过滤膜的性能和对饮用水的应用(一)
超滤膜技术在农村人饮安全工程中的应用
摘要:水是人们生活中不可或缺的资源。
近些年,农村为提高居民饮水安全,优化居民饮水体验,进行了农村人饮安全工程建设。
工程建设牵涉多项技术,其中最重要的技术包括超滤膜技术,这项技术相较于农村人饮安全工程中的传统技术而言,过滤性更高的优势明显,设备维护也更加简单,在国内农村备受青睐。
本文将围绕“超滤膜技术在农村人饮安全工程中的应用”这一话题进行研究和探讨。
关键词:超滤膜技术;农村人饮;安全工程;应用水是人体生存不可缺少的重要元素,水质安全一直以来都是国家饮食安全的发展重点,饮水安全是民生工程建设重要内容,国家也在“十三五”工程中加入了关于饮水安全的内容,因此,农村人饮安全工程建设在农村发展过程中占据着十分关键的地位。
1.农村饮水中存在的问题我国相关部门为解决农村饮水中存在的问题,进行了一系列探究,例如在行政村中应用城镇自来水管、在自来水厂中装设一体化设备及应用电子水净化控制系统等,这些措施在一定程度上都缓解了农村存在的饮水安全问题。
但是由于各方面原因限制,上述措施在实际应用过程中出现了一些问题,主要包括以下几点:首先是沉淀和过滤容易出现板结;其次是净水设备的空间有限,水流停留时间无法满足净水要求,要保证出水质量,必须要加大药物用量;最后是产水与原浊水波动为正相关,抗冲击能力不是非常强。
农村人饮安全工程建设并不是一件简单的事情,在这个过程中可能会出现各种各样的问题,相关单位要保证农村群众饮水安全,不断提高当地农村人饮安全工程建设水平,首当其冲的就是要清晰农村居民饮水存在的主要问题及农村人饮安全工程建设过程中存在的问题,针对这些问题找到具体的解决策略[1]。
2.超滤膜技术概述2.1超滤膜技术简介膜技术主要有微滤、超滤及反渗透等,超滤膜技术指的是可以净化、分离及浓缩水体的技术,超滤膜两侧的压力差会分离水、低分子量溶质及其他杂质,对水进行充分净化。
超滤膜技术在我国很多地区都被应用在农村人饮安全工程中,此项技术大幅度提高了农村饮水安全,优化了农村人饮安全工程建设[6]。
超滤技术在饮用水深度处理上的应用
超滤技术在饮用水深度处理上的应用【摘要】超滤技术是一种在饮用水深度处理中广泛应用的技术,通过物理隔离作用,将水中的杂质和微生物有效去除。
本文从超滤技术的原理、设备以及在饮用水处理中的应用等方面进行了系统介绍。
在大型水厂中,超滤技术被广泛应用,可以高效净化水质,提高供水水质和水厂生产效率。
而在农村地区,超滤技术也能够解决偏远地区饮水困难的问题。
结论部分探讨了超滤技术的优势、在饮用水深度处理上的前景以及未来的发展趋势,强调超滤技术在提高饮水安全和保障水资源可持续利用方面具有重要意义,预示着超滤技术在未来将得到更广泛的应用和推广。
【关键词】超滤技术、饮用水深度处理、应用、原理、设备、水厂、农村、优势、前景、发展趋势1. 引言1.1 超滤技术概述超滤技术是一种通过特殊膜分离技术进行水处理的方法,其原理是利用微孔隔离膜对水中的杂质和微生物进行过滤,从而达到净化水质的目的。
超滤技术可以有效去除水中的有机物、胶体、细菌和病毒等微生物污染物,同时保留水中的矿物质和微量元素,使水质得到进一步提升。
超滤技术设备主要包括超滤膜、过滤器、泵以及控制系统等组成部分。
超滤膜通常采用聚酰胺膜、聚醚砜膜等高分子材料制成,具有微孔大小可控、过滤效率高、耐酸碱性强等特点。
在饮用水处理中,超滤技术被广泛应用于深度处理,可以有效去除水中的浑浊物、细菌、病毒等有害物质,提高水质透明度和安全性。
在大型水厂中,超滤技术常用于二次净化工艺,有效提高了饮用水的品质;而在农村地区,超滤技术则可以作为简易便捷的饮水设备,解决了农村地区水质不达标的问题。
2. 正文2.1 超滤技术原理超滤技术原理是利用超滤膜的筛分作用,通过比较微细的微孔将水中的颗粒、胶体、有机物、微生物等分离出来。
超滤膜的微孔直径一般在0.001~0.1μm之间,比常规过滤膜的孔径要小得多,因此可以有效地去除水中的杂质。
当水通过超滤膜时,其中的大颗粒物质、胶体等被拦截在膜表面,而水分子和小分子物质则可以通过膜孔,从而达到过滤的目的。
纳滤膜在高品质饮用水处理中的应用研究
纳滤膜在高品质饮用水处理中的应用研究纳滤膜在高品质饮用水处理中的应用研究随着人们对高品质饮用水需求的不断提高,纳滤膜作为一种高效且可靠的饮用水处理技术在近年来得到了广泛的应用。
纳滤膜通过其独特的孔径大小,能够有效地过滤掉溶解于水中的悬浮物、细菌、病毒等微小微生物,从而提供出清洁、透明、无异味的高品质饮用水。
纳滤膜的工作原理是利用其微孔直径较小(常见为0.001-0.1微米)的特性,使水分子可以通过,而微小的污染物则被滤除。
相较于传统的过滤技术,纳滤膜具有更高的截留效率,几乎可以滤除所有的病毒和细菌,而传统过滤技术则无法彻底去除这些微生物。
在高品质饮用水处理过程中,纳滤膜通常作为一级过滤系统来使用。
首先,水会经过一系列的预处理,如混凝、沉淀、活性炭过滤等,以去除大颗粒和有机物。
接下来,水会被送入纳滤膜系统中,通过膜的作用将微生物和溶解物彻底分离,从而获得清洁的饮用水。
纳滤膜的应用不仅在饮用水处理中发挥着重要作用,还广泛应用于海水淡化、废水处理和工业用水领域。
其中,纳滤膜在海水淡化领域的应用特别值得关注。
由于海水中含有大量的盐分和微生物,传统的淡化技术十分繁琐且效果有限。
而纳滤膜则可以有效地过滤掉微生物和盐分,从而实现高效的海水淡化。
这在干旱地区和岛屿上具有重要的应用前景。
尽管纳滤膜在高品质饮用水处理中具有许多优势,但其应用也面临一些挑战。
首先,纳滤膜的成本较高,特别是在大规模应用中。
其次,纳滤膜容易受到微生物的附着和阻塞,需要定期清洗和维护。
此外,纳滤膜也对水的压力和温度较为敏感,不同的水质和环境条件对其性能有着一定的影响。
因此,在纳滤膜的应用中还需要进一步的研究和改进。
总的来说,纳滤膜作为一种高效、可靠的饮用水处理技术,在高品质饮用水的生产中发挥着重要的作用。
它通过过滤微生物和溶解物,为人们提供出清洁、透明、无异味的饮用水。
尽管在应用过程中面临一些挑战,但随着科技的不断进步,纳滤膜技术将会越来越成熟,为人们提供更加安全、可靠的高品质饮用水综上所述,纳滤膜作为一种重要的饮用水处理技术,在清洁饮用水的生产中具有重要的作用。
膜技术在水处理中的应用
膜技术在水处理中的应用水是人类生活和工业生产不可或缺的资源之一,然而,随着全球人口的增长和工业化的发展,水资源的污染和短缺问题日益严重。
因此,高效的水处理技术变得尤为重要。
膜技术作为一种先进的水处理技术,已经在水处理领域取得了显著的应用和研究进展。
本文将探讨膜技术在水处理中的应用,并分析其优势和挑战。
膜技术是一种通过膜孔或膜材料进行分离的技术。
在水处理中,膜技术用于去除水中的悬浮物、有机物、细菌和病毒等污染物,以及回收水中的有价值物质。
膜技术的应用范围广泛,包括反渗透、超滤、微滤和纳滤等不同类型的膜过滤。
这些膜过滤技术具有高效、节能、经济和环保的优势。
下面将介绍膜技术在水处理中的几个重要应用领域。
首先,膜技术在海水淡化中发挥着重要的作用。
随着全球人口的增长和工业用水的需求,淡化海水来产生可用水资源变得尤为重要。
传统的海水淡化方法如蒸馏和离子交换效率低下并且能耗高。
而融合膜技术的反渗透海水淡化方法具有更高的能量效率和产水率。
反渗透膜的孔径可以将盐分和杂质从海水中分离出来,从而产生可用水资源。
膜技术在海水淡化中的应用有助于解决水资源短缺问题,保障人类的生活和工业用水需求。
其次,膜技术在废水处理和再利用中具有巨大潜力。
随着工业化进程的加速,工业废水的污染问题日益严重。
传统的废水处理方法如生化处理和化学处理存在着处理量小、能耗高和操作复杂等问题。
膜技术通过分离废水中的污染物,可以实现高效、经济和环保的废水处理和再利用。
例如,通过使用膜技术处理印染废水可以有效地去除颜料和有机污染物,使废水达到排放标准。
膜技术在废水处理和再利用中的应用有助于减少水资源的消耗和环境污染。
此外,膜技术在饮用水安全方面也发挥着重要作用。
随着水源的污染和饮用水卫生问题的日益受到关注,膜技术可以用于去除自来水中的悬浮物、有机物、细菌和病毒等。
超滤膜和微滤膜可以有效去除大部分的微生物和悬浮物,而纳滤膜和反渗透膜则能够进一步去除溶解性有机物和离子。
膜技术在饮用水处理中的应用
膜技术在饮用水处理中的应用膜技术是通过选择性渗透原理,利用膜作为介质将水和污染物分离的技术。
膜材料通常可以分为有机膜和无机膜两大类。
有机膜包括聚醚酯膜、聚胺酯膜、聚碳酸酯膜等;无机膜包括陶瓷膜、炭化膜、金属膜等。
这些膜材料具有不同的孔径、渗透性和分离效果,可以根据不同的水质要求进行选择。
膜技术在饮用水处理中具有很多优点。
膜技术可以有效去除水中的悬浮物、胶体、有机物、无机盐和微生物等污染物。
膜技术对水质要求较低,可以适用于各种不同的水源,如表面水、地下水、海水等。
膜技术具有操作简单、能耗低、占地面积小的特点,可以实现连续处理和自动化控制,减轻人工操作负担,降低运行成本。
1. 微滤和超滤:微滤和超滤是膜技术的基础应用。
微滤和超滤膜具有较大的孔径,可以去除水中的悬浮物、胶体、细菌等微生物,有效提高水质。
微滤和超滤广泛应用于净水厂、给水设备、水源污染治理等领域。
2. 反渗透:反渗透是膜技术在饮用水处理中的重要应用之一。
反渗透膜具有极小的孔径,可以有效去除水中的溶解性无机盐、重金属、有机物等。
反渗透技术可以广泛应用于海水淡化、地下水处理、饮用水净化等领域。
3. 纳滤:纳滤是一种介于微滤和超滤之间的膜分离技术。
纳滤膜的孔径较小,可以去除水中的有机物、胶体、微生物等,同时保留溶解性无机盐。
纳滤技术可以应用于矿泉水处理、工业废水处理等领域。
4. 电渗析:电渗析是利用电场和离子选择性膜对水中的离子进行选择性分离和浓缩的技术。
电渗析技术可以有效去除水中的重金属离子、无机盐等。
电渗析技术广泛应用于工业废水处理、电镀废液处理等领域。
除了以上几个方面,膜技术还可以与其他水处理技术相结合,如吸附、氧化、高级氧化等,形成多种复合膜技术,提高饮用水的处理效果。
膜技术在饮用水处理中的应用具有广泛的前景和巨大的潜力。
随着技术的不断发展和成熟,膜技术将在解决饮用水资源短缺和水污染问题方面发挥越来越重要的作用。
我们还应加强相关研究,不断创新和完善膜技术,促进其更好地在饮用水处理领域的应用。
纳米过滤技术在饮用水处理中的应用与分离效率
纳米过滤技术在饮用水处理中的应用与分离效率纳米过滤技术作为21世纪水处理领域的一项重要创新,凭借其独特的分离性能和处理能力,在饮用水净化方面展现出巨大潜力。
该技术通过纳米级孔径的过滤膜来去除水中的微小颗粒物、有机物、部分微生物及某些溶解性物质,从而显著提升水质,确保公共饮水安全。
以下将从六个方面探讨纳米过滤技术在饮用水处理中的应用与分离效率。
一、纳米过滤技术的基本原理与特点纳米过滤技术依赖于具有纳米级孔径的特殊薄膜,这些膜孔径一般介于反渗透膜与超滤膜之间,约为1-10纳米。
这种尺寸范围的孔隙能够有效拦截大分子有机物、病毒、部分细菌以及多价离子,同时允许水分子和单价盐类通过。
因此,纳米过滤既能有效去除水中的污染物,又能保持一定的矿物质含量,确保水质既纯净又富含对人体有益的微量元素,具有选择性分离的显著特点。
二、去除有机物与微生物的效率饮用水源中常含有各种天然有机物(NOMs)和微生物,它们可能影响水质口感、颜色,并可能成为消毒副产物的前体物质。
纳米过滤膜能高效去除这些有机物,尤其是相对分子质量大于500 Da的大分子有机物,显著改善水的感官性质。
同时,由于病毒和部分细菌的尺寸大于纳米膜孔径,纳米过滤亦能有效阻截这些微生物,提高饮用水的安全性。
三、硬度与溶解性盐类的调控在特定的水源条件下,纳米过滤可用来调节水的硬度。
它能够保留一部分对健康有益的钙、镁离子,同时去除导致硬度过高的多价离子如铁、锰离子,实现水质软化与矿物质平衡的精细调整。
此外,虽然大部分单价盐类可以通过纳米膜,但通过调整操作压力和膜的选择性,也可以在一定程度上调控特定溶解性盐类的去除率,以适应不同地区的水质需求。
四、抗污染与膜清洗技术纳米过滤膜在处理含高浓度有机物或微生物的水源时,易受到污染,影响其长期稳定运行。
因此,开发高效的抗污染膜材料和膜清洗技术至关重要。
通过表面改性增加膜的疏水性或引入抗菌功能,可以有效抑制生物膜的形成。
此外,采用物理清洗(如反冲洗、气洗)与化学清洗(使用适宜的清洗剂)相结合的方法,可以恢复膜的过滤性能,延长使用寿命。
膜技术在饮用水处理中的应用
膜技术在饮用水处理中的应用一、膜技术在饮用水处理中的应用膜技术是一种高效的分离技术,通过膜的孔隙大小和特性,将水中的杂质、有机物、微生物等分离出来,从而得到经过处理的清洁水。
在饮用水处理中,膜技术主要应用于以下几个方面:1.微滤微滤是膜技术的一种,主要用于去除水中的悬浮颗粒、浑浊物质、胶体和微生物等。
通过微滤膜的孔径大小,可以有效地将水中的微小颗粒和微生物截留在膜表面,从而得到清澈透明的水。
2.超滤超滤是膜技术的另一种应用方式,主要用于去除水中的有机物质、胶体和大分子物质等。
超滤膜的孔径比微滤膜小,可以有效地截留水中的有机物质和大分子物质,提高水的透明度和纯净度。
3.反渗透反渗透是膜技术的一种高级应用方式,主要用于去除水中的溶解性盐分、重金属离子和有机物质等。
通过反渗透膜的高度分子筛选作用,可以将水中的溶解性物质有效地截留在膜表面,从而得到高纯度的饮用水。
二、膜技术在饮用水处理中的优势相比传统的饮用水处理技术,膜技术在饮用水处理中具有独特的优势:1.高效膜技术能够有效地去除水中的各种杂质和污染物,提高水的透明度和纯净度。
与传统的饮用水处理方式相比,膜技术具有更高的净化效率和处理能力,可以更好地保障人们的健康和安全。
2.节能膜技术在饮用水处理中所需的能耗相对较低,能够有效地节约能源和减少成本。
与传统的饮用水处理设备相比,膜技术具有更低的运行成本和维护成本,能够为用户带来更多的经济利益。
3.环保膜技术可以实现闭式循环和零排放,减少对环境的污染和影响。
通过膜技术处理后的饮用水,质量稳定、无污染,符合国家相关标准和要求,可以更好地保护环境和生态平衡。
三、膜技术在提高饮用水质量中的重要作用膜技术在饮用水处理中发挥着重要的作用,主要体现在以下几个方面:1.提高饮用水的卫生安全性膜技术能够有效地去除水中的微生物、病原体和微小颗粒,提高饮用水的卫生安全性。
通过膜技术处理后的饮用水,无异味无色、透明纯净,对人体健康无害,能够更好地保障人们的健康和安全。
膜技术在水处理中的应用与发展
膜技术在水处理中的应用与发展1. 引言1.1 膜技术在水处理中的意义膜技术在水处理领域扮演着至关重要的角色,其意义主要体现在以下几个方面:1. 改善水质:膜技术可以有效去除水中的各类杂质和污染物,包括微生物、有机物、重金属等,从而提高水质,保障人们的饮用水安全。
2. 节约资源:传统的水处理方法通常需要大量的化学药剂和能源,而膜技术可以实现物质的精确分离和高效处理,从而节约资源和降低能耗。
3. 促进可持续发展:膜技术在水循环利用和资源回收方面具有巨大潜力,可以推动水资源的可持续利用,减少对自然资源的开采和消耗。
4. 适应应对水资源危机:全球范围内面临着水资源短缺和水污染问题,膜技术具有很强的灵活性和适应性,可以为各种水体提供定制化的处理方案,应对不同地区和不同水质的挑战。
膜技术在水处理中的意义不仅在于改善水质、节约资源,还体现了其在可持续发展和全球水资源管理中的重要作用。
随着技术的不断创新和发展,相信膜技术在水处理中的应用将会得到进一步扩展和深化。
1.2 膜技术的发展背景随着科技的不断进步和需求的提高,膜技术在水处理领域得到了广泛应用并不断发展。
从最初的膜材料和膜结构的研究,到如今的膜分离工艺和膜组件的完善,膜技术已经取得了长足的进步。
在全球范围内,水资源短缺和水污染已经成为严重问题,促使人们对膜技术的研究和应用不断深入。
膜技术因其高效、节能、环保等优势逐渐成为水处理领域的主流技术之一。
不断推动着膜技术在水处理中的创新和发展,为改善水质、保护环境作出了重要贡献。
【2000字】2. 正文2.1 膜技术在水处理中的应用膜技术在水处理中的应用非常广泛,涉及到污水处理、饮用水净化、海水淡化等多个领域。
首先在污水处理方面,膜技术被广泛应用于污水处理厂,通过膜分离技术可以有效去除水中的污染物,使污水得到处理后可以达到排放标准。
在饮用水净化方面,膜技术可以移除水中的细菌、病毒、有机物等有害物质,提高水质,并且相比传统的水处理方法更为高效。
超滤技术简介及其在饮用水处理中的应用
科技 目向导
2 0 1 3 年1 5 期
超滤技术简介及其在饮用水处理中的应用
郑 晨 赵 园 ( 郑 州大 学 水 利 与 环 境 学 院 河 南 郑 州 【 摘
4 5 0 0 0 1 )
பைடு நூலகம்
要】 膜分 离技术是近年发展起 来的新 型水处理技术 , 具有 能耗低 、 效率 高、 操作 简 便及 再生容 易、 无二 次污染等优点。 超 滤技术为膜分
离技 术的 一 个分 支 . 其 出水 水 质 符 合 了不 断提 高 的饮 用 水 水 质和 工 业给 水 预 处 理 的 要 求 , 目前 已成 为世 界 水处 理 领 域 研 究热 点 之 一 。
【 关键词 】 超滤技术; 超滤膜; 饮用水处理
2 . 1 天津 杨柳 青 水 厂 天津杨柳青水厂于 2 0 0 8 年建成投 . 供水规模 为 5 0 0 0 m T d 。 原水为 当前环境污染 问题 日益严重 . 饮用水的深度处理技术 面临着各种 存在季节性藻类高发 和低温低浊现象。 巨大 的挑 战。超滤技术是 目前世界水处理领域研究 的热点 之一 . 是饮 滦河水 . 该水厂采用混凝一 超滤短流程处理技术 .工艺特点是在处理过程 用水深度处理技术 当中的一个重要的组成部分 . 超滤具有去 除常规过 并在高温高藻期的膜系统中导人 E F M。超滤 滤无法去除 的纳米级微粒 的能力 . 符合了饮用水水质不断提高 的要求 中加入了氯氧化预处理 . 反冲洗水经过超滤反冲洗水 回收装置处理消毒后可直接进入清水池 , 和工业给水预处理 的要求 每年可减少废水排放量 2 2万 m, 1 . 超 滤 技 术 简 介 该 系 统 共 采 用 4个 膜 组 .总 出水 浊 度 主 要 集 中 在 0 . 0 7 — 0 . 0 8 N T U. 1 . 1 超 滤 技 术 原 理 概 述 并始终小于 0 . 1 N T U,粒径大 于 2 m的颗粒数稳定在 1 O个/ mL以下 。 1 . 1 . 1超 滤 膜 的 材 料 及类 型 有机 物含 量和传统工艺 出厂水相近 .但总体 趋势要优于常规工艺 出 超滤膜按照制作材料可分为有机超滤膜和无机超滤膜。 有机超滤 该 系统 为 0 . 2 8 9元/ m3 . 而规模 为 l 1 0 0 0 mT d的传统 膜有 聚丙烯 ( P P ) 、醋酸纤维素 、聚酰胺 和聚砜 ,也可用聚偏 氟 乙烯 水 运行成本方面 . . 2 9 5元 , m 卅 ( P V D F ) 、 聚醚砜 ( P E S ) 、 聚四氟 乙烯( F E ) 等。 目前应用最 多的聚砜 处 理 工 艺 为 0 2 . 2无锡 中桥水厂 是2 0世纪 6 0年代后期 出现 的一种新 型工程塑料 ,由双酚 A和 4 , 4 一 无 锡 中桥水 厂隶 属 于无锡 市 自来 水总公 司 .建设 规模 为 6 0 x 二氯 二苯砜缩合制得 . 具有优 良的化学稳定性 、 热稳定 性和机械性能 : 0 4 mT d . 分两期建设 , 一 期工 程于 1 9 9 2年 6月建成投产 , 二期工 程于 聚偏 氟乙烯 和聚醚砜则分别 以 良好 的溶剂相 溶性和狭窄 的孔 径分布 1 9 9 6年 6月建成投产 主要供应市中心及城南 地区用水 , 原处理工艺 谱 图而出众 . 而得 到广泛 的应用_ l _ 。 同样 , 无机膜 材料也种类繁 多. 如陶 1 沉 淀艄 毒处理工艺 瓷、 金属 、 玻璃、 硅酸盐 、 沸 石及碳纤维等 。由于陶瓷膜具有耐高温 、 耐 为常规 的混凝/ 2 0 0 8 年 1 1 月. 中桥水厂初步确立 了以粉末活性炭/ 超滤膜处理工 腐蚀 的特 点 . 因此陶瓷膜为无机超滤膜 中最 常用 的材料 . 碳膜次之 . 而 艺 为主的深度处理改造方案 在运行 过程中 . 共设 置 1 O套超 滤装 置 . 玻璃 膜尚不具有工 业意义目 虽 然无机超滤膜 具有使用寿命 长 、 耐高 系统 中每个系列单元 能够单独运行 , 也可同时运行 , 一 温、 耐酸碱 、 抗氧化 、 抗溶剂等优点 , 但其没弹性 、 较脆 、 不易加工成型 、 其 中一套备用 . 每个膜堆 包括 1 1 4 个组 件 . 共可安 装 2 2 8 不 如有机超 滤膜方便 的缺点 , 严重制约着无 机超 滤膜的发展。超滤膜 个 膜装置 由两个 膜堆组成 . 个组件 . 并预 留 1 2个膜组件位置备用 的类 型主要 有平板 超滤膜 、 管式超滤膜 、 毛细式 超滤膜 、 中空纤维超滤 系统运行后 .浊度 的平均值 由改造前的 O . 3 1 N T U降至 0 . 0 4 N T U , 膜 和 多孔 超 滤膜 T O C的平均值 由改造 前的 2 . 1 7 m g / L降至 1 . 9 8 mg / L .藻类个数 的平均 1 . 1 . 2超滤技术 的工作原理 7 个/ L 降至 0 个, 。 超滤是一种 压力驱动 的膜分离过程 . 在压力作用 下 . 水从 高压侧 值 由改造前 的 4
新型膜过滤技术的研究及其应用
新型膜过滤技术的研究及其应用当今世界,水资源的短缺及污染已经成为了一个不可忽视的问题。
如何处理海水、地下水、污水等多种水源,提高水的质量,已经成为全球关注的焦点。
因此,研究和发展新型膜过滤技术,应用于饮用水净化、海水淡化、废水处理等领域,成为了当前水资源领域的热点。
一、新型膜过滤技术的定义新型膜过滤技术主要指的是利用高性能复合材料、纳米材料等制成的一种特殊材料,建立在纯物理分离的基础上,通过对水进行上下引流,去除其中的不纯物质,进而得到更加清洁的水。
目前比较常见的新型膜过滤技术主要包括:纳滤技术、超滤技术和气浮沉淀膜(MBR)技术。
其中,纳滤技术的孔径大致在10-100纳米之间,能够有效去除水中的悬浮颗粒、细菌病毒等物质;超滤技术的孔径大致在0.1-10微米之间,可以去除水中的高分子有机物、胶体等物质。
MBR技术则是将膜分离和生物发酵的技术进行融合,能够同时去除水中的微生物和有机物质。
二、新型膜过滤技术的研究进展在新型膜过滤技术的研究中,最主要的问题和挑战在于如何制备出高性能的膜材料。
目前,国内外已经有很多机构进行了相关的研究。
在纳滤技术方面,学者们主要从提高纳滤材料的抗污染性、加强材料的机械性能、提高膜的通量等方面进行了探索。
比如有学者采用生物方法对纳滤膜进行表面修饰,增加其抗污染能力,从而提高其使用效果。
还有学者采用纳米硅粉制备出纳滤膜,从而提高膜的机械强度和稳定性。
超滤技术方面,则主要从发展高性能膜材料、优化膜材料厚度、增强膜材料的耐腐蚀性等方面进行了探索。
比如有学者研究发现,将纳米黄金嵌入超滤膜中,可以大大提高该膜的抗污染能力和通量。
另外,目前也有学者正在研究开发一种超薄膜,以期提高超滤膜的通量和抗污染性。
MBR技术方面,学者们主要探索了优化生物处理工艺、制备高效膜材料、开发新型膜组件等方向。
比如有学者研究发现,采用生物球和纤维团复合材料制作出的膜组件,效果相对优越。
而另外一些学者则主要研究了如何调整MBR碳氮磷比以及提高膜材料的抗堵塞性等问题。
纳滤技术简介及水处理中的应用
纳滤技术简介及水处理中的应用一、纳滤技术简介纳滤(NF)是20世纪80年代后期发展起来的一种介于反渗透和超滤之间的新型膜分离技术。
纳滤膜的截留相对分子质量为200-1000,膜孔径约为lnm, 适宜分离大小约为lnm的溶解组分,故称为”纳滤“。
纳滤的操作压力通常为0.5-1.0MPa, 一般比反渗透低0.5〜3 MPa,并且由于其对料液中无机盐的分离性能,因此纳滤乂被称为“疏松反渗透“或“低压反渗透”。
纳滤技术是为了适应工业软化水及降低成本的需要而发展起来的一种新型的压力驱动膜过滤。
纳滤膜分离在常温下进行,无相变,无化学反应,不破坏生物活性,能有效地截留二价及高价离子和相对分于质量高于200的有机小分子,而使大部分一价无机盐透过,可分离同类氨基酸和蛋白质,实现高分子量和低分子量有机物的分离,且成本比传统工艺低,因而被广泛应用于超纯水的制备、食品、化工、医药、生化、环保、冶金等领域的各种浓缩和分离过程。
纳滤膜的一个显著特征是膜表面或膜中存在带电基团,因此纳滤膜分离具有两个特性,即筛分效应和电荷效应。
分子量大于膜的截留分子量的物质,将被膜截留,反之则透过,这就是膜的筛分效应。
膜的电荷效应乂称为Donnan效应,是指离子与膜所带电荷的静电相互作用。
对不带电荷的分子的过滤主要是靠筛分效应。
利用筛分效应可以将不同分子量的物质分离;而对带有电荷的物质的过滤主要是靠荷电效应。
纳滤与超滤、反渗透一样,均是以压力差为驱动力的膜过程,但其传质机理有所不同。
一般认为,超滤膜111于孔径较大,传质过程主要为筛分效应;反渗透膜属于无孔膜,其传质过程为溶解一扩散过程(静电效应);纳滤膜存在纳米级微孔,且大部分荷负电,对无机盐的分离行为不仅受化学势控制,同时也受电势梯度的影响。
对于纯电解质溶液,同性离子会被带电的膜活性层所排斥,而如果同性离子为多价,则截留率会更高。
同时为了保持电荷平衡,反离子也会被截留,导致电迁移流动与对流方向相反。
细菌过滤膜
细菌过滤膜细菌过滤膜:从概念到应用及其在水处理中的意义摘要:细菌过滤膜是一种广泛应用于水处理领域的高效过滤材料。
其主要功能是通过物理隔离和生物拦截的方式去除水中的细菌,从而提高水质,达到安全饮用水的标准。
本文将从细菌过滤膜的概念开始介绍,探讨其在水处理中的应用及意义,并展望其未来发展。
第一部分:细菌过滤膜的概念1.1 细菌过滤膜的定义细菌过滤膜,顾名思义,是一种具备过滤细菌功能的薄膜。
它通常由纳滤膜、超滤膜或微滤膜等组成,具有一定的孔径,能够有效隔离细菌、病毒和其他微生物。
1.2 细菌过滤膜的分类根据孔径大小和过滤方式的不同,细菌过滤膜可以分为以下几种:纳滤膜、超滤膜、微滤膜和混合过滤膜等。
第二部分:细菌过滤膜的应用2.1 饮用水处理细菌过滤膜在饮用水处理中起到重要作用。
它能够高效地去除水中的细菌、病毒和其他微生物,确保水质安全。
同时,细菌过滤膜可以有效去除水中的浑浊物质和悬浮固体,提高水质的透明度和口感。
2.2 医疗领域在医疗领域,细菌过滤膜广泛应用于手术室、ICU和其他无菌环境中。
它能够过滤空气中的微生物,防止细菌和病毒的传播,保护医护人员和患者的健康安全。
2.3 食品加工在食品加工过程中,细菌过滤膜可以用于过滤食品原料、中间产物和最终产品中的细菌。
它可以有效去除食品中的有害微生物,确保食品的卫生安全。
第三部分:细菌过滤膜在水处理中的意义3.1 提高水质细菌过滤膜能够高效去除水中的细菌和病毒,提高水质。
这对于解决水源污染、保障人们的饮水安全具有重要意义。
3.2 减少化学消毒剂的使用与传统的水处理方法相比,细菌过滤膜可以减少或避免使用化学消毒剂,降低对水质的二次污染,并减少对人体健康的潜在风险。
3.3 提高水处理效率细菌过滤膜具有高过滤速度和高过滤效率的特点,可以大幅提高水处理的效率,降低运行成本。
同时,细菌过滤膜还可以抵抗波动负荷和恶劣环境条件的影响,保证水处理系统的稳定运行。
第四部分:细菌过滤膜的发展趋势4.1 新材料的研发随着科技的进步,新型材料的研发将推动细菌过滤膜技术的进一步发展。
膜过滤技术在水处理中的应用
膜过滤技术在水处理中的应用一、引言近年来,随着环境污染的日益严重和人们对健康的高需求,水处理技术成为了一个热门话题。
作为一种高效、环保的水处理工艺,膜过滤技术在水处理领域得到了广泛应用。
本文将针对膜过滤技术在水处理中的应用进行探讨。
二、膜过滤技术概述膜过滤技术是一种物理分离方法,通过薄膜或多孔材料的作用,将悬浮物、溶解物、微生物等从水中分离出来,实现水的净化和回收。
根据膜的材质和结构特点,膜过滤技术可分为微滤、超滤、纳滤和反渗透四种类型。
这些不同类型的膜有不同的孔径大小和截留能力,能够有效去除不同大小颗粒物,从而实现对水质的净化。
三、膜过滤技术在饮用水处理中的应用1. 悬浮物去除:通过微滤膜、超滤膜等进行悬浮物去除,有效去除水中的泥沙、悬浮颗粒等杂质,提高水质的澄清度。
2. 细菌与病毒去除:通过纳滤膜、反渗透膜等进行微生物去除,能够有效去除水中的细菌、病毒、藻类等微生物污染物,保证水的安全卫生。
3. COD和BOD去除:反渗透膜可以有效去除水中的有机物,降低COD和BOD浓度,改善水质。
4. 阻垢剂的应用:在反渗透膜过滤过程中,加入适量的阻垢剂能够减少膜面结垢,提高膜的通量和使用寿命。
四、膜过滤技术在工业废水处理中的应用1. 溶剂回收:工业废水中常常含有大量的溶剂,通过反渗透膜的应用,可以将废水中的溶剂回收利用,减少资源浪费。
2. 重金属去除:工业废水中的重金属污染物对环境和人体健康有严重影响,通过纳滤膜等进行重金属去除,达到排放标准。
3. 微污染物去除:工业废水中常常含有难以降解的微污染物,如有机物、药物残留等,通过纳滤膜等进行去除,达到环保要求。
五、膜过滤技术在海水淡化中的应用1. 反渗透法:利用反渗透膜将海水中的盐离子、微生物等去除,实现海水淡化,用于供水和农业灌溉。
2. 离子交换法:利用离子交换膜将海水中的盐离子与其他离子交换,达到海水淡化的目的。
六、膜过滤技术在水处理中的优势与挑战1. 优势:膜过滤技术具有高效、环保的特点,能够实现对悬浮物、微生物等多种污染物的去除,提高水质;同时,操作简单,工艺稳定,易于集成和自动化控制。
超滤膜技术原理、特点及应用详解
超滤膜技术原理、特点及应用详解超滤膜是最早开发的高分子膜之一,是一种额定孔径范围为0.001~0.02微米的微孔过滤膜。
在膜的一侧施加适当压力,溶液中的溶剂以及一部分分子量较低的溶质从超滤膜的微小孔隙中穿透到膜的另一边,而分子量较高的溶质或一些乳化胶束团被截留,从而达到过滤分离的效果。
在水处理领域,超滤膜技术相对于其他过滤技术来说,过滤杂质的效率更高,其过滤精度可达99.99%,能有效去除水中的绝大部分有害物质;并且使用很少或不使用化学药剂,有效避免水质受到二次污染,因此处理后的水质更好。
从操作层面来说,基于超滤膜技术的过滤系统自动化程度高,运行简单可靠,只有开、关两种操作。
由于超滤膜的材料化学稳定性强,抗酸碱腐蚀,耐高温,因此可以高温杀菌消毒,适用性很广。
1、超滤膜技术原理及特点(1)技术原理超滤膜技术是一种膜透过分离技术,其滤过能力介于纳滤和微滤之间,其工作原理是:在溶液通过一种半透膜的时候,在压力的作用下,溶剂和溶质中的小分子物质可通过滤膜到达膜的另一侧,而溶质中的大分子物质和胶体则由于无法通过滤膜孔洞而被拦截下来,随着溶液不断流过,膜上被拦截的物质也越来越多,因此要想实现超滤作用就得对溶剂施加更大的压力,与此同时在膜的表面形成的物质也展现出一定的化学特性,对于一些污染物也具有截留和分解的作用,从而实现水的净化。
随着大分子物质不断高集在膜表面滤过的速度不断降低,出现“浓度极化”的现象,为使超滤能够持续有效地进行,实际工作中常使用搅排式超滤装置来消除”浓度极化”的现象。
(2)超滤膜技术的特点相对于其他水处理技术而言,超滤膜技术具有很多无可比拟的优势:第一,超滤膜化学稳定性高,可耐高温、耐酸、耐碱,因此对进水水质要求不高,通用性强;第二,超滤膜技术原理简单,容易实现自动化运转,节约劳动力,且操作简便、易于维护,运行安全稳定;第三,超滤膜技术属于物理方法,在水处理过程中并不需加任何化学药剂,因此可有效的防止水体的出现二次污染的情况;第四,超滤膜技术效率高,处理水量大,尤其是对污染较小的城市饮用水处理,展现出极高的作效率;2、超滤膜技术在环保工程水处理中的应用(1)城市饮用水净化随看社会的发展,人们对饮用水安全要求越来越高,但与此同时我国城市用水源地的污染也日益严重,直接取水的水质越来越无法满足饮用水的标准,因此必需要对城市饮用水进行净化。
超滤膜的应用及原理
超滤膜的应用及原理1. 超滤膜的概述超滤膜(Ultrafiltration membranes,简称UF膜)是一种常见的分离膜,常用于液体分离和浓缩。
它通过分子大小的筛选作用,能够从液体中分离出较大分子和颗粒,如蛋白质、胶体、细菌等。
超滤膜广泛应用于水处理、生物医药、食品与饮料等领域。
2. 超滤膜的应用领域超滤膜在各个领域中有着广泛的应用,主要包括以下几个方面:2.1 水处理领域•饮用水净化:超滤膜可以去除水中的悬浮物、细菌、病毒、有机物等,提供清洁的饮用水。
•工业废水处理:超滤膜可以有效去除工业废水中的颗粒、有机物,提高水的回用率。
•海水淡化:超滤膜可以用于海水淡化过程中的初步过滤,有效阻止海盐、海藻等进入淡水系统。
2.2 生物医药领域•药物制造过程中杂质的去除:超滤膜可以用于药物制造过程中对溶液的分离与浓缩,去除其中的杂质,提高产品的纯度。
•生物制剂的提纯:超滤膜可以用于生物制剂(如蛋白质)的分离、浓缩与纯化过程,提高生物制品的质量。
2.3 食品与饮料领域•饮料澄清:超滤膜可以用于饮料生产过程中的澄清,去除悬浮物、色素和微生物等。
•乳制品加工:超滤膜在乳制品加工过程中可以用于乳清的分离与浓缩,提高产品的品质。
3. 超滤膜的工作原理3.1 分子筛选作用超滤膜的工作原理基于分子的大小和溶质的分配系数。
超滤膜由许多孔径相对较大但相对较小的孔道组成,当液体通过膜表面时,只有小于膜孔径的溶质和溶剂分子才能通过孔道。
3.2 力学分离作用超滤膜的工作也以力学作用为基础,当液体通过膜表面时,较大分子和颗粒会被膜上的孔道截留,只有较小分子和溶剂分子能通过膜,实现溶质的分离。
4. 超滤膜的性能指标超滤膜的性能主要包括以下几个方面:4.1 孔径大小超滤膜的孔径决定了其分离的分子大小范围。
孔径越小,膜的分子筛选作用越严格,分离效果越好。
4.2 通量通量是指单位时间内通过膜的溶液体积。
通量越大,表示膜对溶液有更高的透过性,能更快速地完成分离和浓缩过程。
膜技术在饮用水处理中的应用
膜技术在饮用水处理中的应用作者:李茜宋昕琪贾金粉来源:《科技风》2019年第06期摘;要:超滤处理工艺对颗粒物、细菌等处理效果显著,其组合工艺可实现对微污染水源水及含消毒副产物水体的深度处理效果;纳滤处理工艺对低分子有机物去除、饮用水水质软化等方面有很好的效果,其在饮用水净化方面也具有一定的优势;通过膜前预处理技术和膜改性,提高膜的亲水性能,可有效缓解膜污染,强化有机物的去除。
关键词:饮用水净化;超滤技术;纳滤技术;膜污染缓解维护饮用水安全即是保障人民身体健康,促进经济和社会发展。
根据2017年中國环境状况公报数据,地级及以上城市898个在用集中式生活饮用水水源水质监测断面中,有813个监测水质达标,占总数的90.5%,其中地表水水源达标率为93.7%,地下水水源达标率为85.1%。
然而,城镇饮用水水源地及供水系统污染事故时有发生,饮用水安全仍然需要时刻保护。
[1]膜技术是一种高效、经济的水污染治理技术,在饮用水的净化、海水淡化以及污水治理等方面均有较广泛的应用。
常用饮用水净化的膜技术主要有超滤(Ultrafiltration,UF)、纳滤(Nanofiltration,NF)等。
1 超滤技术超滤处理工艺对于颗粒悬浮物、胶体、浊度和细菌等污染物可以高效去除,比常规工艺在浊度、颗粒物的去除率更高。
研究表明,处理出水浊度平均低于0.1NTU,对污染物的截留去除率可高达99.9%。
[2]超滤工艺对饮用水源中的抗生素残留也有一定的去除效果。
[3]由于超滤筛除分子量较多,其对有机物筛除效果一般,因此可以和良好有机物去除功能的工艺如前预氧化和吸附联合使用。
粉末活性炭与超滤组合工艺、混凝与超滤组合工艺等,显著增强了微污染水源水的深度处理效果。
[4]对于饮用水处理中不可避免产生的消毒副产物,臭氧-活性炭-超滤深度处理工艺可确保进一步去除消毒副产物及有机物。
[5]在实际应用过程中,超滤处理工艺因其水质适应性强、处理效果好,可根据实际运行的场地、环境的要求,按需要增加或者减少膜组件,相比于传统工艺,其占地面积大大减少。
膜分离技术在饮用水处理中的应用
膜分离技术在饮用水处理中的应用随着人们对水质要求的不断提高,越来越多的人关注饮用水的安全问题,而膜分离技术则成为水处理领域中广泛应用且备受关注的技术之一。
膜分离技术是一种通过物理方式将水分离成不同的组分的方法。
在饮用水处理中,膜分离技术可以去除水中的悬浮物、细菌、病毒等各种有害物质,使水质达到标准,保障人们饮用水的安全。
膜分离技术的种类和原理同时,膜分离技术根据其分离方式可以分为微滤、超滤、纳滤和反渗透等几种类型。
其中常用的膜包括微孔滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。
微滤膜:是以孔径0.1~10微米的过滤膜作分离膜。
采用网格式的过滤膜,用极小的孔隙过滤掉水中的悬浮物质和一些有害物质,对细菌和有机物的去除效果不是很理想。
超滤膜:孔径在5~100纳米之间的,以形态选择性为主要分离原理的滤膜,能够去除水中的大分子有机物质、细菌和重金属离子等,对病毒去除效果有限。
纳滤膜:亚微米级的孔径滤膜,主要用于水中有机物质分离和重金属离子的去除。
对细菌和病毒也有一定的去除效果。
反渗透膜:也称为超滤透析膜,具有孔径在10^-3~10^-1纳米之间的滤膜。
其分离效能好且能去除水中的几乎所有有害物质,包括细菌、大分子化合物、病毒和重金属等。
以上各种膜分离技术在生产实践中的应用都各有所长,根据不同水质和应用场景可以进行选择和组合使用。
饮用水处理中的膜分离技术通常采用混合工艺,将不同的膜分离技术组合起来使用,在保证水质的同时,减少了一次性使用的化学药品的使用量。
一些快速滤池代替了慢速过滤池,与加氯等化学处理技术相结合,更有效地去除了水中的细菌和病毒。
同时,反渗透技术也常被应用于饮用水浸出中各种物质的纯化和提纯过程中。
其中,反渗透技术可高效地清除水中的矿化物和一些挥发性物质,使得水更加纯净。
膜分离技术在饮用水处理中的优点与传统的饮用水处理方法相比,膜分离技术具有很多优点,如:1.去除效果好:膜分离技术可以去除水中细菌、有机物质等有害物质,基本保证水质安全。
水处理膜的工作原理及应用
水处理膜的工作原理及应用1. 水处理膜的工作原理•渗透过程:水处理膜利用半透膜的特性,通过渗透过程将溶液中的溶质和溶剂分离。
半透膜的特点是可以允许溶剂(水)通过,而阻止溶质(污染物、盐等)的通过。
•逆渗透:逆渗透是一种通过外加压力使水逆向渗透的过程。
逆渗透膜具有高效的过滤效果,可以有效去除水中的杂质、盐和微生物等。
•超过滤:超过滤是指在压力驱动下,大于分子间的相互作用力时,分子能够通过膜隙,而有较大颗粒的溶液中的微小颗粒则无法通过膜隙,从而实现了分离。
•微滤:微滤是一种通过微孔隙的膜进行过滤的过程,可以去除颗粒物、胶体物质和微生物等。
2. 水处理膜的应用水处理膜广泛应用于各个领域,下面列出了一些典型的应用场景:•海水淡化:逆渗透膜是海水淡化过程中一种关键技术,可以将海水中的盐类和杂质去除,从而获得淡水资源。
•污水处理:水处理膜可以用于污水处理厂将废水中的有机物、微生物和悬浮物等去除,得到清洁的水源。
•饮用水净化:水处理膜可以去除自来水中的杂质、微生物和有害物质,提供安全健康的饮用水。
•电子行业:在电子行业中,电子元件的生产中需要高纯水,水处理膜可以去除水中的离子、微生物和颗粒物,保证生产质量。
•食品加工:水处理膜可以用于食品加工过程中去除水中的微生物、胶体和悬浮物等,确保食品的卫生安全。
•制药行业:制药行业对水质的要求较高,水处理膜可以去除水中的微生物、颗粒物和溶解性有机物等,保证制药过程的纯净度。
3. 水处理膜的优势•高效性:水处理膜能够高效去除水中的污染物和杂质,具有高度的过滤效果。
•节能性:相比传统的水处理方法,水处理膜需要的能源消耗较低,可以有效节省能源。
•环保性:水处理膜不使用化学药剂,不产生二次污染,对环境友好。
•灵活性:水处理膜可以根据不同的需求进行调整,适用于不同领域和规模的水处理需求。
•可持续性:水处理膜具有较长的使用寿命,能够稳定持久地提供高质量的水处理效果。
4. 水处理膜的发展趋势随着科技的不断进步和人们对水质要求的提高,水处理膜技术也得到了持续的发展和创新。
举例说明膜分离技术在食品加工中的应用(一)
举例说明膜分离技术在食品加工中的应用(一)膜分离技术在食品加工中的应用膜分离技术是一种重要的分离和浓缩技术,在食品加工中有着广泛的应用。
以下是膜分离技术在食品加工中的几个具体应用。
脱水与浓缩膜浓缩果汁膜分离技术可以用于果汁的浓缩过程中。
通过使用半透膜,将果汁中的水分分离出来,可以实现果汁的浓缩。
这种方法相比传统的热浓缩方式,能够更好地保留果汁中的营养成分和口感,减少了热敏感物质的损失。
膜浓缩乳制品膜分离技术也可以用于乳制品的浓缩过程。
通过使用逆渗透膜,将牛奶或乳制品中的水分进行分离,可以实现乳制品的浓缩。
这种方法相比传统的真空浓缩方式,能够保留乳制品的营养成分和口感,同时减少了能源消耗和操作环境的要求。
纯化与分离膜过滤果汁膜分离技术可以用于果汁的纯化过程中。
通过使用微滤膜或超滤膜,可以将果汁中的悬浮物、微生物和其他杂质分离出来,获得高纯度的果汁。
这种方法相比传统的沉淀和过滤方式,能够更好地保留果汁中的营养成分和口感。
膜过滤酒类膜分离技术也可以用于酒类的纯化过程中。
通过使用微滤膜或纳滤膜,可以将酒类中的悬浮物、微生物和其他杂质分离出来,获得高品质的酒。
这种方法相比传统的过滤方式,能够更有效地去除杂质,提高酒的透明度和口感。
萃取与分馏膜萃取调味品膜分离技术可以用于调味品的萃取过程中。
通过使用反渗透膜,可以将调味品中的有机物、无机盐和水分分离出来,实现调味品的萃取。
这种方法相比传统的萃取方式,操作简单且效率高,能够更好地提取调味品中的活性成分。
膜分馏酒精膜分离技术也可以用于酒精的分馏过程中。
通过使用气体分离膜,可以将酒精与其他挥发性物质进行分离,实现酒精的纯化。
这种方法相比传统的蒸馏方式,能够节省能源和降低成本。
以上是膜分离技术在食品加工中的一些应用。
通过膜分离技术,可以实现食品的浓缩、纯化和分馏,提高产品的质量和降低生产成本。
去除有害物质膜过滤饮用水膜分离技术可以用于饮用水的处理过程中。
通过使用微滤膜、超滤膜或反渗透膜,可以将水中的悬浮物、微生物、重金属和有机物质等有害物质去除,获得高纯度的饮用水。
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过滤膜的性能和对饮用水的应用(一)
摘要:介绍了膜的定义,机理,制造材料,模式,应用及用途等性能,探讨了饮用水应用模式的品种、优缺点,并提出当前饮用水处理如采用过滤膜以与其他处理方法组合为最合宜。
关键词:引用水过滤膜微滤超滤反渗透
膜过滤的应用应为当前给水界的一件大事。
该技术在20世纪50年代即在海水淡化,高纯水等方面应用,以后发展到世界上来。
在给水方面膜过滤技术脱离以往的化学处理的界限,转为物理固液处理领域。
应该说由19世纪应用快滤方法,作为现代化标志以来,100年后又一次重大的技术突破。
现将过滤膜性能及应用于饮水水厂的作用予以介绍。
1过滤膜性能
1.1过滤膜技术定义
膜的过滤是固液分离技术,它是以膜孔把水滤过,将水中杂质截留,而没有化学变化,处理简易的技术,但因膜孔非常细小,相应的存在某些技术问题。
在给水也有用生物膜处理原水的方法,但它与过滤膜分离技术不同。
用作膜分离的叫做membrance,用作生物膜处理的膜叫做film.
1.2过滤膜的种类和机理
过滤膜以截留原水颗粒的大小分类,膜孔从粗到细分为微滤膜(MF),超滤膜(UF),纳诺滤膜(NF)和反渗透膜(RO)。
MF膜孔径0.05um以上,或为1000以上分子量,以去除胶体、高分子有机物为对象。
NF膜孔径为100~1000分子量。
它去除的物质在UF与RO之间,以去除三卤甲烷、异味、色度、农药、可溶性有机物、Ca、Mg等。
RO分离粒径为数十分子量,以去除食盐类和无机盐为对象。
RO渗透水的压力比其渗透压力要多1~2倍。
除以上四种以外,还有离子交换膜和气体渗透膜。
MF、UF、NF和RO以压力驱动使固液分离。
离子交换膜则以电力驱动使盐类分子分离,促成海水淡化等。
气体渗透膜是最近研究出来通过气体的新型膜,能使乙醇浓缩和海水淡化。
1.3制膜材料
大体有纤维类、合成树脂类和陶瓷类三种。
有的膜材质有弱于盐类和臭氧等氧化剂的材料和受微一物分解的材料。
另外,用作海水淡化的RO有除去产生THM的溴的膜和不能去除溴的膜,要根据用途而定。
1.4膜的型式
水体透过膜流速不大,因此为通过需要的水量,膜装置的单体面积要大,要在一个小的空间内装入很多根的膜细管。
另外,厚度100um以下的薄膜因承受高压,还必须有耐压能力,为此应设法制造各种耐强压的膜。
一般膜的型式有板框式、螺旋式、桥式、管式及中空纤维式五种。
板框式的膜应使用多孔质的材料,螺旋式和桥式的膜与板框式的相同。
螺旋式的为卷状,桥式的为在折叠成小的体积中塞入大面积的膜。
管式膜也需有多孔质的材料,原水从管的内侧通过,渗透水流出管外的为内压式膜,这种客用得很普遍,也有外压管式的。
中空系统外径为几百um,系统内包有多数纤维细管,因为纤维管细小,没有必要特别用强度高的纤维管,膜本身就足以抵抗给予的压力,中空纤维系统有原水从中空系统内侧通过的内压式,及从外部加压的外压式两种。
1.5膜的使用
使用过滤膜装置不需凝絮化学处理,也不需蒸发分离作用,只需要压力使水中固液分离,这是过滤膜处理的一大特点。
过滤方式有两种:
(1)流动液体全部垂直地透过膜孔,将液体内杂质截留的全量过滤方式;
(2)流动液体的流动方向与膜面平等,形成液体与膜面成直角的透过膜孔,将液体内杂质截留的横流过滤方式。
全量过滤方式适用于微滤和一部分超滤。
横流过滤,由于液体在膜表面上流动,产生剪断力,减少在膜表面上因为杂质浓缩堆积的黏垢,适用于易于积垢的超滤、
纳诺过滤和反渗透过滤。
1.6过滤膜冲洗
流体通过膜期间,其含有杂质堵塞膜孔,使流体通过膜孔困难。
为了恢复滤水效率,可采用以下方法:
(1)反冲洗
与过滤相反方向通过清水,使抑留于膜孔杂质冲走。
也有通过空气冲洗法替代。
(2)海绵球冲洗
只单独用于内压式管形膜,它是将海绵球通过管膜内部,使海绵球与管膜内壁摩擦,把抑留物冲走的方法。
(3)空气泡冲洗
它是用空气泡搅拌力将附着膜壁的抑留物去除的方法。
用空气泡搅动软质合成树脂中空系统的膜内壁,收到冲洗效果。
(4)药剂冲洗
膜经过长期使用,杂质进入膜孔之中,用一般冲洗方法不能解决,使用化学药剂清洗。
化学药剂有苛性苏打、盐酸、次亚氯酸钠、柠檬酸及过氧化氢等。
1.7过滤膜的用途
过滤膜除用作水处理以外,还可用于超纯水制造和海水淡化,一般采用反渗透膜(纳诺滤膜)。
另外用于粪尿处理、城市中水道处理、各种废水处理等,一般采用超滤膜和微滤膜。
在工业上可用于乳制品制造、半导体制造、食品制造、纸张制造及药品制造等,也一般采用超滤膜和微滤膜。