處理。

B. 如何對GE超濾膜進行清洗

清洗步驟如下:
1、先用清水沖洗整個超濾系統,水溫最好採用反滲透膜所能承受內得較高溫度。
2、選用合容適的清洗劑進行循環清洗設備。
3、清洗劑中可含EDTA或六偏磷酸鈉等絡合劑。
4、用清水沖洗,去除清洗劑。
5、用0.5%的甲醛水溶液浸泡消毒並貯存。

C. 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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D. 超濾膜過濾的方式有哪些

超濾膜過濾方式:一個中空纖維超濾膜組件主要是由成百到上千根中空纖維絲和膜殼兩部分組成,一般將中空纖維內徑在0.6-6mm之間的超濾膜稱為毛細管式超濾膜,毛細管式超濾膜因內徑較大,因此不易被大顆粒物質堵塞,更適用於過濾原液濃度較大的場合。內壓式過濾:原液先從膜絲內孔進,經壓力差驅動,沿徑向由內向外滲透過中空纖維成透過液為內壓式過濾,內壓式過濾可以使用高壓大流量的順沖洗,使沖洗水流與膜孔成切向方向快速流過,從而可以將吸附在膜內孔表面上的污染物沖去,恢復膜的通量。外壓式過濾:原液經壓力差驅動沿徑向由外向內滲透過中空纖維膜絲成為透過液,而截留的物質匯集在中空絲的外部時為外壓式過濾。外壓式超濾膜密封在膜殼內,水流的死角多,無法使用快速直沖的方法清除膜表面附著的污染物,因而不能完全去污。

E. 超濾膜主要有哪些優點和缺點

超濾膜主要具有以下優點:

1.回收率高,所得產品品質優良,可實現物料的高回效分答離、純化及高倍數濃縮。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。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。

2.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。

3.超濾設備系統能耗低,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。

4.操作簡便,成本低廉,不需增加任何化學試劑,尤其是超濾技術的實驗條件溫和,與蒸發、冷凍乾燥相比沒有相的變化,而且不引起溫度、pH的變化,因而可以防止生物大分子的變性、失活和自溶。在生物大分子的制備技術中,超濾主要用於生物大分子的脫鹽、脫水和濃縮等。

超濾膜缺點:

超濾法也有一定的局限性,它不能直接得到乾粉制劑。對於蛋白質溶液,一般只能得到10~50%的濃度。超濾膜的缺點是膜更換費用較高,技術設備投資很大。

F. 超濾膜主要有哪些優點和缺點

主要還是看用來做什麼。而且還分為外壓和內壓
優點:單位溶器內充填密度高,佔地面積小,操作簡便,成本低廉,不需增加任何化學試劑,尤其是超濾技術的實驗條件溫和,與蒸發、冷凍乾燥相比沒有相的變化,而且不引起溫度、pH的變化,因而可以防止生物大分子的變性、失活和自溶。外壓比內壓清洗方便。
超濾原理
超濾(Ultrafiltration)技術是一種膜濾法,也有錯流過濾(Cross
Filtration)之稱。它能從周圍含有微粒的介質中分離出10~100A的微粒,這個尺寸范圍內的微粒,通常是指液體內的溶質。其基本原理是在常溫下以一定壓力和流量,利用不對稱微孔結構和半透膜介質,依靠膜兩側的壓力差作為推動力,以錯流方式進行過濾,使溶劑及小分子物質通過,大分子物質和微粒子如蛋白質、水溶性高聚物、細菌等被濾膜阻留,從而達到分離、分級、純化、濃縮目的的一種新型膜分離技術。
超濾技術的優缺點
與傳統分離方法相比,超濾技術具有以下特點:
1.
濾過程是在常溫下進行,條件溫和無成分破壞,因而特別適宜對熱敏感的物質,如葯物、酶、果汁等的分離、分級、濃縮與富集。
2.
濾過程不發生相變化,無需加熱,能耗低,無需添加化學試劑,無污染,是一種節能環保的分離技術。
3.
超濾技術分離效率高,對稀溶液中的微量成分的回收、低濃度溶液的濃縮均非常有效。
4.
超濾過程僅採用壓力作為膜分離的動力,因此分離裝置簡單、流程短、操作簡便、易於控制和維護。
5.
超濾法也有一定的局限性,它不能直接得到乾粉制劑。對於蛋白質溶液,一般只能得到10~50%的濃度。

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