各类中空纤维超滤膜性能比较

各类中空纤维超滤膜性能比较
中空纤维超滤膜性能比较一览
摘要：本文集中对目前市场上的进口中空纤维超滤膜的性能做了详细比较，列举各种超滤膜在设计使用过程中的注意要点，为各工程公司进行超滤系统设计提供技术参考。

关键词：超滤，产水量，截留分子量，膜材料，膜面积
一．中空纤维超滤膜技术的发展
超滤（简称UF）膜分离技术是近年发展起来的分子水平的高新分离技术。

膜孔径在0.01－0.001μm，截留分子量可分为10万、5万、2万、6千等。

比常见细菌的分子量小百余倍，可将细菌、菌尸、细菌碎片、病毒、与细菌大小相仿的微小悬浮物、胶体、热源等近100％地截留。

超滤装置是水质高效、高精度的净化设备，滤后水质清澈味甘，可直接生饮。

超滤装置具有设备简单，操作方便，能耗低，效率高，无污染等优点。

超滤装置在水处理行业中得到广泛应用。

并可用于化工分离、医药提纯、食品加工、酱油、醋、酒类及饮料的过滤净化。

超滤是一种以压力作为推动力的膜法物理分离技术。

一般采用全量过滤、错流过滤方式，物料以流动的方式流过膜的一侧，当给物料加以一定的压力后，净化液即透过膜从膜的另一侧流出，从而达到净化的目的。

世界主要中空纤维超滤膜商业化产品发展历程：
1974 –Romicon (Koch) 公司发明聚砜中空纤维膜。

1975 –Nitto Denko 公司取得聚砜中空纤维膜研制的巨大进展; 发展了海绵状膜结构。

1984 –Aquasource公司发明醋酸纤维素中空纤维膜;1988年首台大型市政用超滤装置在Anoncourt安装使用。

1985 –Memcor公司发明聚丙烯中空纤维微滤膜。

1986 –Xflow (Norit)公司发明聚醚砜/聚乙烯吡咯酮共混中空纤维超滤膜。

1991 –Zenon公司提出了浸没式中空纤维膜应用方式。

1993 –Xflow公司发展水平放置膜组件的理念;1999年首台大型市政用超滤装置在Heemskerk安装使用。

1997 –Memcor公司推出聚偏氟乙烯中空纤维膜和浸没式超滤系统。

2000 –Hydranautics公司推出性能优良的亲水性聚醚砜中空纤维超滤膜。

二. 中空纤维超滤膜性能对比
1.HYDRAcap vs Norit Xiga
1)组件膜面积
最大组件膜面积：HYDRAcap 46m2/Xiga 35m2
2)压力管（外壳）
HYDRAcap无需外壳，膜与壳一体/Xiga运行需要配外壳，费用增加。

3)纤维修补
由于纤维原材料的差异，HYDRAcap膜修补只需1小时/Xiga膜修补需4小时。

4)装置占地面积
HYDRAcap膜系统设计紧凑，超过40支膜组件的系统占用空间更小。

5)完整性测试
由于HYDRACAP膜元件垂直排列，气体易排出，一般24支膜组件的模块检测压力保持时间需5分钟，40支膜组件的模块需10分种。

Xiga膜元件水平排列，气体难排出，完整性测试压力保持时间较长。

6)水动力学效率
HYDRAcap单支膜组件并联排列的设计可使每支膜组件有均匀的过滤、反冲运行压差，可使每支膜达到最大的出力，得到最好的正/反冲效果。

而NORIT由于组件为多支串联排列，离进水口越远的组件运行压差越低，膜组件的出力也越低。

同样膜面积的超滤系统，系统出力NORIT比HYDRAcap低得多。

7)断丝率
大规模使用NORIT膜的工厂有较高断丝率，如：Heemskek项目，每支组件平均每年断丝率为1%。

而HYDRAcap膜的断丝率为平均每支组件每年断丝率为0.03% 。

8)处理水质
由于NORIT膜组件水平排列及因组件结构原因无法实现正冲，对于高浊度的地表水处理，NORIT膜组件是无法处理的(一般只能处理SS小于50mg/L的原水)。

而HYDRAcap膜组件可以处理最高浊度为100NTU的地表水，且运行流量极其稳定。

2.HYDRAcap vs Aquasource
1)膜化学性能
由于醋酸纤维素膜不能用带腐蚀性的化学药品进行清洗，所以此种材料的膜不适合地表水处理。

2)渗透性能
聚醚砜的渗透性能要比醋酸纤维素好。

3)组件设计
若Aquasource用55 m2的组件投标，那么系统造价较高。

若用125 m2的组件投标，膜组件很重，进行组件保养和纤维修补很不方便，必须离线处理，从而造成
在线产水量的减少。

4)过程设计
处理地表水时，往往定量投加聚丙烯酰胺以减少有机物污染，并去处可溶性的物质。

但是，这通常要求选择运行费用较高的错流操作。

3．HYDRAcap vs Koch Targa V
1) 膜化学性能
聚醚砜与聚砜相比，耐化学性和耐热性更好。

聚醚砜纤维已提高了机械强度，因而具有更好的爆破强度，更少的纤维断裂。

2)低污染特性
亲水性聚醚砜与聚砜相比，提高了抗污染性能，可使操作时的跨膜压差更低。

3)清洗用化学品
聚醚砜较少的污染率可减少化学清洗的频率，降低化学品配制的浓度，从而减少化学品的费用，最低限度地降低化学品的污染。

4)水利用率
1.5米（60英寸）HYDRAcap组件与1.8米（72英寸）Koch组件具有更低的透水压差，更均匀的膜性能。

尤其在高流量的正/反冲洗循环中，对比更为明显。

HYDRAcap更为均匀的耐压剖面，更好的纤维支撑以及更高的纤维强度，可使纤维在额定流量下断丝率更低。

4.HYD RAcap vs Pall Microza UF
1）膜组件
由于Microza UF与Microza MF 组件尺寸不同，若在系统开车后需要提高过滤精度，两者无法实现互换。

Microza UF比Microza MF 价格更为昂贵。

2)材料化学性能
由于HYDRAcap运行具有更稳定的透水性，更低的跨膜压差，因而其运行费用和化学清洗频率更低，产生污染更少。

3) 耐化学性
聚醚砜具有更好的耐腐蚀性能，清洗时聚丙烯腈PH值最高到10，而聚醚砜可到12.5。

有机污垢存在的情况下，高PH值在去除有机物方面有独特的效果。

4)反冲洗效率
与Microza在每次正/反冲洗要进行空气净化相比，HYDRAcap 运行中使用空气量更少，因而可减少运行费用。

5．HYDRAcap vs Pall Microza MF
1）超滤与微滤对比
HYDRAcap UF可去除胶体和病毒，为反渗透提供更低SDI值的进水，减少生物污染的可能性。

通过UF预处理后，下游RO的清洗和消毒频率将会减少，从而增加RO的使用寿命。

2）膜材料化学性能由于HYDRAcap运行具有更稳定的透水性，更低的跨膜压差，因而其运行费用和化学清洗频率更低，产生污染更少。

3）耐化学性
聚醚砜具有更好的耐腐蚀性能，清洗时聚偏氟乙烯PH值最高到10，而聚醚砜可到12.5。

有机污垢存在的情况下，高PH值在去除有机物方面有独特的效果。

4）反冲洗效率
与Microza在每次正/反冲洗要进行空气净化相比，HYDRAcap 运行中使用空气量更少，因而可减少运行费用。

6. HYDRAcap vs CM F
1)超滤与微滤对比
HYDRAcap UF可去除胶体和病毒，为反渗透提供更低SDI值的进水，减少膜生物污染的可能性。

2)膜材料化学性能
PP是疏水性材料，若在高流量运行时由于膜易受污染，会导致较高的跨膜压差。

由于对称性膜孔结构，膜透水性相对较低。

PP耐氯性差，因而减少了清洗药品的选择性。

3）膜清洗
对腐蚀性依赖越强，污染物处理的费用越高。

4）过程设计
空气正/反冲洗需要较高的运行费用，也导致高的断丝率。

5）系统设计
小组件安装在模块中，安装性能较差。

超滤与微滤膜组件互换性较差。