一、超濾膜的結(jié)構(gòu)
超濾膜多數(shù)為不對(duì)稱膜,由一層極薄(0.1-1μm)的致密表皮層和一層較厚(160-220μm)具有海綿狀或指狀結(jié)構(gòu)的多孔層組成。前者起篩分作用,后者起支撐作用。膜孔徑在分離過程中不是唯一決定因素,膜表面的化學(xué)性質(zhì)也很重要。通常,超濾過程可能同時(shí)存在3種情形:①溶質(zhì)在膜表面及微孔壁上吸附;②粒徑略小于膜孔的溶質(zhì)在孔中停留,引起堵塞;③粒徑大于膜孔的溶質(zhì)被膜表面機(jī)械截留。
二、超濾膜的材質(zhì)
常用的超濾膜材質(zhì)有醋酸纖維素(CA、CTA)、聚砜(PS、PSA)、聚本烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯醇(PVA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)等。超濾膜以截留分子量大小來劃分,一般有6000、10000、20000、30000、50000和80000等規(guī)格。
三、超濾膜的過濾特性
超濾過程是一種動(dòng)態(tài)過程。在超濾進(jìn)行時(shí),由泵提供推動(dòng)力,在膜表面產(chǎn)生兩個(gè)分力:一是垂直于膜表面的法向力,使水分子透過膜表面,另一個(gè)是與膜表面平行的切向力,把膜面截留物沖掉。因此,在超濾膜表面不易產(chǎn)生濃差極化和結(jié)垢,透水速率衰減較慢、運(yùn)行周期相對(duì)較長。一般當(dāng)超濾膜透水速率下降時(shí),只要減低膜面的法向應(yīng)力,增加切向流速,進(jìn)行短時(shí)間沖洗(3-5min),即可恢復(fù)。
四、超濾膜技術(shù)在水處理行業(yè)的應(yīng)用
超濾技術(shù)應(yīng)用范圍極廣,凡溶質(zhì)分子量為1000-500000道爾頓或者溶質(zhì)尺寸大小為0.005-0.1μm左右,都可以利用超濾分離技術(shù)。
(1)飲用水處理:
超濾膜可以有效去除水中的細(xì)菌、病毒、懸浮物和部分有機(jī)物,提供安全的飲用水。在飲用水凈化中,超濾膜技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物和菌類的凈化,以及對(duì)微米級(jí)懸浮物顆粒的有效去除,從而提高出水水質(zhì),對(duì)城市居民飲水健康具有重要意義。
(2)廢水處理與回用:
在市政、工業(yè)廢水處理中,超濾膜常作為深度處理技術(shù),去除廢水中的微粒、細(xì)菌等,實(shí)現(xiàn)廢水資源化再利用。超濾膜還用于中水回用,即將廢水經(jīng)過處理后再次利用于沖廁、景觀用水等,達(dá)到節(jié)約水資源的目的。
(3)海水淡化預(yù)處理:
在海水淡化過程中,超濾膜作為反滲透前的預(yù)處理步驟,可以有效去除海水中的懸浮物、膠體等,保護(hù)反滲透膜,延長系統(tǒng)壽命。
參考資料:唐受印 戴友芝 《水處理工程師手冊(cè)》