超滤膜技能在水处理范畴的展望

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　　超滤膜技能在水处理范畴的展望
　　本文介绍了半死端超滤膜技能的典型设备，和运转工艺及其优化。而且介绍了在国际范围内此项技能在地下水，地表水，等惯例水源处理，以及海水和污水回用等较规水源方面的运用。 在20世纪的最终10年，国际范围内水处理设备的具有者开端呈现了改动。(可饮用)供水开端逐步由大规划的，政府操控运营的办法改动为私家具有的，多个国家一起参加的作业，而且也被视为本世纪的下一个商业机会。由此，呈现了对新的水处理技能以及下降水处理本钱的需求。此种需求必定导致膜技能的鼓起。从60年代开端，膜技能较早起源于海水淡化的反浸透膜。然后膜技能得到了较敏捷的开展，而且被大范围的运用于渐渐的变多的范畴。既脱盐反浸透后，一系列更疏松的浸透膜被开发出来，包含从纳滤(疏松反浸透)，到超滤(去除细菌和病毒)，到微滤(去除悬浮固体)。而且任何一种运用都有其共同的，能够特别规划的膜来满足要求。在前期大部分膜过滤选用错流过滤的办法，即液体沿与膜面水平的方向活动，这样的过滤办法能够轻松又有用的防备“膜垢”的发作，但却仅有一小部分的液体真实能够过滤出来。因而这种过滤办法导致较高的能耗，然后阻止了膜在大规划水处理设备上的运用。
　　1 总述
　　于水处理，尤其是大规划的水处理设备，能耗渐渐的变成了一个较显着的重要目标。假如膜技能要成为大规划的水处理设备的首要技能之一，就一定要下降能耗。因而，许多膜制造商开端开发低能耗的膜过滤体系，即所谓的死端过滤或半死端过滤。
　　此体系的作业原理相似咖啡过滤机，水中的固体悬浮物沉降在膜的外表。这部分固体一般被成为“尘垢”，只需水中含有固体悬浮物，就必定会有“尘垢”发作。为确保膜的产水量坚持不变，膜过滤压力必定继续不断的添加，因而运转一段时刻后需求从与过滤相反的方向对膜进行清洗，因而有时咱们也称为“半死端过滤”。堆积在膜外表的固体被清洗排出，然后膜又康复了开始规划的功能。尽管反冲刷能够去除体系中大部分的膜污染，但有时依然需求更有用的办法对膜进行彻底清洗。由于许多物质黏附在膜外表，仅经过机械力无法将其去除。这部分物质一般为有机物或微生物有机物，经过较长时刻的运转，这部分物质会阻塞膜孔。膜的阻塞问题应该被称为“尘垢”，它是运转进程不期望发作的状况。阻塞物能够溶解(关于一些小分子有机物)并经过膜，假如其对膜外表的黏附不是较强的状况下;或许被膜截留，关于一些微生物有机物，当它们附着在膜外表后，还会进一步繁衍。这种膜污染的首要经过化学清洗去除，也是一种可逆污染。膜污染真实的问题是那些无法去除的不可逆的污染。
　　2 半死端超滤技能
　　近几年开展的开展的半死端过滤技能是XIGATM的核心技能，它是依据8寸半死端过滤超滤膜组件开展起来的。XIGATM的核心技能选用8寸能接受压力的容器，这是一般反浸透的规范规划。在每个能接受压力的容器中，能够放入多个膜组件。每个膜组件为1.5米长，毛细管式膜，膜丝内径0.8或1.5mm，每个膜组的膜面积为22或35m2。膜过滤的进程分为过滤、反洗、和化学加强反洗三个进程。
　　成功运用半死端过滤技能的要害，是将过滤、反洗、化学加强反洗三个进程合理规划，然后使最终用户取得较低的运转费用。因而没有必要将单位膜面积的出水率总是坚持在尽或许大的水平上。由于反冲刷不用参加任何化学药剂，而且进行时刻很短(一般为20～60秒)因而反冲刷的费用远远低于化学加强反洗，咱们咱们都以为反冲刷是去除膜外表堆积尘垢的可选办法。
　　为了更清楚的解说这样的一个问题，下图标明体系运转进程中膜两头压力的改动。图中A段标明过滤进程，B段标明反洗进程，C短标明化学加强反洗进程(CEB)。
　　A进程进行中，关于特定的水质，需求确保的要害目标是膜通量和膜过滤压力。因而若下降反洗和化学加强反洗的频率，就将影响膜的通量。一起就将使体系的出资添加。别的一个办法是改进入水的水质，经过加药或进行化学预处理。这相同要添加出资和运转费用，因而一般要依据实践在这两种办法中进行权衡。
　　关于B进程，膜过滤压降取决于膜外表垢层的厚度，和反洗时的机械压力。反洗应尽或许充沛，确保能够被反洗掉的尘垢充沛去除，这是推延化学加强反洗的频率的一种有用办法。别的这样的一个进程中也存在反洗的机械压力(如反洗水的流量)和改动垢层厚度(参加预处理)这两种计划之间的权衡的问题。
　　C进程，化学加强反洗(CEB)，仅在进行了反冲刷后膜两头的过滤压降依然到达了预订值后，或许在预先设定的较长的反洗次数今后。所运用的化学清洗剂是一些惯例化学药剂的混合物，包含次氯酸钠、双氧水、次氯酸等，能够较地简单的处理掉尘垢层。
　　3. 超滤技能在水处理范畴中的运用
　　尽管超滤能够有许多的运用范畴，但大规划的水处理一般会集在以下方面：
　　饮用水供水终端
　　地表水处理
　　海水处理
　　流体的回用
　　3.1饮用水处理
　　由于对饮用水的质量开展要求越来越严厉，水处理公司投入渐渐的变大的精力来操控供水管网中存在的微生物的量。为了做到这一点，因而一种办法是进行贵重、频频的水质查验，或许在供水终端设置避免细菌和病毒进入的屏障。
　　选用UF体系，能够较便利的建成这样的屏障。超滤膜对细菌的去除率能到达6log，关于病毒的去除率到达4log，因而水厂和用水者都不用在忧虑细菌和病毒的问题。由于饮用水的质量自身就很高(浊度和悬浮固体都较低)，因而此刻的膜体系能够能够运用很高的膜通量，能到达135升/平米.小时。一起较高的入水条件，因而反冲频率和化学加强反洗的频率都能够较低，产水量能到达99%。假如需求还能够建立二级超滤体系，将榜首级的反洗水进一步回用。
　　3.2地表水处理
　　UF体系较多的运用在地表水处理上，处理后的水用于灌溉或作为反浸透的入水，来制备工业用水。
　　在荷兰，呈现了渐渐的变多的这类工厂。这种技能供给了一种新式的工业用水的办法，即不用在购买越来越贵的饮用水，而是就近取用地表水处理后运用。
　　3.3海水淡化
　　中东地区是水资源缺少较严峻的当地。为了处理这样的一个问题，最早人们一般选用蒸馏技能。从十九世纪60年代，膜技能被用于处理这些国家的缺水问题。可是，许多反浸透海水淡化体系面对着膜污染严峻的问题。首要由于反浸透体系的传统的预处理办法无法供给牢靠的入水水质。因而绝大多数淡化工厂，在远远低于其规划出水量的状况下作业，乃至有些工厂的出水量达不到开始规划的30%。
　　小型淡化设备的研讨较清楚的标明，超滤体系能够较有掌握的操控海水的水质，为反浸透体系供给高质量的入水。长时间实验也标明，超滤体系的出水SDI值能够较好的操控在2以下。这些测验在超滤体系前不用用任何预处理，而且适用各种海水水质。
　　3.4污水回用
　　西方国家费了很大的精力处理废水，处理后确仅仅是将其经过排水管网排到地表水源中，这种作为较不合理。再一次，超滤由于其价格方面的优势为污水的回用供给了一种有吸引力的处理办法。
　　其实，从城市污水处理厂和工厂中排出的废水，是作为工业用水，乃至是饮用水的一种较好的水资源。这在技能上是可彻底完成的，但西方用户确较难以相信这种做法。与其说这是技能上的难题，不如说是一个心思的难题。可是，现在在纳米比亚的Windhoek，已经在建造一个850吨/小时的水厂，便是选用膜技能将污水处理厂的出水回用为饮用水。
　　4.定论
　　半死端超滤是一种一点点不用置疑的技能。它具有广泛的运用，有些用于小型的项目，但别的一些，象咱们上面说到的一些项目规划很大，乃至较大。这种技能关系到人类有必要面对的一个问题，假如国际依然按现在的速度开展的话。即可饮用水资源，它是每个人的日子的一个重要部分。开展一种技能坚持饮用水资源，是保持人类日子的办法，也是确保下个世纪水不会像油相同的办法。