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超滤是一种加压膜分离技术,即在一定的压力下,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,留在膜的一边,从而使大分子物质得到了部分的纯化。超滤原理也是一种膜分离过程原理,超滤利用一种压力活性膜,在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质,而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。通过膜表面的微孔筛选可截留分子量为3x10000—1x10000的物质。当被处理水借助于外界压力的作用以一定的流速通过膜表面时,水分子和分子量小于300—500的溶质透过膜,而大于膜孔的微粒、大分子等由于筛分作用被截留,从而使水得到净化。也就是说,当水通过超滤膜后,可将水中含有的大部分胶体硅除去,同时可去除大量的有机物等。

  超滤原理并不复杂。在超滤过程中,由于被截留的杂质在膜表面上不断积累,会产生浓差极化现象,当膜面溶质浓度达到某一极限时即生成凝胶层,使膜的透水量急剧下降,这使得超滤的应用受到一定程度的限制。为此,需通过试验进行研究,以确定最佳的工艺和运行条件,最大限度地减轻浓差极化的影响,使超滤成为一种可靠的反渗透预处理方法。

超滤技术的关键是膜。膜有各种不同的类型和规格,可根据工作的需要来选用。早期的膜是各向同性的均匀膜,即现在常用的微孔薄膜,其孔径通常是0.05mm 和0.025mm。近几年来生产了一些各向异性的不对称超滤膜,其中一种各向异性扩散膜是由一层非常薄的、具有一定孔径的多孔"皮肤层"(厚约0.1mm~1.0mm),和一层相对厚得多的(约1mm)更易通渗的、作为支撑用的"海绵层"组成。皮肤层决定了膜的选择性,而海绵层增加了机械强度。由于皮肤层非常薄,因此高效、通透性好、流量大,且不易被溶质阻塞而导致流速下降。常用的膜一般是由乙酸纤维或硝酸纤维或此二者的混合物制成。近年来为适应制药和食品工业上灭菌的需要,发展了非纤维型的各向异性膜,例如聚砜膜、聚砜酰胺膜和聚丙烯腈膜等。这种膜在pH 1~14都是稳定的,且能在90℃下正常工作。超滤膜通常是比较稳定的,若使用恰当,能连续用1~2年。暂时不用,可浸在1%甲醛溶液或0.2%NaN3中保存。 超滤膜的基本性能指标主要有:水通量[cm3/(cm2?h)];截留率(以百分率%表示);化学物理稳定性(包括机械强度)等。

使用与维护

在使用过程中,浓差极化现象是超滤膜截留溶质的自然结果。它会导致溶剂通量下降,以致溶质的去除率降低,使浓差极化现象减少到最低程度是超滤维护的关键问题之一。

主要方法有:提高进水流速(加大膜面流速)、提高水温(加速分子扩散)、物理或化学清洗。

物理清洗:在介质进入超滤之前应作好预处理,除掉固体杂质、铁锈等。超滤在使用之前应预冲洗除掉超滤膜的有机物保存液,在使用过程中应定期冲洗以冲掉膜表面的微孔上聚集的被截留物质。

等压清洗:关闭超滤液出口,增加原液流速,此时膜两侧压差消失,膜表面滞留的被截留物质悬浮于原液中并随液体排出。(此项主要用于浓缩分离工艺)

化学清洗:用1-2%的NaOH和1-2%的HCL当原液使用清洗循环15-30分钟,用纯水清洗至PH7左右,可清除残留物、细菌和胶体。用0。5%的甲醛(HCHO)或双氧水(H2O2)清洗15-30分钟,可清除微生物、细菌、有机污染。

停机保养:短期停机可将超滤器加满消毒的超滤水,长期停机可用0。5%的甲醛浸泡保存,严禁冻结。

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  • 点击数:1514  录入时间:2013-7-10 【打印此页】 【关闭