微滤与超滤
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
因此，超滤处理通常是作为RO的预处理。
6.山东某电厂选择超滤作为预处理 十里泉电厂 125MW水处理系统反渗透改造后流
程图：
水源地深井泵来水—无阀滤池—清水箱—清水 泵—20μm过滤器—超滤—净水箱—5μm过滤器—反 渗透—脱碳器—淡水箱—淡水泵—阳离子交换器—阴 离子交换器—混合离子交换器—除盐水箱。
（压降控制在3.92－4.9MPa）
➢ 填料法 ➢ 搅拌法 ➢ 扩大扩散系数法
➢ 设置湍流促进器 ➢ 脉冲法
▪影响超滤渗透通量的因素及控制方法
❖ 影响因素：
➢ 操作压差 ➢ 料液浓度 ➢ 料液流速 ➢ 温度 ➢ 截留液浓度 ➢ 操作时间
❖ 控制方法
➢ 选择合适的膜材料 ➢ 料液的预处理 ➢ 膜的清洗
UF的分离原理
2.超滤膜材料与组成 超滤膜早期用的是醋酸纤维素膜材料，以后还用聚
砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、氯 乙烯醇等以及无机膜材料。超滤的操作模型可分为重 过滤和错流过滤；组件类型有中空、卷式、平板、管 式等几种。其中中空纤维膜是超滤技术中最为成熟与 先进的一种形式。中空纤维外径φ0．5—2．0mm， 内径φ0．3—1．4mm，中空纤维管壁上布满微孔， 原水在中空纤维外侧或内腔内加压流动，分别构成外 压式和内压式。超滤是动态过滤过程，被截留物质可 随浓缩水排除，配合定期反洗及化学清洗，可长期连 续运行。
污水收集池→污水提升泵→自清洗过滤器→分配水 池→超滤设备→空气分离器→超滤出水泵→清水箱→ 清水泵→加热器→保安过滤器→高压给水泵→反渗透 →淡水箱→淡水泵→一期除盐→除盐水箱→除盐水泵 →机组补水箱
膜组的结构
10-3 超滤
• 超滤原理
▪超滤过程的传质模型
❖筛子模型
➢溶剂的渗透通量：
Jw
p Rg Rm
一、超滤（UF）
1.简介 超滤是一种以机械筛分原理为基础，以膜两侧压
差(100～1000kPa)为驱动力的膜分离技术。它可分离 液相中直径在0.05 ～0.2μm的分子和分子量为1～10 万的大分子。超滤膜的筛分孔径小，它可截留病毒病 菌、胶体、大有机分子、油脂、蛋白质、悬浮物等。 通过超滤膜后的出水，水质稳定，受原水水质、运行 操作条件的影响很小；整个分离过程是在动态下进行， 无滤饼形成。它的使用压力大大低于反渗透，它和反 渗透不同处是压差越大其截留率越低，它不能分离小 分子物质和无机离子。
超滤（UF）系统
海德能超滤系统
5.超滤在除盐系统中的作用 进水水质中一个关键的指标是水中颗粒状物和胶体
含量，通常用SDI表示。SDI是水通过0．45μm滤膜后， 反映水中微粒对滤膜污堵情况的指标。
传统的混凝、澄清、过滤、活性炭处理系统，其出 水的SDI值难于达到反渗透膜对S0I值的要求。火力发 电厂化学技术规程规定：对于复合膜要求SDI＜5，近 年来趋于SDI＜3。试验表明超滤装置的出水可达到 SDI＜l。因此，反渗透装置前设超滤装置，可使反渗 透装置的运行安全、可靠，反渗透膜可少受胶体物质 的污染，可提高反渗透膜的透水率，延长反渗透膜的 寿命。
改性的PVDF材质，耐污染、抗氧化性较好，可
用于黄河水的预处理，出水水质好于传统的多介质过 滤器+活性炭过滤器 。
盘式过滤器
7.大同发电有限公司超滤处理污水作为补给水 超滤水系统是水处理的一部分，大同市政二级出水
经由超滤系统处理，册田水库地表水作为备用水源。
出水一部分用作电厂辅机冷却水的补水，一部分进入 反渗透处理，作为锅炉补给水，设计输出流量为700 m3/h ，运行时平均回收率≥90%。
平板式膜组件
管式膜组件
螺卷式膜组件
中空纤维膜组件
聚偏乙烯膜组件
二、微滤（MF）
1.简介 第一次世界大战期间，因军事的需要，开始出现微
滤技术，当时主要是德国SARTORIUS公司生产占领 市场，到第二次世界大战后期，美国从德国获得技术 并将其发展。
微滤（MF）又称微孔过滤，它属于精密过滤，其 基本原理是筛孔分离过程。在压差的推动下，原料液 中的溶剂和小的溶质粒子从高压的料液侧透过膜到低 压侧，所得到的液体一般称为滤出液或透过液，而大 的粒子组分被膜截留，达到溶液的净化目的。除此以 外，还有膜表面层的吸附截留和架桥截留，以及膜内 部的网络中的截留。微孔滤膜因孔径固定，可保证过 滤的精度和可靠性。
➢溶质的渗透通量：J s
Jw
1
cb cp
❖细孔模型
水的渗透通量：
J
w
rp2 8
P
1
SF
1
16rs2 9rp2
S
F
2 1
rs rp
2
1
rs rp
4
▪超滤的浓差极化现象
❖减轻差极化的方法 ❖超滤的浓差极化现象
➢ 回收率的控制
（单个组件<15%,整机<50％）
➢ 流动型态和流程的控制
4.超滤膜分离的技术特点: a.在常温和低压下进行分离，因而能耗低，从而使设 备的运行费用低。 b.设备体积小、结构简单，故投资费用低。 c.超滤分离过程只是简单的加压输送液体，工艺流程 简单，易于操作管理。 d.超滤膜是由高分子材料制成的均匀连续体，纯物理 方法过滤，物质在分离过程中不发生质的变化，并且 在使用过程中不会有任何杂质脱落，保证超滤液的纯 净。
2.微滤膜材料与组成 微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合
物有醋酸纤维素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺 等。无机膜材料有陶瓷和金属等。膜的孔径大约 0.1～10μm,其操作压力在0.01-0.2MPa左右。微滤过 程操作分死端过滤和错流过滤两种方式。在死端过滤 时，溶剂和小于膜孔的溶质粒子在压力的推动下透过 膜，大于膜孔的溶质粒子被截留，通常堆积在膜面上。 随着时间的增加，膜面上堆积的颗粒越来越多，膜的 渗透性将下降，这时必须停下来清洗膜表面或更换膜。 错流过滤是在压力推动下料液平行于膜面流动，把膜 面上的滞留物带走，从而使膜污染保持一个较低的水 平。
3.发展 目前UF正向组建大型化、高效化发展，6英寸以上
的高通量大组件、集束化、设备化的超滤器已出现。 大孔径、粗中空丝的超微滤膜已出现，这种膜正越来 越多地应用到反渗透的预处理中，构成所谓的集成膜 处理系统(IMS)，用UF代替传统的砂滤、活性炭、微 滤是今后水处理工艺的一个新的发展趋势。特别是随 着卷式超滤膜的发展，为电力行业电站锅炉补给水处 理带来了新的发展空间。
▪超滤的流程和装置
❖超滤的流程
➢ 间歇错流
截留液全循环
截留液部分循环
❖超滤的流程
➢ 连续错流
单段连续操作Biblioteka 多段连续操作▪超滤和反渗透的主要设备
❖主要设备
反渗透和超滤操作的基本设备包括预处理过 滤器、高压泵、膜组件。其中膜组件是反渗透 和超滤操作的主体设备。
❖膜组件
➢板式 ➢管式 ➢螺旋卷式 ➢中空纤维式
6.山东某电厂选择超滤作为预处理 十里泉电厂 125MW水处理系统反渗透改造后流
程图：
水源地深井泵来水—无阀滤池—清水箱—清水 泵—20μm过滤器—超滤—净水箱—5μm过滤器—反 渗透—脱碳器—淡水箱—淡水泵—阳离子交换器—阴 离子交换器—混合离子交换器—除盐水箱。
（压降控制在3.92－4.9MPa）
➢ 填料法 ➢ 搅拌法 ➢ 扩大扩散系数法
➢ 设置湍流促进器 ➢ 脉冲法
▪影响超滤渗透通量的因素及控制方法
❖ 影响因素：
➢ 操作压差 ➢ 料液浓度 ➢ 料液流速 ➢ 温度 ➢ 截留液浓度 ➢ 操作时间
❖ 控制方法
➢ 选择合适的膜材料 ➢ 料液的预处理 ➢ 膜的清洗
UF的分离原理
2.超滤膜材料与组成 超滤膜早期用的是醋酸纤维素膜材料，以后还用聚
砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、氯 乙烯醇等以及无机膜材料。超滤的操作模型可分为重 过滤和错流过滤；组件类型有中空、卷式、平板、管 式等几种。其中中空纤维膜是超滤技术中最为成熟与 先进的一种形式。中空纤维外径φ0．5—2．0mm， 内径φ0．3—1．4mm，中空纤维管壁上布满微孔， 原水在中空纤维外侧或内腔内加压流动，分别构成外 压式和内压式。超滤是动态过滤过程，被截留物质可 随浓缩水排除，配合定期反洗及化学清洗，可长期连 续运行。
污水收集池→污水提升泵→自清洗过滤器→分配水 池→超滤设备→空气分离器→超滤出水泵→清水箱→ 清水泵→加热器→保安过滤器→高压给水泵→反渗透 →淡水箱→淡水泵→一期除盐→除盐水箱→除盐水泵 →机组补水箱
膜组的结构
10-3 超滤
• 超滤原理
▪超滤过程的传质模型
❖筛子模型
➢溶剂的渗透通量：
Jw
p Rg Rm
一、超滤（UF）
1.简介 超滤是一种以机械筛分原理为基础，以膜两侧压
差(100～1000kPa)为驱动力的膜分离技术。它可分离 液相中直径在0.05 ～0.2μm的分子和分子量为1～10 万的大分子。超滤膜的筛分孔径小，它可截留病毒病 菌、胶体、大有机分子、油脂、蛋白质、悬浮物等。 通过超滤膜后的出水，水质稳定，受原水水质、运行 操作条件的影响很小；整个分离过程是在动态下进行， 无滤饼形成。它的使用压力大大低于反渗透，它和反 渗透不同处是压差越大其截留率越低，它不能分离小 分子物质和无机离子。
超滤（UF）系统
海德能超滤系统
5.超滤在除盐系统中的作用 进水水质中一个关键的指标是水中颗粒状物和胶体
含量，通常用SDI表示。SDI是水通过0．45μm滤膜后， 反映水中微粒对滤膜污堵情况的指标。
传统的混凝、澄清、过滤、活性炭处理系统，其出 水的SDI值难于达到反渗透膜对S0I值的要求。火力发 电厂化学技术规程规定：对于复合膜要求SDI＜5，近 年来趋于SDI＜3。试验表明超滤装置的出水可达到 SDI＜l。因此，反渗透装置前设超滤装置，可使反渗 透装置的运行安全、可靠，反渗透膜可少受胶体物质 的污染，可提高反渗透膜的透水率，延长反渗透膜的 寿命。
改性的PVDF材质，耐污染、抗氧化性较好，可
用于黄河水的预处理，出水水质好于传统的多介质过 滤器+活性炭过滤器 。
盘式过滤器
7.大同发电有限公司超滤处理污水作为补给水 超滤水系统是水处理的一部分，大同市政二级出水
经由超滤系统处理，册田水库地表水作为备用水源。
出水一部分用作电厂辅机冷却水的补水，一部分进入 反渗透处理，作为锅炉补给水，设计输出流量为700 m3/h ，运行时平均回收率≥90%。
平板式膜组件
管式膜组件
螺卷式膜组件
中空纤维膜组件
聚偏乙烯膜组件
二、微滤（MF）
1.简介 第一次世界大战期间，因军事的需要，开始出现微
滤技术，当时主要是德国SARTORIUS公司生产占领 市场，到第二次世界大战后期，美国从德国获得技术 并将其发展。
微滤（MF）又称微孔过滤，它属于精密过滤，其 基本原理是筛孔分离过程。在压差的推动下，原料液 中的溶剂和小的溶质粒子从高压的料液侧透过膜到低 压侧，所得到的液体一般称为滤出液或透过液，而大 的粒子组分被膜截留，达到溶液的净化目的。除此以 外，还有膜表面层的吸附截留和架桥截留，以及膜内 部的网络中的截留。微孔滤膜因孔径固定，可保证过 滤的精度和可靠性。
➢溶质的渗透通量：J s
Jw
1
cb cp
❖细孔模型
水的渗透通量：
J
w
rp2 8
P
1
SF
1
16rs2 9rp2
S
F
2 1
rs rp
2
1
rs rp
4
▪超滤的浓差极化现象
❖减轻差极化的方法 ❖超滤的浓差极化现象
➢ 回收率的控制
（单个组件<15%,整机<50％）
➢ 流动型态和流程的控制
4.超滤膜分离的技术特点: a.在常温和低压下进行分离，因而能耗低，从而使设 备的运行费用低。 b.设备体积小、结构简单，故投资费用低。 c.超滤分离过程只是简单的加压输送液体，工艺流程 简单，易于操作管理。 d.超滤膜是由高分子材料制成的均匀连续体，纯物理 方法过滤，物质在分离过程中不发生质的变化，并且 在使用过程中不会有任何杂质脱落，保证超滤液的纯 净。
2.微滤膜材料与组成 微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合
物有醋酸纤维素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺 等。无机膜材料有陶瓷和金属等。膜的孔径大约 0.1～10μm,其操作压力在0.01-0.2MPa左右。微滤过 程操作分死端过滤和错流过滤两种方式。在死端过滤 时，溶剂和小于膜孔的溶质粒子在压力的推动下透过 膜，大于膜孔的溶质粒子被截留，通常堆积在膜面上。 随着时间的增加，膜面上堆积的颗粒越来越多，膜的 渗透性将下降，这时必须停下来清洗膜表面或更换膜。 错流过滤是在压力推动下料液平行于膜面流动，把膜 面上的滞留物带走，从而使膜污染保持一个较低的水 平。
3.发展 目前UF正向组建大型化、高效化发展，6英寸以上
的高通量大组件、集束化、设备化的超滤器已出现。 大孔径、粗中空丝的超微滤膜已出现，这种膜正越来 越多地应用到反渗透的预处理中，构成所谓的集成膜 处理系统(IMS)，用UF代替传统的砂滤、活性炭、微 滤是今后水处理工艺的一个新的发展趋势。特别是随 着卷式超滤膜的发展，为电力行业电站锅炉补给水处 理带来了新的发展空间。
▪超滤的流程和装置
❖超滤的流程
➢ 间歇错流
截留液全循环
截留液部分循环
❖超滤的流程
➢ 连续错流
单段连续操作Biblioteka 多段连续操作▪超滤和反渗透的主要设备
❖主要设备
反渗透和超滤操作的基本设备包括预处理过 滤器、高压泵、膜组件。其中膜组件是反渗透 和超滤操作的主体设备。
❖膜组件
➢板式 ➢管式 ➢螺旋卷式 ➢中空纤维式