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    成都眾質(zhì)過(guò)濾 | 常見(jiàn)的膜分離技術(shù),你了解嗎?

    作者:admin 發(fā)布日期:2022/11/7 關(guān)注次數: 二維碼分享
    什么是膜分離技術(shù)?

    膜分離技術(shù)因其具有分離效率高、無(wú)相變、無(wú)化學(xué)反應、體積小、能耗低及操作方便等優(yōu)點(diǎn),在“物質(zhì)的分離與濃縮”過(guò)程中應用范圍非常廣泛。將膜分離技術(shù)應用于廢水零排放技術(shù)中具有明顯的技術(shù)先進(jìn)性及投資經(jīng)濟性。

    膜分離技術(shù)按照膜的形態(tài)、性質(zhì)、結構以及分離機理劃分不同。按照分離機理將膜分離技術(shù)劃分為微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)等。

    一、微濾

    微濾(Microfiltration)又稱(chēng)微孔過(guò)濾,是以多孔膜(微孔濾膜)為過(guò)濾介質(zhì)。

    在0.1~0.3MPa的壓力推動(dòng)下,截留溶液中的砂礫、淤泥、黏土等顆粒和賈第蟲(chóng)、隱抱子蟲(chóng)、藻類(lèi)和一些細菌等,而大量溶劑、小分子及少量大分子溶質(zhì)都能透過(guò)膜的分離過(guò)程。微濾技術(shù)通過(guò)機械截留作用、物理作用或吸附截留作用、架橋作用以及網(wǎng)絡(luò )型膜的內部截留作用去除這類(lèi)物質(zhì)。

    在零排放技術(shù)中,微濾技術(shù)可用于預處理階段。脫硫廢水、工業(yè)廢水、生活污水中懸浮物含量較高,通常這類(lèi)廢水經(jīng)過(guò)軟化、混凝沉淀后去除大部分懸浮物以達到廢水排放標準,但仍含有少量的懸浮物。

    少量的懸浮物將阻礙后續濃縮處理過(guò)程,有可能對后續膜處理過(guò)程造成機械損傷。采用微濾技術(shù)加強預處理階段可以提高進(jìn)水水質(zhì),保證后續處理工藝的安 全。

    如何降低微濾膜污染?

    微濾過(guò)程中不可避免發(fā)生膜污染現象,使產(chǎn)水量降低。為了降低膜污染帶來(lái)的不利影響,可以通過(guò)以下幾個(gè)方面減緩膜污染程度:

    1、操作方式上,采取合理的進(jìn)料液方式及優(yōu)化膜的操作條件,可以改善膜面的流動(dòng)狀態(tài)及膜面的水力學(xué)條件,是防治膜污染的主要手段。

    2、膜材料及結構的選擇,可以通過(guò)小型試驗選取合適的膜組件,對膜表面進(jìn)行改性、以及附加場(chǎng)的方式預防膜污染。在實(shí)際使用過(guò)程中,以無(wú)法再對膜表面進(jìn)行改性,因此選擇合適的膜組件及優(yōu)化運行條件顯得尤為重要。

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    二、超濾

    超濾是以壓力為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)之一。即在一定的壓力下,使小分子溶質(zhì)和溶劑穿過(guò)一定孔徑的特制的薄膜,而使大分子溶質(zhì)不能透過(guò),留在膜的一邊,從而使大分子物質(zhì)得到了部分的純化。當水通過(guò)超濾膜后,可將水中含有的大部分膠體硅去除,同時(shí)可去除大量的有機物等。

    超濾在使用過(guò)程中對廢水水質(zhì)有一定的要求,濁度<50 NTU,CODCr<200mg/L,SS<100mg/L,溫度5~45℃,pH 2~13,余氯200mg/L。因此在超濾前往往需要增加預處理手段,預處理方式的選擇以操作簡(jiǎn)便、對提高出水水質(zhì)有利、成本低廉、不會(huì )破壞膜材料等為原則。

    目前,在國內低壓膜過(guò)濾技術(shù)的研究中,具可行性和實(shí)用性的預處理方法主要有三大類(lèi):混凝、吸附、氧化,以及它們的組合工藝。超濾膜前的預處理還包括預過(guò)濾技術(shù),一般采用粒狀濾料組成的濾柱或濾池。通過(guò)預先去除大于膜孔尺寸的顆粒物可能會(huì )降低膜表面的污染,延長(cháng)膜的過(guò)濾周期;去除小顆粒也會(huì )降低內部膜污染。

    超濾膜污染的清洗可采用物理及化學(xué)的方法,物理清洗有正沖洗和反沖洗兩種,清洗主要分為水沖、氣沖和氣水聯(lián)合沖洗,不同沖洗方式組合可能會(huì )提高清洗效果。當污染物長(cháng)期積累而導致物理清洗能力減弱的時(shí)候,就需要對超濾膜進(jìn)行化學(xué)清洗。

    三、納濾

    納濾膜(Nanofiltration)起源于20世紀70年代,伴隨著(zhù)低壓反滲透膜的誕生而發(fā)展的一種新型膜技術(shù)。納濾膜具有兩個(gè)典型的特征:一是截留分子量介于反滲透膜和和超濾膜之間,二是納濾膜表面分離層通常帶有電荷。

    其表面電荷引起的電荷相互作用改變了納濾膜的傳質(zhì)過(guò)程和納濾膜對不同價(jià)態(tài)離子的截留能力,多數納濾膜膜面帶有負電荷,水溶液中帶正電的離子會(huì )被膜面電荷吸引、帶負電的離子會(huì )被收到排斥而遠離膜面,這種電荷效應稱(chēng)為道南效應。

    納濾對水中溶解鹽的截留率往往同時(shí)受到鹽離子體積大小和價(jià)態(tài)的影響。例如,對于Na2SO4、CaCl2和NaCl三種常見(jiàn)的鹽截留率測試的標準物質(zhì)截留率順序為Na2SO4>CaCl2>NaCl。

    在廢水零排放工藝中,然后產(chǎn)生結晶鹽,納濾脫鹽率雖不如反滲透,但對二價(jià)的離子具有較好的截留率,因此在預處理階段采用納濾技術(shù)可以有效的提高然后產(chǎn)生工業(yè)鹽的純度,提高產(chǎn)品品質(zhì)。

    但不可避免地是造成預處理階段建設成本及運行成本的提高,因此針對不同水廠(chǎng)首先需要了解處理水質(zhì)的具體情況,通過(guò)對廢水中各種離子成分的測定進(jìn)行初步判斷,是否需要增加納濾技術(shù)。

    四、反滲透

    反滲透是常用的水處理技術(shù)之一。原理是在高于溶液滲透壓的作用下,使其它物質(zhì)不能透過(guò)半透膜而將這些物質(zhì)和水分離開(kāi)來(lái),有效地去除水中的溶解鹽類(lèi)、膠體、微生物、熱源、有機物等。

    換言之,反滲透除鹽原理,就是在有鹽分的水中(如原水),施以比自然滲透壓力更大的壓力,使滲透向相反方向進(jìn)行,把原水中的水分子壓到膜的另一邊,變成潔凈的水,從而達到除去水中鹽分的目的。

    反滲透過(guò)程是一個(gè)與自然滲透現象相反的滲透過(guò)程,是以壓力差為推動(dòng)力的膜分離技術(shù),同時(shí)也是目前先進(jìn)的膜分離技術(shù)之一。反滲透不僅僅可用于鍋爐補給水的制備過(guò)程,在廢水處理方面也越來(lái)越受到關(guān)注。相比于微濾、超濾、納濾等技術(shù),反滲透具有較高的脫鹽率及回收率,能夠有效的降低濃水的排放量,從而降低后續蒸發(fā)固化過(guò)程的能耗。

    但反滲透技術(shù)對進(jìn)水水質(zhì)要求也較高,一般來(lái)說(shuō)pH范圍在4~10之間,溫度小于40℃,污泥密度指數SDI小于5,游離氯小于0.1mg/L,濁度小于1,含鐵量小于0.1mg/L。

    反滲透膜污染產(chǎn)生主要原因:

    同其他膜處理技術(shù)相同,反滲透在運行過(guò)程不可避免地產(chǎn)生膜污染的問(wèn)題,其主要原因有以下幾個(gè)方面:

    1、結垢污染。反滲透是一個(gè)原水濃縮的過(guò)程,隨著(zhù)原水被濃縮這些難溶鹽超過(guò)其溶度積而析出,在膜表面結垢,此外,濃差極化作用會(huì )加劇這一現象的發(fā)生。

    2、微生物污染。反滲透進(jìn)水中可能含有多種物生物,如細菌、藻類(lèi)、真菌、病毒和其他高等生物等。

    3、有機污染。反滲透進(jìn)水中可能含有大量種類(lèi)繁多的有機物,在系統運行過(guò)程中,這些有機物會(huì )在膜表面上被吸附而引起膜通量的損失,特別嚴重的情況下會(huì )出現不可逆的通量損失。

    4、膠體污染。膠體污染主要是由原水的濃縮和pH值得變化導致,污染物成分可能是有機或無(wú)機的單體或復合物。

    如何預防反滲透膜污染?
    在防止反滲透污染方面,可以通過(guò)以下幾點(diǎn):

    1、調整反滲透裝置的運行參數,保護膜安 全,主要有pH值、溫度、運行壓力。

    2、為了預防膜表面上發(fā)生無(wú)機鹽結垢,可以通過(guò)加酸、加阻垢劑的方法防止結垢。

    3、預防膠體污染通過(guò)介質(zhì)過(guò)濾、混凝-助凝工藝處理、濾芯式過(guò)濾或綜合工藝達到預防效果。

    4、預防微生物污染有效的方法是加氯殺菌,但為了防止膜被氧化,需要考慮反滲透進(jìn)水進(jìn)行脫氯處理。


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