膜法水处理超滤膜截留
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可能有以下原因:
1. 浓差极化。
排除手段:增大浓水回流量,加速膜管内流速。
2. 断丝。
排除手段:查找出断丝处,并用环氧树脂进行修补;或更换超滤膜。
3. 二次污染。
排除手段:改进出水后处理。
4. 原水水质恶化。
排除手段:改善前处理,使之达到超滤进水要求。
5. 过滤精度选择有误。
排除手段:更换适合的过滤精度的膜。
❷ 超滤膜在水处理中的污染及其控制措施
影响膜污染主要有膜或膜组件自身特性、运行条件、原水水质、污泥混合液的性质等四大因素。
膜污染的防制措施
通过有效的技术可以尽量延缓膜污染的进程,降低膜污染的程度,在防控浓差极化和膜污染面的研究主要集中在改良膜的性质、改变原水的特性、优化分离操作条件及对膜进行预处理、定期反冲洗等方面。前面影响因素中已提到很多方面,这里主要对预处理方法和定期反冲洗进行阐述。
1.预处理
它是降低膜污染的研究方法之一,其中包括混凝、吸附、预氧化、预过滤等方法。预处理影响膜的过滤性主要表现为三个方面:改变污染物粒径分布;改变污染物之间相互作用或它们在膜表面的沉积性;抑制微生物生长或是去除可生物降解的微生物。混凝是目前为止用得最为广泛和有效的预处理方法,研究表明投加混凝剂后能大大降低膜污染,增加膜通量,而且比投加活性炭更为有效。活性炭投加能吸附水中8~15μm的颗粒,而这些颗粒是控制膜通量的主要因素。但过多地投加活性炭可能会加剧膜污染,目前国内普遍采用的是2g/L的投加量。采用强氧化剂如氯、过氧化氢、高锰酸钾、臭氧等来氧化和改变有机物组成部分,从而改善出水水质,减轻膜污染。国内外对于预氧化控制膜污染的研究主要限于臭氧。适度的臭氧预氧化能增加了可生物同化有机碳和改善污泥性质,从而可能减轻膜污染,发现臭氧化能够促进活性污泥中微生物细胞的分解和控制丝状菌膨胀,从而减轻膜污染。然而有研究表明臭氧的投加对控制膜污染效果不明显,甚至有可能加重膜污染,而且由于强氧化性,可能会氧化膜,从而损害膜,并容易产生一些副产物,因此预氧化工艺还在不断研究中。使用填充床过滤器或是其它膜预过滤来去除部分可能对后续膜有污染的物质,疏水性粗孔径膜能很好低吸附有机污染物,因此在预处理使用疏水性粗孔径膜非常有效。
2.膜冲洗
研究表明对膜组件进行定期清洗可在很大程度上恢复膜通量。膜的清洗包括物理冲洗、化学冲洗、物化联合冲洗以及电冲洗。物理清洗是用机械方法从膜面上去除污染物,包括多种方法。如正方向冲洗、变方向冲洗、透过液反压冲洗、振动、排气充水法、空气喷射、自动海绵球清洗、水力方法、气液脉冲和循环洗涤等。但该法仅对污染初期的膜有效,清洗效果不能持久。
研究表明:单独进行水反冲洗不能够有效去除膜面的阻垢层。化学清洗实质上是利用化学试剂和沉积物、污垢、腐蚀产物及影响通量速率和产水水质的其他污染物的反应去除膜上的污染物。化学试剂主要包括酸、碱、螯合剂和按配方制造的产品等。采用盐酸、氢氧化钠及次氯酸钠三种清洗剂结合清洗PVDF膜效果很好,但是单独的进行化学清洗只能减小污染物对膜的粘滞性,不能将污染物有效去除,而且进行化学清洗时,水温、加药量及清洗时间是决定清洗效果的重要因素。将物理和化学清洗方法结合使用可以有效提高清洗效果, 如在清洗液中加入表面活性剂可使物理清洗的效果提高。电清洗是一种十分特殊的清洗方法。在膜上施加电场, 则带电粒子或分子将沿电场方向移动, 通过在一定时间间隔内施加电场, 且在无需中断操作的情况下从界面上除去粒子或分子。这种方法的缺点是需使用导电膜及安装有电极的特殊膜器。清洗剂的选择决定于污染物的类型和膜材料的性质。
在清洗方案的选择中,应考虑以下因素:清洗设备的要求, 膜的类型和清洗剂的相容性,系统的结构材料,污染物的鉴定,使用过的清洗液的排放条件及由此造成的影响。
要预防和控制膜污染,首先要了解各种膜过程的过滤机理。一般来说,微/超滤过程主要遵循筛分机理,反渗透过程遵循溶解-扩散机理。相应地,反渗透膜的污染一般为膜面污染,而微/超滤膜的污染一般为表面凝胶层污染和孔内吸附及孔堵塞引起的膜污染。表面污染一般为可逆膜污染,而孔内堵塞和吸附一般为不可逆膜污染。
在明确了各种膜过程的过滤机理以后,可以从以下几个方面来预防和控制膜污染。
1 预处理工艺的选择
预处理是指在原料液过滤前加入适当的药剂,以改变料液或溶质的性质,或对料液进行絮凝、过滤,去除较大的悬浮粒子或胶状物质,或调整料液的pH以去除膜污染物,从而减轻膜的负荷和污染。
在选择预处理工艺之前,首先要明确预处理的目的。膜前进行预处理主要是为了防止或减少膜污染,将膜污染降低到最低水平。因此,可以根据不同膜过程的需求和进水要求选择合适的预处理工艺。首先,需在实验室确定各种膜过程中的关键污染物,去除或减少对膜污染起主要作用的关键组分。预处理的目的并不是去除所有污染物,而是去除对膜有污染或损害的关键污染物,因此处理要适度,过度的预处理反而会引起新的膜污染。
1.1 污水中无机结垢物质引起的膜污染的预处理工艺选择
在双膜系统运行过程中,结垢主要发生在反渗透膜元件上,如果超滤进水中的硬度和碱度过高,则容易在反渗透膜段发生结垢,引起反渗透产水通量快速下降。因此,要减少反渗透膜段的结垢污染,需要对污水进行膜前预处理。防止反渗透膜结垢的预处理方式主要有以下几种:添加阻垢剂、调酸、除硬等。
添加阻垢剂可以控制碳酸盐垢、硫酸盐垢以及氟化钙垢,还可以抑制硅垢。添加的阻垢剂可分为3类:六偏磷酸钠、有机磷酸盐和多聚丙烯酸盐。添加阻垢剂的优点是操作简单,膜前无任何处理步骤,且添加剂量可精确控制;缺点是会增加浓水COD,高回收率下可能失效,阻垢剂含量高或阻垢剂种类选择不当时仍有可能堵膜。
通过调酸,可使碳酸钙维持溶解状态。调酸处理的优点是操作简单,污水pH不高时,成本低于除硬处理;缺点是调酸处理对Ca、Mg离子无去除作用,浓水侧Ca、Mg离子含量仍较高,且对管路防腐要求较高。此外,仅采用加酸控制碳酸钙结垢时,要求浓水中的 LSI 或S&DSI 指数必须为负数。
除硬处理可采用石灰-纯碱除硬或氢氧化钠-纯碱除硬。在水中加入氢氧化钙可去除碳酸盐硬度,非碳酸盐硬度可以通过加入碳酸钠(纯碱)进一步降低。石灰除硬的优点是可同时降低硬度和碱度,比氢氧化钠成本低,浓水LSI降低明显;缺点是泥渣量很大,泥渣沉降或过滤操作繁琐。氢氧化钠除硬的优点是泥渣量少;缺点是对碱度去除效果不好,浓水LSI仍较高,处理成本较石灰法高。
1.2 污水中胶体引起的膜污染的预处理工艺选择
胶体污染主要发生在超滤膜元件上,如果反渗透进水中铁、锰、硅等含量超过一定值,则在反渗透膜元件也会形成污堵,因此,必须控制进水中的铁、锰、硅等含量。
胶体的粒径范围为1 nm~1μm,在水中通常带电。胶体粒子之间由于静电斥力的作用,不会发生聚合,很难自然沉降。因此,必须根据胶体物质的特性,在水中加入特定化学药剂或采用其他方法,使其沉淀下来。
超滤膜前脱除胶体的方法主要有凝聚、絮凝(包括电絮凝)、混凝或气浮等。凝聚是在废水中投加带正离子的混凝药剂,大量正离子在胶体粒子之间的存在可以消除胶体粒子之间的静电排斥,从而使微粒聚结。常用的凝聚剂有硫酸铝、硫酸亚铁、明矾、氯化铁等。絮凝是在废水中加入高分子混凝药剂,高分子混凝药剂溶解后,会形成高分子聚合物,这种高聚物的结构是线型结构,线的一端拉着一个微小粒子,另一端拉着另一个微小粒子,在相距较远两个粒子之间起着黏结架桥的作用,使得微粒逐渐变大,最终形成大颗粒的絮凝体,加速颗粒沉降。常用的絮凝剂有聚丙烯酰胺(PAM)、聚铁(PE)等。凝聚与絮凝结合在一起使用的过程为混凝过程。混凝对原水的悬浮物、有机物及胶体物质等杂质都有去除效果,操作简单,处理成本低,是目前国内外应用最普遍的水处理方法。据文献报道,一般混凝+过滤可去除60%的胶体硅,混凝+澄清过滤可去除90%的胶体硅。
1.3 污水中有机物引起的膜污染的预处理工艺选择
在污水处理过程中,脱除和浓缩有机物是主要目标。在双膜系统运行过程中,有机物引起的膜污染在超滤和反渗透膜段都有体现。由于炼油污水中的大分子有机物相对较多,因此超滤膜段大分子有机物引起的膜面污染可能较反渗透膜段更为严重。有机物容易吸附在膜面上引起膜通量急剧下降,当高分子质量的有机物为憎水性或带正电荷时,这种吸附过程更易进行;当pH>9时,膜表面及有机物均呈负电荷,因此,高pH有利于防止有机物污染。但以乳化状态出现的有机物会在膜表面形成有机污染薄层,引发严重的膜性能衰减,必须在预处理部分除去。
目前来说,膜前预处理去除有机物的方式可分为以下2大类:物理化学法和生物法。物理化学法主要包括吸附法、絮凝剂混凝沉淀法、高级氧化法;生物法主要为膜前深度生化处理,包括接触氧化、BAF、A/O、A/O/O等。其中,吸附法常用的吸附剂为活性炭,但活性炭吸附费用较高,并且再生困难,容易产生二次污染。絮凝法可有效去除水中的悬浮性物质,防止膜发生胶体污染。高级氧化法可有效去除水中难降解有机物。生物法如接触氧化和BAF可有效降低水中的有机物、氨氮、油,并截留大量悬浮物,BAF尤其对氨氮去除效果好。不同的预处理方法各有优势,必须结合实际废水水质筛选出相应的有机物去除手段。
1.4 污水中微生物引起的膜污染的预处理工艺选择
微生物污染是指微生物在膜水界面上积累、凝结形成一层生物膜,影响膜系统性能的现象。细菌的大小一般为1~3 μm.微生物可以看成是胶体物质,可以按照胶体污染的预处理方法或在超滤膜系统得到去除。然而,微生物的繁殖能力很强,在适宜的生存条件下会迅速生长。
膜元件容易受到微生物污染的原因有3种:一是膜系统具有较大的膜表面积,增加了黏附细菌的可能性;二是膜的过滤会将细菌迁移至膜表面;三是预处理也是生物污染源,预处理投加的絮凝剂、杀菌剂或阻垢剂过量,会成为微生物的营养源,并且膜组件内部的潮湿阴暗为微生物生长提供了理想环境。若在污水进入膜系统前不对微生物加以杀灭,这些微生物将以膜为载体借助浓水段的营养盐而繁殖生长,严重威胁膜系统的长期稳定运行。因此,污水在进入膜系统前必须进行合理的杀菌处理,有效的除菌手段是保证膜系统稳定运行的关键因素。
杀菌按性质可分为化学杀菌和物理杀菌。化学杀菌主要采用杀菌剂,杀菌剂的作用方式可分为杀菌作用和抑菌作用。污水处理中常用的杀菌剂可分为无机杀菌剂和有机杀菌剂,也可按化学性质分为氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂。无机杀菌剂以氧化型为主,如二氧化氯、液氯、臭氧等,有机杀菌剂主要是阳离子的季铵盐类物质。
氧化性杀菌剂是强氧化剂,能够氧化微生物体内起新陈代谢作用的酶而杀灭微生物。氧化性杀菌剂的特点是杀菌速度快、成本较低,但药剂使用过程存在一定的安全隐患;非氧化性杀菌剂是以致毒剂作用使微生物的酶系统失去活性,破坏细胞的新陈代谢,破坏细胞壁、细胞膜或其他特殊部位,它的作用不受水中还原性物质的影响,对pH变化不敏感。非氧化性杀菌剂可以弥补氧化性杀菌剂的不足。
物理杀菌方式主要有超声波与磁场组合杀菌、变频电脉冲杀菌和紫外线杀菌等。超声波与磁场组合杀菌能够自动周期性地、有规律地产生各种频率的强大直流脉冲电磁波,直接击穿细菌的细胞壁而导致细菌死亡,同时污水在这种直流脉冲电场作用下,迅速发生微弱的氧化还原反应,在阳极区附近产生一定量的氧化性物质与细菌作用,破坏了细菌正常的生理功能,使细胞膜过氧化而死亡,从而达到杀菌目的。紫外线杀菌是通过紫外线照射来达到杀菌目的,紫外线对微生物的核酸可以产生光化学危害,紫外光被微生物的核酸吸收,一方面可使核酸突变,阻碍其复制、转录,封锁蛋白质的合成;另一方面产生自由基,可引起光电离,从而导致细胞死亡,达到杀菌目的。紫外线杀菌的优点是不需要向水中投加化学品,设备维护要求低,仅需定期清洗或更换水银蒸汽灯管;缺点是该法仅适用于较干净水源。变频电脉冲杀菌是让细菌触电,外加交变电场会形成跨膜电位而穿透细胞膜,导致微生物死亡。
化学杀菌剂的杀菌率大小依次主要受杀菌剂种类、杀菌剂浓度、杀菌剂作用时间的影响。聚酰胺反渗透膜表面通常显负电性,为了保持膜通量和脱盐率,尽量选择和膜表面荷电性相同的杀菌剂。
2 膜材料及膜孔径的选择
2.1 膜材料的选择
膜材料是膜技术的核心。污染物在膜上的吸附是由于膜、溶剂、污染物之间相互作用的结果,当然还与膜表面性质和膜孔径等因素有关。针对污染物的性质,选择合适的耐污染膜材料,可以有效地减少膜对污染物的吸附。
❹ 请教超滤膜用在废水处理中的事项
1. 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没有内细菌容,这样会直接影响到出水水质,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。
2. 过滤系统所用组件数量是根据设计总透水量而定的,而每根组件所标称的每小时产水量是指纯水透水速率,是指采用纯水作测试介质,纯水对超滤膜不存在溶质引起的堵塞问题。但由于装置的透水速率随运转时间而逐渐下降,但经清洗后基本上可以回复到一个相对稳定值。此外,超滤组件的透水量还受到温度、压力、料液浓度、给水浊度等因素影响。
3. 由于每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,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。
4. 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。
5. 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。
❺ 什么是超滤膜技术
超滤膜的技术:
超滤膜技术是以压力差动力的一种半透膜,在过滤膜的技术上可以分为超滤膜过滤、微孔膜过滤和逆渗透膜过滤三类。这个是根据超滤膜所能截留的杂质或分子量的大小区分的,如果是椐据膜的孔径大小区分的话,微孔膜(MF)的额定孔径范围为0.02~10μm;超滤膜(UF)为0.001~0.02μm;反渗透膜为0.0001~0.001μm。由此可知,超滤膜适于处理溶液中溶质的分离和增浓,或采用其他分离技术所难以完成的胶状悬浮液的分离。
1.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;
2.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;
3.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出现二次污染的情况;
4.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方面,展现出高的应用效率。
超滤膜技术是一种新型水处理技术,与传统水处理技术相比,超滤膜技术的效率高、能耗低、处理水量大等优势在水处理过程中很有成效,随着技术发展日益成熟,超滤膜技术不仅在工业污水处理中得到了较为广泛的应用,而且在城市饮用水净化领域也体现出较为广阔的应用前景。
❻ 水处理中超滤膜是什么有哪些特点呢
超滤膜是什么?
超滤(UF)基本上是按分子量大小进行分离的压力驱动膜过程。超滤膜的孔径一般在1—100nm之间,能够截留分子量在300—500,000道尔顿的物质,包括多糖、生物分子、聚合物和胶体物质等。大多数超滤膜所标称的切割分子量一般定义为膜具有90%以上截留率的最小分子量。
超滤膜具有哪些特点?
1. 亲水性膜丝,通量大
超滤膜通过降低膜表面张力,大幅改善了膜的亲水性,使水通量大幅增加,膜表面涂覆牢度强,衰减慢,经过相对高温的水洗和碱洗不易脱落,膜丝抗污染能力提高,耐化学腐蚀性增强。
2. 过滤精度高
超滤膜丝空隙分布均匀,膜孔数量繁多,结构稳定,过滤精度高达0.01微米,彻底滤除原水中的细菌、病毒、胶体、铁锈等各种杂质,出水稳定,水质可达国家饮用水标准,真正实现优质净化水效果。
3. 截留高,抗污染性强
超滤膜的膜丝分布狭窄,且微孔形状呈倒喇叭状,起稳定截留作用的表皮层孔径小,支撑层孔径大,污染物不能进入到支撑层,避免不可恢复的堵塞,使膜丝抗污染性强,在原水水质波动频繁,水质较为恶劣的条件下运行仍能保证良好的过滤效果。
4. 膜丝强度高
超滤膜膜丝拥有的机械强度大,每一根超滤膜丝在各种复杂的工况条件下运行稳定,不易出现断丝,保证超滤出水水质优良。
5. 易清洗,易恢复,使用寿命长
膜公司独特的制膜工艺,使超滤膜膜丝内外壁平整光滑,具有永久亲水性的特质,从而使超滤膜在过滤介质中:胶体、油、蛋白质与污染物质在膜的表面聚结成球状,这种聚结物很容易从膜表面脱离,通过简单的反洗就可以清洗干净,不易污堵,可有效减少化学清洗频率,延长超滤膜使用寿命。
❼ 其实超滤膜过滤出来的水,和烧开的自来水有什么区别..
一、水的微量元素含量不同
超滤膜过滤出来的水在过滤的过程中虽然去掉了胶体、悬浮物等大分子有机物,但是也去除了一些微量元素,自来水只进行了粗过滤和杀菌,所以超滤膜过滤出来的水中的锌等微量元素远远低于自来水。
二、水的处理过程不同
超滤膜过滤是一种筛分的过程,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过,而体积大于膜孔径的物质则被留下成为浓缩液,从而实现了对水的净化。
烧开的自来水是一种灭菌除垢的过程,自来水经过粗过滤和灭菌去掉了悬浮物杂质和细菌等有害物质,随后自来水经煮沸后除垢并进一步灭菌。
(7)膜法水处理超滤膜截留扩展阅读
超滤膜的材质很多,包括:聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯等。当超滤用于水处理时,其材质的化学稳定性和亲水性是两个最重要的性质。
化学稳定性决定了材料在酸碱、氧化剂、微生物等的作用下的寿命,它还直接关系到清洗可以采取的方法,亲水性则决定了膜材料对水中有机污染物的吸附程度,主要影响膜的通量。
❽ 膜水法处理技术
我想您问的可能是“膜法水处理技术”吧?如果是的话,材料学专业,包括内有机材料、容无机材料、材料成型加工等专业,能够更多地接触到膜的制备技术;化学工程、化学工艺、分离工程等专业能够接触到膜技术的应用。环境专业、水处理专业也能接触到膜法水处理相关技术。 您要想更多了解膜技术相关知识,可以继续追加提问,我会尽可能回答您的问题。
❾ 常用几种膜分离法污水处理方式
常用的几种膜分离法污水处理方式:
一、超滤膜分离方法。根据分子的形状和不同性回质利用大气压答力的作用,将其进行有效的筛选和分离。这项技术通过我国的多年研究和使用,除污效果显著,能有效的对污水中的bing原体进行处理。因此超滤膜分离技术在我国各项污水处理中得到广泛的使用。
二、纳滤膜分离方法。在20世纪70年代的中后期形成的纳滤膜分离技术就是在保证无机盐分离时不受电势和化学梯度的影响,通过(实际压力小于或等于1。5MPa)的作用将直径大约为1纳米的分子进行有效的筛选和分离,从而达到污水处理的效果。
三、液膜分离方法。在20世纪60年代被提出一直到80年代中后期才被广泛应用的液膜分离技术,分为乳状液膜和支撑液膜,其中乳液液膜在污水处理技术中被广泛应用。第四、膜生物反应器。就是原水在进入生物反应器与生物发生充分反应之后,利用循环泵,使水流经膜组件,水得到排放的同时生物相又重新流入生物反应器,该技术是通过把膜件与生物反应器进行结合而形成的一种新型去污技术。
❿ 超滤膜在水处理工艺中的技术优势体现在哪些方面
超滤膜是超滤膜的一种。它是超滤技术中最为成熟与先进的一种内技术。中空纤维容外径: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。