膜过滤的详细讲解

什么是膜过滤的浓差极化?如何减轻和避免?

    在膜法过滤工艺中，由于大分子的低扩散性和水分子的高渗透性，水中的溶质会在膜表面积聚并形成从膜面到主体溶液之间的浓度梯度，这种现象被称为膜的浓差极化。水中溶质在膜表面的积聚最终将导致形成凝胶极化层，通常把与此相对应的压力称为临界压力。在达到临界压力后，膜的水通量将不再随过滤压力的增加而增长。因此，在实际运行中，应当控制过滤压力低于临界压力，或通过提高膜表面的切向流速来提高膜过滤体系的临界压力。
    防止浓差极化的方法除了选择合适的膜材料外，还可以通过控制运行条件。具体措施有：①加快平行于膜面的水流速度。②提高操作温度，高温下运行有利于降低粘度，提高凝胶物质的再扩散速度，还能提高积聚物的临界凝胶浓度；工作温度自15℃提高到25℃，水通量几乎增大l倍；操作温度视材质而定，纤维素质膜的最高温度范围为50～60℃，非纤维素质膜的最高工作温度范围可达50℃以上。③选择适当的pH值，比如对蛋白质溶液的分离，pH值在等电点以上时，用带负电的聚砜膜吸附量就少，而pH值在等电点以下时，膜的吸附量就会较多。

膜过滤的影响因素有哪些?

    (1)过滤温度：高温可以降低水的粘度，提高传质效率，增加水的透过通量，因此，可以在膜材料允许的情况下，尽可能提高过滤温度。
    (2)过滤压力：过滤压力除了克服通过膜的阻力外，还要克服水流的沿程和局部水头损失。在达到临界压力之前，膜的通量与过滤压力成正比，为了实现最大的总产水量，应控制过滤压力接近临界压力。
    (3)流速：加快平行于膜面的水流速度，可以减缓浓差极化、提高膜通量，但会增加能耗，一般将平行流速控制在1～3m／s。
    (4)运行周期和膜的清洗：随着过滤的不断进行，膜的通量逐步下降，当通量达到某一最低数值时，必须进行清洗以恢复通量，这段时间称为一个运行周期。适当缩短运行周期，可以增加总的产水量，但会缩短膜的使用寿命，而且运行周期的长短与清洗的效果有关。
    (5)进水浓度和预处理：进水浓度越大，越容易形成浓差极化。为了保证膜过滤的正常进行，必须限制进水浓度，即在必要的情况下对进水进行充分的预处理，有时在进膜过滤装置之前还要根据不同的膜设置5～200t肺不等的保安筛网。

膜过滤在废水处理系统中的作用有哪些?

    (1)造纸废水：膜过滤可用于亚硫酸盐纸浆废液的处理，把大分子木质素磺酸盐与糖类和小分子无机物分离出来，得到纯度为90％～95％的木质素磺酸盐。还可用于处理硫酸盐纸浆漂洗水，截留高分子量木质素着色残留物，使透过水回用。
    (2)洗毛废水：用单一离心法无法回收洗毛废水中低于10g／L的羊毛脂，采用膜过滤可以将洗毛废水中低浓度羊毛脂浓缩至30～45g／L，再进入离心提油机，循环提油。这种方法对羊毛脂的去除率为95％～99％，对COI)心的去除率为90％～95％，对SS的去除率>99％，水回收率>70％，其中羊毛脂的回收率比单一离心法提高1～2倍。
    (3)电泳废水：用膜滤法直接处理电泳槽废水，透过液可以作为漂洗水使用，浓缩液可以返回电泳槽继续使用。这种工艺既可以回收涂料，又可以节约大量漂洗水。
    (4)染料废水：对还原性染料和分散性染料废水采用膜滤法进行处理，可以回收其中的染料。用聚砜外压干式超滤器处理还原性染料废水，脱色率为95％～98％，cODc，去除率为60％一90％，染料回收率>95％。
    (5)含油废水：在石油炼制、金属加工、化纤处理过程中产生的乳化油废水，可以不破乳直接进行分离，实现出水达标和回收油剂的双重目的。使用超滤可以将乳化油含量0．8％～1．O％废水浓缩到含油量10％，必要时可以浓缩到50％～60％，而出水中油剂的含量几乎为零。
    (6)污水回用：采用生物处理和膜过滤工艺相结合，适用于大饭店、宾馆和生活小区等局部生活污水的再生利用。用此法产生的中水水质比普通混凝过滤工艺要好，而且节省消毒费用。在工业废水或城市污水深度处理过程中，也可以使用膜过滤工艺代替普通过滤工艺，实现二级出水的回用。