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    超濾

    一、設備介紹:
      超濾是以壓力為推動力的膜分離技術之一,簡稱UF。采用中空纖維過濾新技術,以大分子與小分子分離為目的,超濾微孔小于0.01微米。配合三級預處理過濾清除自來水中雜質,能徹底濾除水中的細菌、鐵銹、膠體等 有害物質,保留水中原有的微量元素和礦物質。
    二、設備原理:
      超濾是一種加壓膜分離技術,即在一定的壓力下,使小分子溶質和溶劑穿過一定孔徑的特制的薄膜, 而使大分子溶質不能透過,留在膜的一邊,從而使大分子物質得到了部分的純化。超濾原理也是一種膜分離過程原理,超濾利用一種壓力活性膜,在外界推動力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對較高的物質,而水和小的溶質顆粒透過膜的分離過程。通過膜表面的微孔篩選可截留分子量為3x10000—1x10000的物質。當被處理水借助于外界壓力的作用以一定的流速通過膜表面時,水分子和分子量小于300—500的溶質透過膜,而大于膜孔的微粒、大分子等由于篩分作用被截留,從而使水得到凈化。也就是說,當水通過超濾膜后,可將水中含有的大部分膠體硅除去,同時可去除大量的有機物等。超濾原理并不復雜。在超濾過程中,由于被截留的雜質在膜表面上不斷積累,會產生濃差極化現象,當膜面溶質濃度達到某一極限時即生成凝膠層,使膜的透水量急劇下降,這使得超濾的應用受到一定程度的限制。為此,需通過試驗進行研究,以確定最佳的工藝和運行條件,最大限度地減輕濃差極化的影響,使超濾成為一種可靠的反滲透預處理方法。超濾是介于微濾與納濾之間,且三者之間無明顯的分界線。一般來說,超濾膜的孔徑在0.05 um–1 nm之間,操作壓力為0.1–0.5 Mpa。主要用于截留去除水中的懸浮物、膠體、微粒、細菌和病毒等大分子物質。超濾膜根據膜材料,可分為有機膜和無機膜。按膜的外型,又可分為:平板式、管式、毛細管式、中空纖維和多孔式。目前家用超濾凈水器,多以中空膜為主。超濾膜的工作以篩分機理為主,以工作壓力和膜的孔徑大小來進行水的凈化處理。以中空纖維為例,以進水方式可分為外壓式:原水從膜絲外進入,凈水從膜絲內制取。反之則為內壓式。內壓式的工作壓力較外壓式要低。超濾膜在飲用水深度處理,工業用超純水和溶液濃縮分離等許多領域中,得到了廣泛應用。
    三、設備分類:
      過濾膜根據所加的操作壓力和所用膜的平均孔徑的不同,可分為微孔過濾、超濾和反滲透三種。微孔過濾所用的操作壓通常小于2×10^5 Pa,膜的平均孔徑為500?!?4微米,用于分離較大的微粒、細菌和污染物等。超濾所用操作壓為1×10^5 Pa~6×10^5 Pa,膜的平均孔徑為10-100埃,用于分離大分子溶質。反滲透所用的操作壓比超濾更大,常達到20×10^5 Pa~70×10^5 Pa,膜的平均孔徑最小,一般為10埃以下,用于分離小分子溶質,如海水脫鹽,制高純水等。
    四、設備應用:
      1、還原性染料廢水處理
      2、電泳涂漆廢水處理
      3、含乳化油廢水處理
      4、生活污水處理
    五、配套設備:
      1、增壓泵超濾膜以力差為推動力進行過濾,當原水的水壓不能滿足過濾需求時,系統需要增加泵加壓,以實現超濾膜分離作用,由于超濾膜的工作壓力較低,一般小于O?7MPa,故在系統設計時,一般選用離心泵,選擇離心泵的主要依據是揚程、流量、泵體材質,其次是泵的體積大小、外觀造型和價格等。
      (1)揚程和流量的選擇根據超濾系統設計中所需要的進水工作壓力,跨膜壓差和通水流量,來選擇泵的揚程和流量。一般選擇水泵的揚程和流量應當等于或略大于設計供水量和工作壓力,以滿足超濾系統的正常運行。
      (2)泵體材質的選擇根據原水水質的情況來選擇合適的泵體材質以減少投資成本,其材質不能與原水中的成分產生任何反應,也不能有溶解現象。當原水的pH值為6.5~8.5時可選用鑄鐵泵體;當原水為海水時,應選耐海水腐蝕的塑料泵體;醫藥和食品工業水處理卻一般選擇使用不銹鋼泵體?;瘜W清洗泵一般選擇耐化學藥劑的泵體。
      2、減壓閥 當原水水壓大于系統設計水壓時,要對原水進行減壓。一般采用可減靜壓的減壓閥來實現,減壓閥減壓的精度視超濾系統而定。另根據原水的水質選擇適合材質的減壓閥,一般可選的材質為銅、不銹鋼、鐵、塑膠。
      3、物理清洗和化學清洗系統 清洗系統主要由配藥箱、凈水箱、循環泵組成,采用氣水混合清洗的還包括空壓機,一般物理清洗分為等壓沖洗和反沖洗。等壓沖洗時是關閉產水閥,全開濃水閥,使原水以快于正常工作狀態時的流速沖刷膜表面,去除污垢。反沖洗是關閉原水閥采用循環泵,將凈水箱中的水從產水口打入膜組件。使凈水按正常過濾的反方向透過膜,沖刷掉膜表面的污染物,并使其從濃水口排出,反沖洗后,馬上進行等壓沖洗。能更有效地將被截留的污染物排出,為了加強清洗效果,順沖時,可采用氣水混合液進行沖洗?;瘜W清洗系統是用循環泵將配藥箱內的清洗液送入超濾系統,進行循環清洗和浸泡,靠化學藥品的作用去除膜表面的污垢,以恢復膜的產水能力,維持設計流量要求。
      4、消毒滅菌系統超濾所用設備和操作程序與化學清洗系統相同,僅需要將清洗液換成滅菌液即可,一般使用的滅菌劑為次氯酸鈉和過氧化氫,在選擇滅菌劑時要考慮劑膜的材質和滅菌劑濃度。例如Ps材質膜不能采用含有陰離子表面活性劑的滅菌劑,否則會對膜造成不可逆的通量損失。
      5、自動化計量、監控和儀表
      (1)計量水流量采用流量表來計量,流量計有轉子流量計、浮子流量計、電磁流量計、掙針式流量計等。在超濾系統中大多采用玻璃浮子(轉子)流量計,主要是顯示直觀,價格低,一臺超濾系統最少需要設置兩個流量計以便觀察,一個是產水流量計,一個是濃水流量計或原水進水流量計。 流量計規格的選擇是根據系統的流量大小而定,浮子流量計的選擇通常選用的量程為1.5~2倍的實際最大測量流量。
      (2)監控系統及儀表超濾系統在運行時,必須嚴格按照設計參數進行操作,這需要系統的相關參數進行監控,其中主要的監控項目是水質、流量、壓力,可以手動操作,也可采用儀表和可編程控制器對系統進行自動控制。
      對水質的監控可采用水質監測儀進行,對水壓的監控可采用壓力開關和壓力表進行,對流量的控制可采用電子流量計進行監測,并將監測信號反饋到PLC中,然后來控制泵,閥門及清洗系統,從而實現系統的自動化。
        壓力是超濾系統的一個重要參數,故在壓力表選擇時,要注意其精度和耐用性。壓力表量程的選擇,以使用壓力能使指針處于刻度盤的1/2~2/3位置為宜,并要考慮水錘對壓力表的沖擊。

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