超滤技术在水处理中不可或缺的作用

　　超滤技术在水处理中不可或缺的作用

　　超滤技术是通过膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离。当液体混合物在一定压力下流经膜表面时，小分子溶质透过膜(称为超滤液)，而大分子物质则被截留，使原液中大分子浓度逐渐提高(称为浓缩液)，从而实现大、小分子的分离、浓缩、净化的目的。电泳漆经过超滤膜过滤，高分子树脂分子和色浆被截留，水份和小分子物质则透过分离膜，从而达到净化电泳漆、脱去水份的功效。

　　目前超滤技术是电泳涂装工艺中不可或缺有工艺过程，杭州方然滤膜技术有限公司生产的电泳漆超滤专用中空纤维膜都可以很好地满足各种工艺条件的需要，对阴、阳离子型电泳漆都可达到同样的分离效果。

　　中超滤工艺流程：超滤采用一级一段部分循环连续式工艺流程，四组并联运行，浓水回流四组合一，单泵增压循环，每组挂超滤柱39支，单组产水76t/h，系统浓缩水排放8t/h。进水配置20μm过滤器两台及稳压调节门一台，以控制进水水质及进水压力。超滤柱直径200mm，额定工作压力0. 25MPa，产水量2t/h,滤膜为聚丙烯中空纤维膜，有良好的耐酸碱性和透气性能，截留分子量5000D，产水SDI ≤ 3。为使冬季超滤装置的正常制水，在总进水处安装表面式换热器一台，以提高水温(15~30℃)。

　　1、反洗。超滤反洗采用气一水脉冲擦洗，配备反洗泵台、空气压缩机一台，反洗频率2h一次，从产水侧进压缩空气脉冲后，开启反洗泵用成品水大流量清洗，自进水侧外排。保证空气压力在0. 22MPa左右，防止超压损坏膜元件。成品水反洗时间随季节、水温、进水水质状况及化学清洗周期等因素进行调整，一般控制在30~120s范围，以提高设备效率，降低水耗。

　　2、运行压力控制。超滤进水为清水泵出水，压力在0.55~0. 65MPa，超过超滤设备运行压力。为此，在20μm过滤器后安装了一台JD745型多功能自动调压阀，使超滤进水压力在0. 1~0. 25MPa之间波动。

　　3、回流比。由于四组超滤浓水通过一台泵加压回流，并联运行，系统阻力各异，回流比难以控制。在总进水压力稳定后，可通过调整各组浓水回流门控制单组回流比。在调整过程中，各组运行工况相互干扰，很难保证四组回流比一致，一般控制在(1：1~l ：3)范围，正是这种差异造成过滤工况和过滤效果的t--异，使四组膜通量不在同一均衡水平。因此，对并联系统而言，回流比的调整是涉及运行压力、产水量、膜通量、产水水质、清洗周期及运行效率的综合因素，其运行调整显得至关重要。

　　4、温度控制。运行温度一般控制在15~30℃之间，冬季通过表面式换热器对进水加热，用温控测点控制蒸汽量，防止超滤运行和反洗过程中水压水量的波动使进水超温，损坏膜及组件。

　　5、系统压们降。系统运行过程中，随着膜通量的下降及进水压力的调整，进水与产水压降、进水与浓水压降都在发生相应的变化，在运行及回流比的调整过程中，要密切注意这两个卜压降的变化，保证进水与产水压降小于0. 17MPa，进水与浓水压降小于0. 1MPa。在系统运行末期，在满足一个压降最大的情况下，任何一个超标就必须停止还行，进行化学清洗。

　　6、排污量。按设计要求，四组超滤连续排污量为8t/h。在实际运行过程中，需根据浓水状况对排污量进行调整，夏季一般控制在12t/h，冬季为8t/h。如果发现浓水急剧恶化，应采取强制气水反洗，以降低浓缩比，防止超滤膜的二次污染。

　　7、操作方式。在保证超滤产水量同时，整个系统全部续实行PLC程控操作。

　　8、停运及保护。系统停运前，应先开启回流排水门，停止回流泵使系统压力降至最低后逐组点击，气水反洗后退出运行。此时，装置内必须充满水，防止滤膜脱水失效。短时间停运，每天运行1h左右，用新鲜水置换出元件内存留的水;长时间停运(7天以上)，要向装置内注人保护液((1%的甲醛水溶液)，防止细菌滋生繁殖。

　　9、超滤系统杀菌和化学清洗。

　　基本设计参数：

　　1.设计步骤

　　(1)原水水质，包括水源类型、浊度、SS, COD, pH,温度等。

　　(2)选择预处理系统。

　　(3)选择超滤操作方式。

　　(4)确定平均水通量和系统回收率。

　　(5)确定系统实际产水量、膜面积、膜组件数量、进水泵与循环泵选择。

　　(6)辅助系统设计，包括反冲洗系统、正洗系统、化学清洗系统、化学加强反洗系统。

　　2.超滤膜组件设计参考数据

　　3.设计基本条件(适用于一般常规水质条件)

　　进水水质要求。

　　1)水中不溶解固体含量小于5wt%。

　　2)颗粒粒度小于100μm。

　　3)浊度不大于0. 1 NTU。

　　4)细菌去除率大于99. 999%。

　　超滤装置是在一个密闭的容器中进行，以压缩空气为动力，推动容器内的活塞前进，使样液形成内压，容器底部设有坚固的膜板。小于膜板孔径直径的小分子，受压力的作用被挤出膜板外，大分子被截留在膜板之上。超滤开始时，由于溶质分子均匀地分布在溶液中，超滤的速度比较快。但是，随着小分子的不断排出，大分子被截留堆积在膜表面，浓度越来越高， 自下而上形成浓度梯度，这日才超滤速度就会逐渐减慢，这种现象称为浓度极化现象。为了克服浓度极化现象，增加流速，设计了几种超滤装置：

　　1. 无搅拌式超滤

　　这种装置比较简单，只是在密闭的容器中施加一定压力，使小分子和溶剂分子挤压出膜外，无搅拌装置浓度极化较为严重，只适合于浓度较稀的小量超滤。

　　2. 搅拌式超滤

　　搅拌式超滤是将超滤装置位于电磁搅拌器之上，超滤容器内放人一支磁棒。在超滤时向容器内施加压力的同时开动磁力搅拌器，小分子溶质和溶剂分子被排出膜外，大分子向滤膜表面堆积时，被电磁搅拌器分散到溶液中。这种方法不容易产生浓度极化现象，提高了超滤的速度。

　　4. 中空纤维超滤

　　由于膜板式超滤装置，截留面积有限，中空纤维超滤是在一支空心柱内装有许多的，中空纤维毛细管，两端相通，管的内径一般在0.2mm左右，有效面积可以达到1平方厘米每一根纤维毛细管像一个微型透析袋，极大地增大了渗透的表面积，提高了超滤的速度。纳米膜表超滤膜也是中空超滤膜的一种。