超滤膜技术在自来水厂中应用的研究进展

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随着水环境污染加剧，以及《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的实施，发现了许多常规饮用水处理工艺不能很好解决的新水质问题。如，受污染水源水经常规的混凝、沉淀及过滤工艺只能去除水中20%-30%的有机物；普遍存在的氨氮问题常规处理也不能有效解决，一般使用的折点加氯法[1]来控制出厂水中的氨氮浓度会产生的有机卤化物导致水质毒理学安全性下降。总之，常规的饮用水处理工艺 (第一代饮用水技术)加臭氧——活性炭深度处理(第二代饮用水技术)已不能适应现有的水源和水质标准，因此，必须开发新的水处理技术。

与传统水处理工艺相比，超滤工艺[2-7]可以有效地将原水中的大分子、胶体、蛋白质、微粒等去除，且当不使用化学或紫外消毒时超滤对病毒仍有很好的去除效果，从而降低后续消毒加氯量，减少消毒副产物的生成量。也就是说，超滤技术不仅是保障饮用水微生物安全性的最有效技术，其还在很大程度上提高了饮用水化学安全性[8]。同时其具有使用的压力低、产水量大，更便于操作的优点，故超滤技术被称之为第三代饮用水技术倍受水处理研究者的关注[9]。

本文重点介绍了超滤膜技术的发展历史和现状，分析了膜污染的机理以及改善超滤膜耐污染的方法，以期为自来水厂的净化工艺改造提供参考或指导。

2 超滤膜技术超滤膜技术是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术[9]，其作用相当于以除浊为目的的传统处理工艺，随着膜价格的下降，它可望取代混凝、沉淀、砂滤和消毒的常规的自来水生产工艺[7]。其截留机理主要是通过筛分作用来截留水中的颗粒物

超滤膜技术在自来水厂中应用的研究进展

汪 琳 胡克武 冯兆敏

（珠海市水务集团有限公司，广东珠海 519020）

摘要：该文综述了超滤膜技术及其制膜材料的研究现状，分析了超滤技术用于自来水厂的最大障碍—膜污染的机理。并简述了近年来自来水厂通过原水预处理、不同的膜清洗方法和优化操作条件等改善超滤膜污染方面的新进展，介绍了近年来国内外超滤膜技术在自来水厂中的应用现状，展望了超滤膜技术应用于自来水厂的前景。

关键词：超滤；超滤膜技术；膜污染；自来水厂质，即在膜两侧一定的压力差为推动力的作用下，当水流过膜表面时，只允许各种低分子溶质(如水、无机盐、矿物质)透过膜，成为渗透液被收集，而大于膜孔的各种高分子物质(如各种悬浮物、胶体、细菌、病毒 、蛋白质等)被截留成为浓缩液外排[10]。一般来说，超滤所分离的组分直径为0.005—10μm，相对分子质量大于500的分子和胶体，通常这种液体的渗透压很小，可以忽略。因而超滤技术所采用的操作压力较小，一般为0.1-0.5MPa，超滤膜常用非对称膜，膜的水透过率为0.5-5.0m 3/(m 2·d)。

超滤膜根据膜制作材料可分为有机超滤膜和无机超滤膜。有机超滤膜有聚丙烯(PP)、醋酸纤维素、聚酰胺和聚砜，也可用聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)等。目前应用最多的聚砜是20世纪60年代后期出现的一种新型工程塑料，由双酚A和4，4′-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；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谱图而出众，而得到广泛应用[11]。同样，无机膜材料也种类繁多，如陶瓷、金属、玻璃、硅酸盐、沸石及碳纤维等。由于陶瓷膜具有耐高温、耐腐蚀的特点，因此陶瓷膜为无机超滤膜中最常用材料，碳膜次之，而玻璃膜尚不具备工业意义[12]。 虽然无机超滤膜具有使用寿命长、耐高温、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、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。因此，今后一段时期内，有机超滤膜制膜材料可能仍将是超滤膜研究主要方向之一，无机超滤膜将是超滤膜研究中快速发展的方向之一。同时，为了弥补单一材

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料自身不足，把两种或多种材料混合制成膜以改善某一种材料某一方面不足或共同体现两种、多种材料各自的甚至是单独不具备优点，这种大大增加膜性能的材料是今后超滤膜的发展趋势。

3 超滤膜的污染机理 Collins [13]发现三卤甲烷形成潜力(THMFP)主要是由分子质量小于10000u的分子引起的。目前公认这部分低分子质量溶解性有机物不仅是三卤甲烷的前驱物，而且还常常是膜污染的主要因素。Chen Y [14]等根据天然有机物的组分和分子质量推定混凝预处理阻止膜污染的作用和机理，认为分子质量相对高的疏水性化合物是导致超滤通量快速下降的原因。Koltuniewicz等[15]以错流及死端过滤方式处理正十二烷/水乳液，分析并比较了不同的陶瓷膜和聚合物膜的性能，发现膜污染的顺序是由内至外。Bhattacharyya等[16]应用非纤维素类的管式膜超滤润滑油—非离子洗涤剂—水溶液时，通过观察膜的内污染和外污染现象，了解到膜污染和清洗条件与油/水体系的类型有关。Lipp等[17]通过研究用不同的超滤膜材料处理含油乳液，以及Lee等[18]用聚合物膜超滤溶解油—表面活性剂—水乳液，研究了浓差极化和膜污染的关系，均证明了膜污染的主要原因是由油滴在膜表面聚集并产生的凝胶极化导致的。

4自来水厂改善超滤膜耐污染的方法今后膜制造业减缓膜污染的关键是研发高性能、高强度、耐污染、寿命长的膜材料，优化膜组件的构造。自来水厂则可以通过有效的技术手段可以尽量延缓膜污染的进程，降低膜污染的程度，如原水预处理、有效的膜清洁方法等。

4.1原水预处理

在原水进入超滤前，通过预处理除去水中的有机物，可以减轻膜负荷和污染。防止膜化学损伤、延缓膜污染、强化膜分离效果等方面的大量研究表明，对原水进行有效的预处理是混凝、活性炭、预氧化等预处理技术。

Xia S [19]等在采用超滤设备处理水库水作为饮用水的试验中，发现在超滤前使用混凝可以提高渗透通量和延缓膜通量降低。且聚合体混凝剂较单体混凝剂对增强混合液过滤性能有更好的效果，能够抑制凝胶层的形成，减缓污染的发展，消除膜表面稳定的污染物。董秉直[20]等采用在线混凝—超滤膜工艺处理微污染水，发现在线混凝能有效控制膜污染。Chen Y [14]

等认为混凝剂可以有效去除水中疏水性有机物而使得膜污染降低，膜通量增加。

日本为期3年的“MAC21计划”[21-22]的研究结果表明，超滤对浊度、总铁、细菌和大肠菌群均有很好的去除效果，但对水中的有机物和氨氮的去除率相对较低。张捍民[23]等在用淹没式中空纤维膜过滤装置去除饮用水中污染物的实验研究中也发现，淹没式中空纤维膜过滤装置对悬浮固体、胶体、细菌的去除效果很好。但对有机物的去除效果不理想，不能可靠地保证出水有机物浓度。投加粉末活性炭可以吸附原水中溶解性有机物，改善出水水质，同时还可延缓膜污染。董秉直[24]等采用粉末活性炭—超滤膜工艺对微污染原水进行处理，发现投加粉末活性炭不仅能有效提高膜通量，还能防止膜污染。投加粉末炭后的反冲洗能迅速恢复膜通量，尽管粉末炭黏附在膜表面，形成粉末炭的滤饼层，但滤饼层保护膜避免了污染。S．Omer [25]等认为增加粉末活性炭的投量可以强化生物反应器中微生物的活性，降低膜污染。

Liang Heng [26]等在考察高锰酸盐/氯预处理对控制藻类污染效果的研究中发现，联合使用高锰酸盐/氯可以减小超滤膜污染的速率，且对抑制藻细胞活性有促进作用。

混凝、活性炭、预氧化等预处理工艺去除和抑制有机物污染膜面的最有效方法。但不适当的预处理对清洗后膜通量恢复有反作用，因此需根据料液及膜材料的性质选择有效的预处理方法。

4.2 膜清洗方法

超滤膜运行一定时间后，跨膜压差会升高，膜通量会下降，出水水质变差。为使超滤过程得以正常进行，恢复膜过滤性能，必须及时对污染膜进行清洗。如，Liang Heng [27]等采用最为常用的水洗法，实验发现先逆流冲洗后正冲对于富藻水库水污染的超滤膜通量的恢复明显优于仅单独加强正冲或反冲流量的冲洗技术，即采用联合抗污染清洗策略有显著效果。Chai X．J．[28]将超声波清洗工艺降解协同水洗应用于去除超滤膜污染，发现膜通量的恢复远高于单独使用水洗。Muthukumaran S [29]发现超声有助于膜通量的恢复，通量恢复是随超声时间和强度的增加而增加。表面活性剂与超声辐照联合使用有协同效应，比单独使用一种方法效果更好。

无论采用哪种物理方法，都只能冲刷掉膜表面的污染物。因此，使用化学药剂对超滤膜进行清洗是必

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要也是有效的，其可以对膜孔隙内的污染进行清洗。在实际应用中，要根据污染物、污染类型和程度以及膜本身的特性来选择使用有效、低廉、无毒副作用的清洗方法。化学清洗剂可以单独使用，但更多情况下是复合使用。Liang Heng [27]发现采用NaOH和NaOC1的混合液作为清洗剂比单独使用有效。Pavlova S [30]用0.25%的焦亚硫酸钠清洗聚丙烯腈卷式超滤膜组件，没有阻止生物污染，当使用1%的甲醛溶液再生后，膜生物污染减小。此外，化学清洗的频率决定了膜的使用寿命和超滤工艺的成本，因此化学清洗的条件、周期和历时，化学清洗剂的配方及清洗方法至关重要。

4.3其他方法

通过优化膜分离条件，如温度、pH值、操作压力、流速等可减少膜污染，强化超滤过程，是防治膜污染主要手段。

紫外线照射无机管状膜表面可以减小膜污染。研究发现，在被聚环氧乙烷溶液严重污染的管状膜中，通过紫外照射可以将污染物分解或从膜表面驱逐。

臭氧对有机污染物有较强的降解作用，从而达到降低膜污染的效果。但目前研究结论相差较大，臭氧控制膜污染的作用机理尚待深入研究。

虽然目前国内外提出的新方法很多，也是国内外膜研究的热点，但真正达到实用，特别是将这些新方法引入到超滤膜技术中仍有一定的工作需要开展。

5 国内外超滤膜技术在自来水厂中的应用现状自从美国科罗拉多州在1987年建成了世界上第一座膜分离水厂，水量为105m 3/d [31]和1988年法国的 Amoncourt建成了第二座膜分离水厂，水量为 240 m 3/d [32]开始，膜科学不断的发展，新的超滤膜材料的不断开发，膜质量的提高和膜制造成本的降低，超滤膜处理技术作为一种新型、高效的水处理技术，在给水处理中展现出了广泛的应用前景，近年来，超滤技术在我国应用于自来水生产也有所发展，董秉直等[33]将超滤膜与混凝剂联用处理淮河水，中试研究结果表明膜出水浊度优于0.5NTU，COD Mn 低于3mg/L。胡海修等[34]做了超滤膜净化长江水的试验研究，结果显示超滤净化水优于国家和军队饮用水规范，必将会在水处理领域有更大发展。

5.1 加拿大Collingwood自来水厂[35]

Collingwood自来水厂处理水量为28000m 3/d，于1998年11月建成投产，由5组独立运行的膜池组

成，每个膜池产水量为5600m 3/d，每个膜池配套一台透过液泵和鼓风机。

由于原水（湖水）水质较好，该净水工艺很简单，超滤前无混凝剂强化混凝，原水经粗格栅，加氯抑制微生物生长，然后直接进入浸没式膜池进行过滤，超滤膜孔径为0.035um，能有效去除水中的悬浮颗粒、细菌和病毒。膜处理后水经液氯消毒，供Collingwood市居民饮用。

5.2 英格兰约克夏 Keldgate自来水厂[36]

2000年 7月完工的 Keldgate自来水厂是英格兰最大的市政超滤处理厂。它的处理能力为 9xl04m 3/d，最大处理量为1250L/s。

总膜面积3700m 2，膜丝总长度15800km，能耗 500kW·h。该超滤处理厂由11个相同的膜堆组成，正常运行时，9个膜堆用于处理原水，称为一级超滤系统；一个超滤膜堆作为二级超滤系统用于处理一级超滤系统产生的大约5％的废水，其透过液循环到一级超滤系统的进口；另一个膜堆是一级和二级超滤系统的公用备用组件，在一个超滤系统组件或者二级超滤系统组件失去作用后，用来替代它们。

5.3 新加坡Chestnut自来水厂[35]

新加坡是一个地少人多、工业比较发达的国家。为解决生活饮用水和工业用水问题，该国建造了一座规模为273000m 3/d的大型超滤自来水厂，是目前新加坡最大自来水厂。2003年10月开始运行，设计将来产水量可达480000m 3/d，该厂采用的处理工艺简单，基本的运行方式就是原水用铝盐混凝剂混凝预处理后再进入超滤系统。

自来水厂所用的超滤膜为切割分子量500Dalton 的ZENON膜，总膜面积为160000m 2，占地仅为250m 2，相当于每平方米占地面积生产能力为190m 3/d。该系统一个显著的特点就是不用出水泵，通过位差虹吸出水。长时间的运行表明，这种处理工艺具有稳定的出水通量和极好的出水水质，而且对溶解性有机物有很好的去除效果。

5.4 海南省三亚市南滨农场自来水厂[37]

该工程于2005年4月建成投 产，设计净水规模1000m 3/d。实际达到l000m 3/d．供水服务人口8000人。基本的运行方式就是水井水直接经过超滤膜净水设备无须投加混凝剂等预处理。

该自来水厂是，由于该自来水厂属于规模较小的工程项目，传统水处理工艺设施复杂、人均投资大，

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实施难度较大。而净水工艺可通过组件增减调节。大大降低投在小规供水工程建设上前景看好。但，最大的不足之处是膜的更换频率较高，一般为4—5年。

5.5 佛山新城区优质供水工程[35]

佛山市新城区优质供水工程规划分三期建设，首期规模为5000m 3/d，中期规模为25000m 3/d，远期规模为50000m 3/d。其首期工程与2006年6月顺利投产运行。根据其原水水质和健康的水水质要求，该厂采用了以“活性炭+浸没式超滤”的净水处理工艺，出水可以直接饮用。

5.6 澳门大水塘自来水厂[38]

澳门大水塘二期自来水厂，位于澳门大水塘原水水库旁，设计净水规模为120000m 3/d，于2008年7月正式竣工。本水厂也是亚洲第一间“气浮+超滤”的自来水厂。

该工艺流程适用于澳门地少人多的特点，很大程度上节省了占地面积和生产成本，和社会经济的快速发展相适应。

6 超滤膜技术在饮用水领域应用展望超滤膜技术对自来水厂原水的处理效果可以达到优质，其具有的占地面积少、生产时间短以及容易扩充的优点是其他工艺无法比拟的，因此，在饮用水领域中具有广阔的应用前景。但，超滤膜在运行上需要更为严格的原水水质要求，膜污染所导致水通量的持续下降，使膜的使用寿命缩短，制水成本上升，很难水力清洗恢复，从而不可逆转导致维护成本上升[39]等问题，严重的制约着大规模的使用超滤膜技术在自来水厂中的推广应用，使超滤膜技术目前主要集中应用于小水厂中。因此，需要我们水处理界的同仁们通过各种技术手段，如，开发和研究新工艺、新方法来控制延缓膜污染、实现膜污染的实时检测和控制、优化膜处理过程中的操作条件等，来促进超滤膜技术在自来水厂中更广泛的应用。

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作者通联：013192218683

中外水务合作经营的范例

——中山坦洲自来水有限公司

梁锡念

（中山市坦洲自来水公司，广东中山 528403）

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现代化水厂水厂现代化，先进技术是关键。坦洲水司坚持走技术兴厂之路，充分利用母公司中法水务投资有限公司的技术优势，不遗余力引进国外先进的制水技术及设备，建设现代化水厂。

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为提高水厂处置突发治安事件的能力，水厂设置

污水处理技术篇：超滤膜水处理技术

污水处理技术篇：超滤膜水处理技术 北极星节能环保招聘网讯:超滤膜通常是指不对称多孔膜，表面孔径在20~50 nm，可截留分子质量范围较宽，从数千到数十万u。一般认为，超滤是一种筛孔分离过程，其中溶剂和小分子溶质透过膜被收集，而大分子溶质被膜截留成为浓缩液。超滤技术是一种低能耗、无相变的物理分离过程，它具有高效节能、无污染、操作方便和用途广泛等优点。目前，超滤膜不仅广泛应用于分离、浓缩、纯化生物制品，提纯医药制品和食品工业等领域，而且在饮用水处理、废水处理、超纯水制备以及血液处理中也发挥着巨大的作用。由于膜的截留作用，膜很容易受到污染，使膜的通透性下降，从而导致分离效率降低且影响膜的使用寿命。因此膜污染是制约超滤膜应用的重要原因之一。笔者结合国内外有关超滤膜污染的最新研究进展对影响膜污染的因素进行了综述，并对今后超滤膜污染的研究方向进行了探讨。 更多水处理招聘请关注北极星节能环保招聘网 1 引起膜污染的物质 不同水中含有不同的污染性物质，因此其对膜的污染也有所差别。研究表明，引起膜污染的物质主要有无机物、有机物、悬浮物和细菌等。 1.1 无机物 仅在无机离子的作用下，污染物对超滤膜的影响并不十分明显，但由于分离液体的复杂性，当其中存在有机物时，有机物和无机物之间的相互作用会对膜造成污染。研究发现，无机离子易被有机物联结，使无机物以及有机物的形态发生变化，从而加剧膜污染。Y. J. Chang 等在用中空纤维超滤膜处理天然原水时发现，沉积在膜表面的物质多为铝、硅、钙和铁等物质。其认为溶解性有机物发挥了“黏合剂”的作用，将无机离子和膜表面连接起来。S. H.Yoon 等进行了腐殖酸对纳滤膜膜通量影响的研究，发现钙离子存在下，可加快膜通量的下降。研究者认为，腐殖酸首先吸附或沉积在膜表面，然后钙离子将溶液和膜表面粘连，从而将溶液和膜表面的腐殖酸连接起来，加快了膜通量的下降。M. Kabsch-Korbutowicz 等在对含腐殖酸以及钙盐的溶液进行超滤实验时发现，增加钙离子浓度，会使腐殖酸收缩并与金属离子生成络合体而阻塞膜孔。 1.2 悬浮物 悬浮物主要包括泥沙、黏土、大分子有机物、微生物、化学沉淀物、细菌等，悬浮物的粒径大约为0.001~100 μm。超滤时，大的悬浮物会沉积在膜表面，较小的悬浮物颗粒则滞留在膜孔中，更小的悬浮物颗粒在通过膜后会对后续的反渗透进一步造成影响。当有机物与悬浮物质混合时，其膜通量比只存在有机物时高，且随着悬浮物的增加，膜通量下降的速度减缓，原因可能是悬浮物吸附了有机质，减小了有机物与膜直接接触的机会，从而降低了膜污染。

超滤技术的应用及发展趋势

超滤技术的应用及发展趋势 摘要：本文初步论述了膜分离技术的种类，特点、工艺概况，介绍了超滤分离技术的研究现状及其原理，类型和基本过程，最后具体介绍了超滤技术在水处理方面的应用，展望了超滤技术的未来发展趋势。 关键词：膜分离技术，超滤技术，水处理，发展趋势

1. 膜分离技术概述 膜分离技术是近30年来发展起来的一项高新技术，也是当前促进和保证社会持续发展的关键技术之一，已在能源、电子、化工、医药、食品、汽车、家电、环保等领域，发挥着其独特的重要作用[1]。用膜近万平方米的大型超滤退浆废水，处理厂，2400×104t/d的地表水微孔过滤净化工厂，每年救治几十万人生命的人工肾(透析器)已成为现代的重要医疗手段，膜法制取的矿泉水、纯净水、优质饮用水等已进入千家万户，这些已充分了显示了膜分离技术的应用规模、水平和重要作用。 1.1膜分离过程的种类 膜分离技术最重要的组成部分是膜。膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离[2]。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。 利用膜的选择性（孔径大小），以膜的两侧存在的能量差作为推动力，由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术。 种类膜的功能分离驱动力透过物质被截流物质 微滤多孔膜、溶液的微滤、 脱微粒子 压力差水、溶剂和溶解物 悬浮物、细菌类、微粒子、大分 子有机物 超滤脱除溶液中的胶体、各 类大分子 压力差 溶剂、离子和小分 子 蛋白质、各类酶、细菌、病毒、 胶体、微粒子 反渗透和纳滤脱除溶液中的盐类及 低分子物质 压力差水和溶剂 无机盐、糖类、氨基酸、有机物 等 透析脱除溶液中的盐类及 低分子物质 浓度差 离子、低分子物、 酸、碱 无机盐、糖类、氨基酸、有机物 等 电渗析脱除溶液中的离子电位差离子无机、有机离子 渗透气化溶液中的低分子及溶 剂间的分离 压力差、浓 度差 蒸汽液体、无机盐、乙醇溶液 气体分离气体、气体与蒸汽分离浓度差易透过气体不易透过液体

超滤膜技术在环保工程水处理过程中的运用

超滤膜技术在环保工程水处理过程中的运用 发表时间：2020-04-13T15:18:07.880Z 来源：《城镇建设》2020年第3期作者：陈骏驰1 胡杭城2 [导读] 随着工业的发展和人口数量的增多，地球上水污染程度也在不断增加 摘要：随着工业的发展和人口数量的增多，地球上水污染程度也在不断增加，被污染的水体如果直接排入环境中就会带来严重的水体、大气、土壤污染问题，日益紧张的水资源也给人类的生存敲响警钟，因此水处理就显得格外重要。随着技术不断成熟，超滤膜技术在环保工程水处理中的应用越来越广泛。文章介绍了超滤膜技术及其特点，探讨了超滤膜技术在环保工程水处理中的典型应用，为水处理工程提供参考。 关键词：环保工程；水处理；超滤膜技术；应用 1超滤膜技术的特点 超滤膜技术有着其他水处理技术有着难以望其项背的优势。第一，超滤膜具有优秀的化学稳定性，耐高温、耐酸碱性好，因此可以适用多种水质，适用范围广泛。第二，超滤膜技术的原理简单，技术实现容易，自动化程度强，不仅节约劳动力而且对于维护和运行的安全都有着较高的保障。第三，超滤膜技术是物理层面的方式，在整个处理净化过程中不依赖化学试剂，不会对被处理水质产生二次污染。第四，超滤膜技术在整体的处理效率和效果上都呈现着较为满意的结果。其大容量的污水处理对于中小城市的饮用水处理效率的提高有着巨大的优势。 2环保工程水处理中超滤膜技术应用问题 （1）补充技术不充分。自来水处理中，超滤膜技术的应用，使得纯净水生产成本提高，所以水处理工艺选择时，要先深入了解现场环境，结合取水具体特点，合理选用净水工艺。如果所需净化的水有很高的无机盐含量或硬度要求，就要选用双膜技术;假若所需处理的水体自身有很高的水质，处理工序方便，就可应用超滤技术，降低水污染与纯净水生产等成本。但一般情况比较繁琐时，有的厂家选用超滤技术，提高了水处理工序与成本，因而经济落后地区不适用该处理技术。 （2）能源耗损大。水处理工作中，保障设备驱动力是超滤膜技术应用的基础。实际工作中，外动力辅助必不可少，但此过程也会产生一定的能源消耗，水处理成本增加。因而应用超滤设备时，要认真检查能源耗损情况，尽可能选用能源耗损小的设备，尽可能提高能源使用效率。 （3）污染。环保工程水处理中，超滤膜技术的应用会产生一定的污染问题，使得超滤膜过滤能力降低，能源消耗量加大，从而加大了水处理成本。但现阶段，自来水厂一般会间隔5个月对超滤膜进行一次净化，且净化过程繁琐，一旦操作不规范，就会加剧水污染问题，所以加强保护超滤膜显得尤为重要。 3关于环境工程水处理运用超滤膜技术的要点 （一）聚偏氟乙烯超滤膜 聚偏氟乙烯是一种结晶聚合物，结晶熔点为170℃，机械性能良好，化学稳定性和耐磨性都比较强，是一种常见的制模材料。聚偏氟乙烯在常温的条件下不易被酸碱腐蚀，即使是在高达100℃的温度环境下，其化学性能也不易改变，在脂肪烃、芳香烃等有机溶剂中也不易溶解，对各种射线辐射都具有良好的抵抗能力，因此，在膜分离技术中逐渐受到人们的重视。虽然聚偏氟乙烯具有上述优点，但是其亲水性比较差，因此，制出来的分离膜在废水处理中也容易受到污染，使产水量降低。为了改善聚偏氟乙烯的亲水性能，研究人员将无机纳米混合到聚偏氟乙烯中，通过无机纳米颗粒的亲水基团来提高聚偏氟乙烯分离膜的机械强度，进而提高分离膜的抗污染性和亲水性。 （二）聚醚砜超滤膜 聚醚砜材料可以制备成多种类型的膜，其耐热、抗压、抗氧化性能都比较好。聚醚砜材料的种种优点使其成为制备复合膜的理想材料，近几年来对该材料的研究深度也逐渐增加。在聚醚砜超滤膜中加入耐高温的杂萘联苯可以有效增强分离膜的抗溶解性和耐腐蚀性，并且能够承受的最高温度也上升到300℃，从而使超滤膜能够适应多种环境下的废水处理工作。 （三）聚乙烯醇超滤膜 聚乙烯醇材料内部严格的线性结构使其分子之间的氢键结合非常稳定。结构内部的羟基亲水性能良好，可以降低成膜难度，因此常被用于亲水膜的制作。由于聚乙烯醇超滤膜极易在水中溶解，因此，需要通过热处理等加工工艺来改变其亲水性能。在聚乙烯醇中加入纳米二氧化硅不仅可以保留聚乙烯醇的亲水性，还可以增加分离膜的抗污能力，纳米二氧化硅聚乙烯醇的水通量和抗污染能力比一般的聚乙烯醇超滤膜都要高很多。 （四）醋酸纤维素超滤膜 醋酸纤维素材料来源广泛、价格低廉，因此，被广泛用作超滤膜的制备材料。聚乙烯醇和醋酸纤维素结合可制备共混超滤膜，不仅具有极高的亲水性和抗污性，而且渗透速率更高，除油率高达90%以上。 4超滤膜技术在环保工程水处理中的应用 4.1在日常饮用水中的应用 近年来，我国工业快速发展，虽然促进了国家经济的发展，但环境问题也接踵而至，影响着人类的日常生活，尤其是水污染问题，是现阶段国家极为重视的问题，因此，日常饮用水的净化是水处理过程中的重要一环。在实际的水处理操作中，超滤膜技术主要以粉末活性炭—超滤膜联合工艺和混凝—超滤组合工艺对饮用水进行二次清潔，以达到深度净化水资源的程度。 4.2在城市污水回收利用中的应用 国家经济的发展必然导致城市化进程的加快和城市规模的扩大，从而导致城市人口的增加，城市污水的排放量也逐年增多。在处理城市污水时应用超滤膜技术，主要对其二级出水进行净化，多采用混凝—超滤系统对二级出水中的氨氮、总氮、总磷、COD以及大肠杆菌等有害物或者有害微生物进行有效处理，但混凝—超滤处理不同物质的效果不同，效果较差的情况下还需要在超滤膜技术使用的基础上，进行更深层次的净化，最大程度上实现水资源的循环利用。 4.3在造纸污水处理中的应用 造纸行业为我国的经济发展贡献颇多，但造纸企业生产过程中所排出的造纸废水也只增不减，因此，对造纸废水的治理也是净化水资源的重点工作之一。在造纸污水的处理过程中，运用超滤膜技术将废水中的木素和浆液过滤出来。此外，超滤膜技术能够将造纸污水中的

超滤膜在水处理工艺的作用

超滤膜是超滤技术中最为成熟与先进的一种技术。中空纤维外径:0.5-2.0mm，内 径:0.3-1.4mm，中空纤维管壁上布满微孔，孔径以能截留物质的分子量表达，截留分子量可达几千至几十万。原水在中空纤维外侧或内腔加压流动，分别构成外压式与内压式。超滤是动态过滤过程，被截留物质可随浓缩小排除，不致堵塞膜表面，可长期连续运行。超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一。 超滤技术是一种广泛用于水的净化，溶液分离、浓缩，以及从废水中提取有用物质，废水净化再利用领域的高新技术。特点是使用过程简单，不需加热，能源节约，低压运行，装置占地面积小。 1、过滤系统要定期灭菌。 超滤膜可以截留细菌，但不可以杀死细菌，截留率再好的超滤膜也不能长期保证干净区不长一个细菌，有细菌就可能大量繁殖。直接影响到透过水质，譬如有的矿泉水成品中出现半透明丝状白色絮状的ù菌团，主要是系统被ù菌污染所致。因此，必须定期对周转环境及过滤系统进行定期灭菌，灭菌的操作周期因供给原水的水质情况而定，对于城市普通自来水而言，夏季7～10天，冬季30～40天，春秋季20～30天。地表水作为供给水源时，灭菌周期更短。灭菌药品可用500～1000mg/L次氯酸钠溶液或1%过氧化氢水溶液循环流或浸泡约半小时即可。 2、超滤组件要轻拿轻放，并注意保护，由于超滤组件是精密器材，所以在使用安装时要小心，要轻拿轻放，更不能甩坏。组件若停用，要先用清水冲洗干净后，加0.5%甲醛水溶液进行消毒灭菌，并密封好。如冬天组件还要进行防冻处理，否则组件可能报废。 3、使用中空纤维超滤膜前必须认真阅读使用说明，按照超滤膜在水处理应用工艺进行操作。 4、由于?根超滤组件在出厂前加入保护液，使用前要彻底冲洗组件中的保护液，先用低压(0.1MPa)给水冲洗1小时，然后再用高压(0.2MPa)给水冲洗1小时，无论低压还是高压冲洗时，系统的产水排放阀均应全部打开。在使用产水时，应检查并确认产品水中不含有任何杀菌剂。 【UF+RO处理电镀废水】 随着电子工业的飞速发展，作为电子业的基础之一──电镀，?年以10%~20%的速度在增长，成为了电子行业中的重要产业之一，然而其复杂的制程需要消耗大量的水并产生许多废弃物[1]。近年来，自来水价格不断上涨，并且随着人们环保意识的提高及环保法律法规日益严格，用水及环保问题已成为电镀企业经营上的一个难题，加上目前国际认证 ISO14000的推出和推广，电镀厂必须对环保方面做出更多贡献。节约水资源和废水处理是电镀厂环保的重中之重。为此，电镀厂一方面必须维持废水的排放达标;另一方面，又要考虑其水处理成本的节减及减少原水取用量，强化中水回用。针对目前电镀废水处理及中水回用工艺上存在的问题，笔者提出了全膜法处理及回用工艺，实现电镀重金属废水处理及回用的短流程系统，为电镀行业节能减排提供一种新的选择。 调节池内，综合废水和络合废水分别排入各自的调节池内，通过泵提升到反应水箱进行反应，同时向反应水箱内投加NaOH、破络剂及混凝剂，然后自流入循环水箱，并通过

活性炭和超滤膜技术的负面效应

活性炭和超滤膜技术的负面效应 微生物滋生。活性炭技术和超滤膜技术，本质上是物理过滤，所以，会成为微生物的温床，卫生系统专家支出，在使用没有抑菌(杀菌)装置的净水机时，经过7天左右的时间，微生物指标会大大增高，无论对超滤膜采用正冲或者反冲的清洗手段，效果都不甚理想，再说7天冲一次，消费者不嫌烦吗? 亚硝酸盐浓度偏高。活性炭和超滤膜技术是处理有机污染和余氯的最佳方案，但凡事都有两面性，在有机污染严重、浑浊度明显的地区，这一技术会导致微生物指标增高，从而导致亚硝酸盐浓度增加，其最直接的表现是净水机用一段时间，水质会变咸!不但影响口感，而且严重威胁人体健康。 再谈谈谈谈活性炭在净水机上的应用。 由于国外是限制活性炭发展的，所以有些国产的活性炭经过这么多年的发展，在技术上已经可以与国际品牌的活性炭获得等同“段位”了。 活性炭的种类比较多，用在家用水处理技术上一般是压缩活性炭、颗粒活性炭、粉末活性炭(后2个也称之为散碳)。 从材质上看：在材质上分煤质、椰壳、果壳等。 从吸附效果看：粉末活性炭大于颗粒活性炭大于压缩活性炭(还能起到pp棉的作用) 超过滤的工作原理： 进料液在一定压力作用下，水和小分子溶质透过膜成为透过液，而大分子溶质被膜截留为浓缩液。超滤过程主要有三种情况： ①被吸附在过滤膜的表面上和孔中(基本吸附); ②被保留在孔内或者从那里被排出(堵塞)： ③机械地被截留在过滤膜的表面上(筛分)。 超过滤的特点：一是它的工作范围十分广泛，在水处理中分离细菌、大肠杆菌、热源、病毒，腔体微粒、大分子有机物质等，还可以用于特殊溶液的分离;二是超过滤可以在常温下进行，因此对热敏感性物质如药品、蛋白质制剂、果汁、酶制品等的分离、浓缩、精制等，不会影响产品质量;三是超过滤过程不发生相变，因此能耗低;四是超滤过程是压力作驱动力，故装置结构简单、操作方便、维修容易。因此，超过滤发展迅速，在过去的10年问，全世界超滤膜的生产平均年增长率在12%左右。

超滤膜在水处理工程中的应用实践

超滤膜在水处理工程中的应用实践 发表时间：2020-04-07T10:18:44.020Z 来源：《基层建设》2019年第32期作者：董晓贝[导读] 摘要：本文阐述了超滤膜在水处理工程中的几种常规应用，同时对超滤工艺原理和优点做了简单介绍，并着重指出了再生水厂超滤系统应用的注意事项。天津市立升净水设备有限公司天津 300000摘要：本文阐述了超滤膜在水处理工程中的几种常规应用，同时对超滤工艺原理和优点做了简单介绍，并着重指出了再生水厂超滤系统应用的注意事项。通过对超滤膜技术和特点的分析和应用实践，结果表明，超滤膜对 COD，氨氮，总氮，总磷去除率较低，对粪大肠菌群数，浊度去除率较高。超滤膜出水各项指标均可满足《北京市污水综合排放标准》（DB11 890 －2012）B 标准。采用超滤工艺生产高品 质再生水，技术可行，经济合理。关键词：市政污水；超滤；水十条；再生水引言人类的生存与发展离不开水资源的支撑。在水资源开发利用过程中，如何有效保护水资源，降低水污染程度，控制水污染范围始终是人们研究与关注的重点问题。但就当前水环境整体情况来看，受多重因素影响，我国水污染问题严峻，水污染治理成为环境保护工程的核心内容。当前，我国高度重视环境保护、资源开发和能源节约利用，提倡走可持续发展道路，因此有必要加强环境工程水处理技术的研究。而超滤膜技术作为水处理技术中的典型代表，对其应用进行研究具有显著的现实意义。 1超滤膜技术原理概述超滤膜技术主要是借助滤膜，在将溶液过滤分离的基础上，对溶液进行浓缩处理的污水处理过滤技术。具体而言，超滤膜技术主要包括两个方面的内容：①超滤原理。超滤原理主要是通过设置一层较为特殊的过滤膜，之后将溶液顺利流过过滤膜。在此过程中，溶液当中的部分杂质、分子较大颗粒以及藻类等，将无法通过过滤膜，但是溶液当中含有的无机盐、分子较小物质以及剩余水均可以顺利通过过滤膜，到达滤膜的另一侧。值得注意的是，为了溶液能够全部靠近过滤膜并向另一侧渗透，需具备一定的压力。如今，在环境工程建设行业迅速发展的情况下，尤其是科学技术的发展，推动了超滤技术的改进与完善，超滤技术逐渐由传统的单层过滤膜，逐渐转变为多层过滤膜，有效提升了过滤的实效性。②微透原理。一般情况下，超滤膜技术所能截留的分子数量范围控制在50万～500万个，分子的直径通常在0.002～0.100μm。在微透原理中，溶液当中只有水与无机盐等较小的无污染物质，才能顺利通过过滤膜，到达过滤膜的另一侧。鉴于超滤膜技术应用在环境工程水处理中，不仅仅能够全面过滤污水中的杂质、颗粒物等，还能够对污水中的藻类、水生物以及病毒等物质，进行更深层次的过滤，并且取得了显著的过滤效果。 2超滤膜技术在水处理中的部分应用分析 2.1净化饮用水近年来，随着我国工业的快速发展，环境污染问题进一步加剧，水质污染问题尤其严重，集中表现在水源中出现了大量水藻以及病原微生物等污染物。鉴于水在人们生产生活中的重要作用，以及饮用水对人体健康的直接关系，需要更加重视饮用水的净化处理，并且采纳更高的净化标准。超滤膜技术作为一项新型水处理技术，在水污染处理中，恰好满足了饮用水的净化标准，由此受到了业内及相关人士的认可，并逐渐在净化饮用水领域中得到了大规模的应用。以东丽超滤膜制水为例，饮用水净化流程为：自来水先进入东丽超滤膜产品管内，在水压差的作用下，膜表面上的微孔仅仅是通过了水分子、有益矿物质以及微量元素等，促使自来水转为净化水。自来水当中所蕴含的细菌、铁锈、胶体、泥沙、悬浮物以及大分子有机物等有害物质，将会被截留在超滤膜管内，在后续的超滤膜冲洗中，便可以排出管外，顺利完成自来水的净化。然而，在此需要注意的是一旦自来水污染严重，长期使用超滤膜，极易造成滤膜出现严重的堵塞现象。因此，相关工作人员需要定期对超滤膜进行冲洗，以此保证膜的产水量。 2.2电镀工业废水处理随着我国工业的高速发展，工厂数量不断增多、类型日渐丰富、规模不断扩大。在此背景下，电镀工业用水量增加，电镀废水产生量也随之增多。相对于其他废水而言，电镀工业废水不仅含有铜、铝、铬等金属离子，还含有氰化物与酸碱类物质，危害较大，处理难度高。通常，人们主要根据废水水质情况，有针对性利用电解法、化学法处理电镀工业废水。例如，利用次氯酸钠氧化剂处理含氰含碱电镀工业废水。但是，化学法易产生二次污染，电解法的应用成本高，经济效益不明显。而将超滤膜技术引入电镀工业废水处理中，与其他技术结合应用，则可有效弥补传统水处理工艺存在的不足，在提升废水处理质量与效率的同时，降低废水处理成本，实现技术的大范围推广和应用。例如，利用陶瓷膜处理废水，调节pH值，截留氢氧化物沉淀物，提升电镀工业废水处理效果 2.3城市污水处理随着城市人口的逐渐增加，城市污水逐渐成为城市污水的重要来源。由于城市中有大量的工厂和工作单位，各种水污染迅速形成。虽然国家出台了相关政策，导致工厂搬迁，但对城市饮用水水质构成严重威胁。但是，由于城市人口众多，生活污水和其他污染源无法得到有效对待。传统的处理方法不能从根本上解决水污染问题。用215mg/L和677mg/L之间的浓度的双色溶液处理超滤膜，并且水力作用时间为12h。废水中的氨氮值降至最低标准，过滤率超过92％，过滤水的pH值控制在中性范围内。用超滤膜技术处理的城市污水可以重复使用。例如，一些生活用水，通过这个过程的处理，pH和溶液浓度可以达到工业用水指标，并可以及时解决生活用水问题。工业用水对保护生态环境起着重要作用。 3再生水厂使用超滤系统的意义及注意事项根据实际运营经验，再生水厂“混凝沉淀+砂滤”工艺出水悬浮物波动明显，尤其进水水量变化幅度大，高效澄清池负荷较高时，混凝沉淀单元出水水质不稳定，对砂滤单元稳定运行影响较大。为获得高品质再生水，回用到用户，处理末端增加超滤系统，确保出水水质，运行效果较好。再生水厂采用的超滤膜系统，自动化程度较高，连续运转，无人值守，中控室监控。运行管理人员需重视超滤膜系统的运行、膜的反冲洗、酸碱洗等过程。严格控制各种清洗药剂的浓度，确保超滤膜的使用寿命。超滤膜酸碱洗后排水进入粗格栅，注意污水厂进水pH的变化，避免瞬间引起进水pH变化，对生化池造成冲击。超滤膜系统进水水质，尤其是总氮，总磷，悬浮物等指标的大幅度波动，对超滤的反冲洗，酸碱洗频率及产水水质影响较大，因此超滤膜系统前端工艺的稳定运行至关重要。结语

超滤膜技术在水处理工程中的应用分析

超滤膜技术在水处理工程中的应用分析 发表时间：2019-07-04T17:22:48.340Z 来源：《基层建设》2019年第10期作者：黄鹤俊 [导读] 摘要：水处理是中国城市环境工程建设中的重要环节，水是人类赖以生存的重要资源，在建设城市环境时，水环境也就显得尤为重要。 珠海水务环境控股集团有限公司广东省珠海市 519000 摘要：水处理是中国城市环境工程建设中的重要环节，水是人类赖以生存的重要资源，在建设城市环境时，水环境也就显得尤为重要。在一般情况下，建设环境工程都必须以建设水环境为首要步骤，先利用各种先进技术将水环境处理妥当，再在此基础之上建设其它城市环境。过去传统的水处理技术一般是对水资源进行预处理，即投入消毒剂或水资源专用净化剂等，将水中悬浮物去除，同时，去除水中异味，在完成净化后，需将水输送到水管中，而在这个步骤中极易引起水资源的二次污染，且利用消毒剂和净化剂也会给水质带来一些问题，所以现在传统水处理技术将逐渐被淘汰。利用超滤膜技术进行水处理，能有效减少水中杂质和异味，且不会对水质产生影响，较为环保，应多加利用。 关键词：超滤膜技术；水处理 引言：随着我国经济的发展，人们的环保意识不断提升。我国是水资源缺乏的国家，因此需要应用先进的水处理技术，回收水资源。传统水处理技术中对细小杂质的处理工艺较为复杂，且处理效果不好，很难有效的去除水中的有害物质，影响着人们的饮用水安全，不符合现今社会人们对健康的要求。因此，通过人们的不断研究，提出了新的处理工艺，通过膜分离技术来处理饮用水，水质满足人们对健康的需求。本文主要介绍膜处理技术中的超滤膜处理技术。 1.超滤膜水处理技术简述 膜分离被称为“21世纪的水处理技术”，在饮用水处理领域的应用日益广泛。超滤膜分离技术在市政给水领域的应用也已有30余年。根据原水特点，膜处理可以替代传统水处理方法中的混凝、沉淀、过滤的全部流程，或者沉淀和过滤部分，也有被用作替代过滤工艺。膜处理无论在水质方面还是在设备方面都较传统处理方法更具有安全性和可靠性。[1] 超滤膜技术是利用微孔原理，将水中溶质由微孔过滤到膜的另一端，从而实现过滤溶液中溶质的目的。超滤膜技术能有效将水中杂质及颗粒分离出来，从而保障水质干净与安全。在过去的传统水处理工程中，传统技术只能将颗粒较大的杂质析出，或仅只能去除异味，但实际上一些小颗粒杂质仍会存在于水中，给人们用水安全带来极大影响。而由于中国的生态环境不断地恶化，水质污染问题也越来越严重，许多城市地区水资源受污染极其严重，使用消毒剂及净化剂也不能将水中微小杂质全部去除，所以传统技术已逐渐不能满足水处理工程。由于科学技术发展，超滤膜技术逐渐被应用在水处理工程中。现在的水处理工程之所以采用超滤膜技术，是因为超滤膜技术能有效将水中大小杂质完全去除，同时还不会对环境造成危害。这种安全、无毒、环保的科学技术运用在水处理工程中极为合理。正是由于超滤膜技术在城市用水中应用，使得中国城市饮用水质量得到大幅度提升。 由于膜生产技术的发展和成本的降低，以及采用传统给水处理技术难已完全满足越来越严格的生活饮用水卫生标准，因此膜分离技术特别是超滤膜技术的研究和应用逐渐成为给水处理领域的热点。 2.应用超滤膜技术存在的问题 2.1缺乏完善的超滤膜处理技术组合 自来水厂生产的净化水，将会随着超滤膜技术的应用而增长一定的成本，所以在选择水处理工艺的时候，首先要对现场环境有一个具体的了解，然后再根据取水特点，分析怎样选用净水处理工艺。通过实践发现，如果水原料的硬度以及无机盐物质浓度都比较大的话，则可以选择双膜技术；如果水质不错，但净水处理工序比较简单，则可以选用超滤技术，这样就可以减少水污染程度，降低生产净化水的成本。不过一般在现实状况比较烦琐的情况下，一些生产厂家会选择超滤技术，如此一来，就会让生产成本以及工序增多，所以对于经济情况并不是太好的地区来说，这种方法并不适用。 2.2超滤膜技术的应用会消耗一定的能源 想要更好地运用超滤膜技术来进行水处理工作，最基本的前提就是要具备良好的驱动动力。在进行水处理的过程中，外来动力必不可少，但这种情况造成能源的过度消耗，进一步增加水处理成本。在选用超滤设备的时候，一定要认真检查它对能量的消耗程度，并从中挑选出耗能最小的设备，这样就能在节省能源的情况下，进行净水处理工作。 2.3超滤膜技术的应用形成污染问题 使用超滤膜技术会造成一定的污染，会降低原水容量通过超滤膜的能力，增大能源的消耗量，造成净化水生产成本的增加。[2] 如果发生超滤膜污染的情况，会严重影响超滤膜技术在水处理工作中的使用率，一旦污染程度较大，就必须要采用化学药剂来净化超滤膜。现在，自来水厂要时隔五个月才对超滤膜进行净化工作，并且净化的步骤比较烦琐，稍有不慎就很有可能导致水污染程度的恶化。所以，相关工作者一定要加强保护超滤膜的力度，延长它的使用寿命。 3.超滤膜技术在水处理中的应用 我国的工业发展较为迅速，超滤膜技术的应用也越来越广，无论是在污水处理还是饮用水处理领域都有应用。以下就详细介绍目前超滤膜技术在水处理中的应用领域。 3.1生活污水的处理 生活污水的产生量较大，是污染环境水体的主要来源，对于生活污水处理中应用超滤膜技术，能够高效的净化生活污水。研究表明：超滤膜技术与传统活性污泥法联用，对污染物的去除率可达到90%以上，生活污水处理后可以进行污水回用。城市污水处理上应用超滤膜技术可以有效回收水资源，利用回用污水进行城市绿化和景观用水[3]。 3.2工业废水的处理 工业废水由于含有大量的污染物及有毒有害物质，对水环境的破坏极大，因此，工业废水必须经过处理后达标才能排放，传统的污水处理技术的去除效果一般已不能满足社会经济发展的需求。应用超滤膜技术能有效去除废水中的污染物，并可以回收中水进行利用，且对于有机盐和有机物等也可以进行回用，然后再进行生产使用，极大的节约了资源，提高企业的经济效益。对于不同类型的工业废水，其处理方式是不同的，因此对于工业废水的处理需要依据水质情况制定科学的处理方案。另一方面可以回收副产品进行综合利用，实现企业经

无机材料制备超滤膜技术和无机超滤膜应用综述

无机材料制备超滤膜技术和无机超滤膜应用综述 摘要：超滤是在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过。超滤是介于微滤与纳滤之间的膜分离技术，能使溶液得到净化，分离或提浓。超滤膜材料是超滤过程的关键，本文主要介绍超滤膜材料的制备技术手段和应用。 关键词：超滤；无机超滤膜；无机超滤膜的应用； Abstract: Ultrafiltration is to make some kinds of small molecule and solvent through a special film with specific pore size under a certain pressure, while the macromolecule can’t penetrate. Ultrafiltration is a process between the microfiltration and nanofiltration. This technology can purify the solution, or be used in separation or concentration. Ultrafiltration membrane material is the key ofthe ultrafiltration process. This paper mainly introduces the preparation technology and application of ultrafiltration membrane material. Keywords: Ultrafiltration; Inorganic Ultrafiltration membrane; Application of inorganic ultrafiltration membrane; 1．超滤简介 超过滤简称超滤(Ultrafiltration)，用于去除废水中大分子物质和微粒，和微滤(Microfiltration)、纳滤(Nanofiltration)、反渗透(Reverse Osmosis) 等技术一样，都是压力驱动下的膜分离过程。超滤膜大多是结构不对称的，由一层极薄(通常小于1um)、具有一定尺寸和孔径的活性层和一层较厚、具有海绵结构的支撑层组成。前者起到分离作用，后者主要起支撑作用。对于超滤过程，通常认为其原理是形象的“筛分”作用。“筛分”理论认为，膜的活性层具有无数微孔，这些微孔就像筛眼一样，在压力的作用下能把大的分子或粒子留着而让溶剂分子和其他小分子向低压侧运动。因为尺寸大于膜孔径的大分子及微粒被膜阻挡，料液逐渐被浓缩；溶液中的大分子例如胶体、蛋白质，细菌或者其他微粒等则被超滤膜截留而作为浓缩液被回收。 2．超滤膜的膜材料 2.1 有机膜目前许多高分子材料已经被用于制备有机超滤膜，制备方法已经比较成熟，有机膜的应用也已经达到了一个比较稳定的阶段。有机超滤膜的主要膜材料有：醋酸纤维素(CA)、聚砜(PS)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVDF) 、聚醚砜(PES)、聚砜酰胺(PSA)、聚酰亚胺(PI) 、壳聚糖等等，也可以在膜上添

超滤膜技术

超滤技术概述 1.1 超滤原理 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[2]。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。 1.2超滤膜 超滤膜的类型有板式、管式、中空纤维、涡卷式等多种类型。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，它与其它形状的膜相比具有体积小、膜面积大、水通量大、不易堵塞等优点[3]。 HYDRAcap是美国海德能公司新开发的一种大直径中空纤维超滤膜组件。新型工业用中空纤维设备具有可自动、频繁脉冲式冲洗中空纤维管的性能，其特点是通过短时间的停运，来保持稳定的产水量；可在很低的错流速度下工作，甚至可以在单向流速下工作。 HYDRAcap60超滤膜主要技术参数为：需要精度为150μm预过滤；pH为2～13；连续余氯≤5mg/L；最高运行温度≤40℃；运行方式可以是错流过滤或全量过滤；20℃时透膜压差为28～150kPa；反洗压力240kPa；反洗水流量315L/m2/h；反洗频率15～60min/次；反洗时间30～60s/次。组件公称膜面积46m2,中空丝外径/内径φ0.8mm/φ1.3mm。 2原水水质及工艺流程 2.1原水水质 取水地点为河津热电厂#1冷却水池，期间浊度变化为10～30NTU，进水温度8～20℃。河津电厂循环冷却水水质报告见表1。 2.2 试验工艺流程 试验工艺流程见图1。

HYDRAcap超滤膜采用恒压控制，全量过滤。过滤周期分别设置30min和45min 两个过滤周期。30min的产水量分别为3.2t/h、3.6t/h、4.0t/h；45min的产水量为4.0t/h。为防止循环冷却水夹带大颗粒划伤膜表面，在超滤组件前设置150μm的盘式过滤器。 3 试验结果分析 在试验中，对于超滤膜能否作为反渗透的预处理，主要从超滤产水的水量和水质来考虑。超滤的产水水质必须符合反渗透膜的进水要求，否则反渗透膜会很快被污染，大大影响膜的使用寿命。同时超滤膜产水量需比较稳定，以便于整个设备的宏观设计和运行操作过程的控制。 3.1 产水水量 图2分别为运行时间为30min和45min的产水量随时间的变化曲线。 由图2可知，随着运行时间的延长，此超滤膜能够维持比较稳定的产水量。 3.2产水水质 在整个实际运行期间，主要监测了超滤膜进水浊度、产水的浊度、SDI、

超滤膜的使用与清洗

超滤膜的使用与清洗 超滤装置标准工艺流程图 超滤膜产品性能特点 超滤膜的性能特点： 超滤膜的孔径大约0.002～0.1um,截留分子量为500-500000，其操作压力在0.07-0.1Mpa左右。海德能超滤膜的结构特点：内外表面是一层极薄的双皮层滤膜，滤膜在整张膜面上的孔径结构并不相同。不对称超滤膜具有一层极其光滑且薄(0.12微米)的孔径在不同切割分子量的内外双层表面上，此内外双层表面由孔径达16微米的非对称结构海绵体支撑层支撑，整根膜丝依靠小孔径光滑膜表面和较大孔径支撑材料的结合，从而使过滤细微颗粒的流动阻力小并且不易堵塞，独特的成型结构性能使得污染物不会滞留在膜内部形成深层污染。 超滤膜由于其特殊的性质广泛应用在矿泉水的制备、反渗透设备的预处理、自来水净化处理、海水淡化的预处理、废水回用的净化处理、去除 水中的胶体和细菌、中药有效成分进行浓缩、制备浓缩茶等行业。 超滤膜组件的性能参数：

超滤膜产品性能特点超滤膜设计参数：

注：表内数值以25℃为基准 超滤膜的药物清洗 随着超滤膜截留的污染物在膜内表面和膜孔中的不断积累，超滤膜的水通量和分离能力逐渐下降，通过反冲洗可以部分恢复膜的水通量，但反 冲洗不能达到100%的恢复效果，因此当超滤膜的水通量下降超过30%时，必须进行药物清洗，及时清除附着在超滤膜壁和膜孔中的污染物， 防止超滤膜形成不可恢复的堵塞。 药物清洗的方法主要有以下几种： 1、循环药洗：采用RO水或超滤水配制柠檬酸液控制pH为2，经增压泵从超滤膜的进水阀处打入，自排放阀处循环回柠檬酸液，调节排放阀将压力稳定在0.25Mpa，循环清洗30分钟后，将超滤膜内的柠檬酸液冲洗干净，再配制氢氧化钠和次氯酸钠溶液控制pH值为12，从进水阀处打入，在0.25Mpa水压下循环清洗30分钟后冲洗干净，见下图所示。 2、药液浸泡：分别将酸洗液和碱洗液打入超滤膜后将进水阀、排放阀和调节阀全部关闭，对超滤膜密封浸泡2小时后再用超滤水冲洗干净。 3、药洗杀菌：配制pH值等于2的柠檬酸溶液或pH值等于12的氢氧化钠溶液对超滤膜进行药物清洗，并加入50ppm（mg/L）的氯或过氧氢再进行循环药洗或浸泡，同时可起到良好的灭菌作用。

水处理技术之7种膜技术简介

水处理技术之7种膜技术 膜分离技术被公认为是目前最有发展前途的高科技之一。膜分离技术是以选择性多孔薄膜为分离介质，使分子水平上不同粒径分子的混合物/溶液借助某种推动力(如:压力差、浓度差、电位差等)通过膜时实现选择性分离的技术，低分子溶质透过膜，大分子溶质被截留，以此来分离溶液中不同分子量的物质，从而达到分离、浓缩、纯化目的。 近些年来，扩散定理、膜的渗析现象、渗透压原理、膜电势等研究为膜技术的发展打下了坚实的理论基础，膜分离技术日趋成熟，而相关科学技术的突飞猛进也使得膜的实际应用已十分广泛从环境、化工、生物到食品各行业都采用了膜分离技术。 迄今为止，水处理的膜技术主要有以下几种: (1)反渗透(RO)膜技术。 反渗透(又称高滤)过程是渗透过程的逆过程，推动力为压力差，即通过在待分离液一侧加上比渗透压高的压力，使原液中的溶剂被压到半透膜的另一侧。反渗透技术的特点是无相变，能耗低、膜选择性高、装置结构紧凑，操作简便，易维修和不污染环境等。 (2)纳滤(NF)膜技术。 纳滤技术是超低压具有纳米级孔径的反渗透技术。纳滤膜技术对单价离子或相对分子质量低于200的有机物截留较差，而对二价或多价离子及相对分子质量介于200-1000的有机物有较高脱除率。纳滤膜具有荷电，对不同的荷电溶质有选择性截留作用，同时它又是多孔膜，在低压下透水性高。 (3)微滤(MF)膜技术。 微滤膜是以静压差为推动力，利用筛网状过滤介质膜的筛分作用进行分离。微滤膜是均匀的多孔薄膜，其技术特点是膜孔径均一、过滤精度高、滤速快、吸附量少且无介质脱落等。主要用于细菌、微粒的去除，广泛应用在食品和制药行业中饮料和制药产品的除菌和净化，半导体工业超纯水支配过程中颗粒的去除，生物技术领域发酵液中生物制品的浓缩与分离。 (4)超滤(UF)膜技术。 超滤是以压差为驱动力，利用超滤膜的高精度截留性能进行固液分离或使不同相对分子质量物质分级的膜分离技术。其技术特点是:能同时进行浓缩和分离大分子或胶体物质。与反渗透相比，其操作压力低，设备投资费用和运行费用低，无相变，能耗低且膜选择性高。在食品、医药、工业废水处理、超纯水制备及生物技术工业领域应用较广泛。 (5)电渗析(ED)膜技术。 电渗析是一个电化学分离过程，是在直流电场作用下以电位差为驱动力，通过荷电膜将溶液中带电离子与不带电组分分离的过程。该分离过程是在离子交换膜中完成的。主要应用于海水淡化，苦咸水脱盐，海水浓缩制盐，乳精、糖、酒、饮料等的脱盐净化，锅炉给水、冷却循环水软化，废水中高价值物质回收与水的回用，废酸、废碱液净化与回收等。 (6)双极膜(BPM)技术。 双极膜是由阴离子交换膜和阳离子交换膜叠压在一起形成的新型分离膜。阴阳膜的复合可以将不同电荷密度、厚度和性能的膜材料在不同的复合条件下制成不同性能和用途的双极膜。主要应用于酸碱生产、烟道气脱硫、食盐电解等。 (7)渗透蒸发(PV)膜技术。 渗透蒸发是一个压力驱动膜分离过程，它是利用液体中两种组分在膜中溶解度与扩散系数的差别，通过渗透与蒸发，达到分离目的的一个过程，其设备投资和运行费用较低。近年来，对渗透蒸发技术的研究虽然进展很快，但它单独使用的经济性并不好。 【广州奥凯环保科技水处理设备公司采编】

超滤膜技术在环境工程水处理中的应用 陈少立

超滤膜技术在环境工程水处理中的应用陈少立 发表时间：2019-06-16T16:14:46.353Z 来源：《防护工程》2019年第5期作者：陈少立 [导读] 探讨超滤膜技术在环境工程水处理中的应用，使超滤膜技术在环境工程水处理中的重要作用得以发挥，提高环境工程建设质量。广东新环环保产业集团有限公司中山分公司 528400 摘要：超滤膜技术是一种新兴的水处理技术，在环境工程水处理工作中发挥着十分重要的作用，具有良好的应用前景。与以往的水处理技术相比，其操作更加简单，投入成本更低，在保证水处理质量的同时，能够获得更高的经济效益。超滤膜技术的应用，不但能够有效的提高城市水资源的利用率，环节城市水资源紧缺的现象，而且可以改善水环境污染等问题提，有效的提高环境工程建设质量。 关键词：超滤膜技术；环境工程；水处理；应用 引言 在环境工程的建设过程中，水处理工作取得了长足的进步，其中超滤膜技术发挥着十分重要的作用。在水处理工作中，超滤膜技术具有良好的水污染处理效果，被广泛的应用在环境工程建设中。本文将对超滤膜技术的原理以及特点进行分析，探讨超滤膜技术在环境工程水处理中的应用，使超滤膜技术在环境工程水处理中的重要作用得以发挥，提高环境工程建设质量。 1超滤膜技术概况及特点分析 超滤膜技术在处理工程用水方面可以通过环境压力把溶液进行分离。高分子量溶质因为半径较大从而不能透过半透膜，溶液方面由于孔径在纳米级别一般能够通过超过滤膜内部到达另一侧。此外由于超过滤膜表面具有吸附性，能够有效的吸附溶液中的细菌、微生物和其他杂种成分，而无机盐溶液因为分子在1nm以下，所以水和无机盐就能够有效的保留下来。相比过去的粗糙落后的过滤技术，超过滤装置能够在传统设备的基础上大大提升通过率，彻底的清除溶液中的杂质从而保证工程用水的质量。此外，超滤膜不需要添加化学药剂对溶液杂质进行净化，避免加入后无法清理干净带来一定的麻烦。最后超滤膜技术能够适应任何酸碱溶液，而且耐热耐水解性能也特别优良，因此使用范围相当广泛。 2超滤膜技术特点 首先，在超滤膜技术的发展过程中，物理特征是该技术的主要特点，其不但能够对环境发挥一定的保护作用，而且不需要使用大量的化学试剂，就可以获得良好的净化效果，可以有效的避免水资源受到化学试剂的污染，提高水资源的品质。其次，与传统过滤技术相比，超滤膜技术的净化功能更加先进，这种先进性突出表现在其可以过滤传统过滤膜无法过滤的物质。再次，由于原理简单，超滤膜技术不需要繁琐的操作。超滤膜技术可以在特定的压力下保证物质自动通过滤膜，在这个过程中，不需要对其进行额外的操作，能够有效的保证操作的简单性。第四，由于超滤膜不会被水中含有的酸碱物质侵蚀，其具有良好的抗酸性能。因此，超滤膜技术的应用范围更广，适合应用在对各类污水进行处理的过程中。超滤膜技术还有抗高温的特点，能够在140℃的条件下保证最佳效果，可以在污水处理过程中使用高温气体，并且不会出现破碎损坏的现象。此外，与以往的净化技术相比，超滤膜技术具有成本低的特点，并且效果优于以往的污水处理技术，能够大幅度降低环境工程建设中的资金投入，有利于工程成本控制。 3超滤膜技术在环境工程水处理中的应用 3.1应用于饮用水的处理 受到工业发展的影响，我国的水资源污染问题十分严重，很多水源中存在着细菌、水藻等污染物，导致水源的质量下降，对饮用水的质量造成影响，人们饮用了受到污染的饮用水后，身体健康会受到不同程度的损害，因此将超滤膜技术应用于饮用水的处理中迫在眉睫。与其他水处理不同，饮用水是人们直接饮用的，关系到人们的身体健康，因此其质量的要求更高，这也使得饮用水处理的标准随之提高，应用超滤膜技术，并将其与混凝沉淀技术相结合可以更加有效的将饮用水中的污染物进行去除与过滤，提高饮用水的质量与纯度，使之达到可以直接饮用的标准。目前该技术在欧洲的应用极为广泛，每天的处理水量可达到200000m3。 3.2应用于含油废水的处理 我国人口众多，饮食文化悠久且发达，因此每日的食物用量极多，这其中必然会使用大量的食用油，导致了含油废水量的增加。对含油废水的情况进行总结，其主要存在着３种形式，程度由轻到重分别为油浮在水面的浮游废水、油与水混合到一起的分散油废水、油与水融为一体的乳化油废水。前两种的程度较轻，因此处理起来也较为简单，使用活性炭吸附、机械分离或聚集沉淀的方法都可以做到处理，而第三种废水则较为复杂，简单的物理过滤方法无法做到有效的处理，因此需要应用超滤膜技术，使用该技术后，水中的含油量可降至１ｍｇ／Ｌ以下，且专门对含油废水进行处理的超滤膜技术可使含油量降至０．３ｍｇ／Ｌ。 3.3应用于城市污水的处理 近年来，我国的城市化趋势加快，城市的规模也随之不断扩大，城市的人口增多，这就导致了城市的污水排放量随之增加，城市污水的污染程度较轻，可以使用简单的物理过滤方法即可做到有效的处理，但成本较高，无法进行大规模的应用，而应用超滤膜技术不仅可以大规模应用，同时可以将常见的城市污水进行有效的处理，并过滤其中的污染物，使城市污水可以再次利用，经过自来水厂的二次处理后可以重新供应给城市居民的使用，形成了良性的水循环，提高了水资源的利用率?以我国天津2002年建成的污水回用厂为例，在使用该技术后，其每天生产的不脱盐水与脱盐水量可达到15000m3与10000m3，去除率在90%以上，出水浑浊度在0.5以下，水质极高。 3.4应用于海水淡化的处理 虽然地球的水资源丰富，但其中的９６．５％是海洋水，淡水资源有限且其中的６９％为冰川储水，开采较为困难，因此对淡水进行处理使之可以饮用是解决淡水资源短缺的重要方法，以往多采用电渗技术对海水进行淡化处理，虽然具有一定的效果，但回收率不高的问题一直难以解决，随着科学技术的发展，反渗技术的出现可以有效的解决这种问题，且成本较低，超滤膜的最大操作压差可达到 210000Pa，远超过跨膜压差的60000Pa，在应用反渗技术对海水进行淡化处理的过程中应用超滤膜技术，可以使去除率超过97%，脱盐率也超过97%，可以进一步提高淡化后的海水的水质? 3.5应用于电镀工业废水的处理 电镀工业的用水量极大，因此其会产生极多的废水，与上述的其他污水不同电镀工业产生的废水中含有重金属离子，如Cu?Pb?Al等，