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文檔簡介
1、目前水處理行業(yè)主要超濾(UF)產品特點一、 超濾技術簡介超濾是一種膜法分離技術,是以壓力為推動力(0.010.03MPa),利用超濾膜過濾功能層的致密細小孔徑(0.0050.1um)對液體中不溶性雜質,進行分離的物理篩分過程,去除水中的懸浮物,細菌,膠體等污染物。近30年來,超濾技術發(fā)展極為迅速,在工業(yè)給水方面應用越來越多,例如海水淡化、純水及高純水制備,超濾作為預處理設備,確保反滲透等后續(xù)設備長期穩(wěn)定安全運行。隨著全球水資源污染及可直接利用水資源的匱乏,污水回用目前是人類所面臨的重大課題,超濾在污水回用、水資源再生領域也起到了關鍵的作用。二、 超濾發(fā)展的歷史上世紀60年代,超濾技術在實驗室產
2、生。并在上世紀80年代在歐美國家飲用水行業(yè)規(guī)模化應用。其主要的優(yōu)點是出水水質好,完全可以去除細菌(細菌直徑為1 um),取代了原來飲用水中使用NaClO消毒所產生的氯芳等致癌物質。上世紀80年代主要的超濾膜其生產的基本材質是聚砜(PS)、聚醚砜(PES)。其主要產品包括荷蘭Norit,美國Koch、美國海德能等產品。聚砜(PS)、聚醚砜(PES)具有以下優(yōu)點:1、成膜工藝簡單,易于成膜;2、原材料價格便宜,67萬元/噸,生產成本低;同時也具有以下缺點:1、耐壓性能不好,平板膜低于7bar,聚砜中空纖維膜低于1.7bar。2、疏水性,易于污堵。但可以經過磺化、共混等方式進行親水改性。其中磺化是在
3、苯環(huán)上接一個磺酸基,磺化后親水性大大增強,但目前沒有這方面的定量數據。共混則是攙雜親水性的物質,例如聚吡咯烷酮類的親水性物質。3、耐氧化性能一般。長期或者高濃度的氧化性清洗劑會對膜材料造成一定的破壞。4、適用水質條件及運行條件窄,使用壽命短。5、在較復雜水質或水質波動較大時,適用性小,耐沖擊能力低。 為了克服以上材質所造成的產品缺陷,經過很多科學家的辛勤攻關,上世紀90年代,PVDF(聚偏氟乙烯)超濾膜問世,其優(yōu)越的性能全面的超過了聚砜(PS)、聚醚砜(PES)材質的超濾產品。目前國際上具有代表性PVDF材質的超濾產品有:日本旭化成(Asahi)、美國陶氏(DOW UF) 、美國GE(Zeno
4、n)、日本東麗(Toray)、澳大利亞Memcore。PVDF的優(yōu)點是: 1、pH耐受范圍寬,可以達到113甚至更寬;2、是抗氧化能力最突出的膜材料,可以經受苛刻的氧化清洗條件;3、耐絕大多數化學溶劑,優(yōu)于PES和PS;4、耐生物降解,抗老化;5、氣水反洗徹底,水的利用率高;6、適用條件寬,使用年限長。PVDF的缺點是:1、由于其強度強,成膜工藝難度大,需要先進的生產技術和設備;2、原材料價格2530萬元/噸(是其他超濾膜材料的4倍多),生產成本高;3、經過多種方式進行親水改性,改性后其親水性可以達到相當令人滿意的程度,但制膜工藝復雜。三、超濾膜產品對比(一)材質及性能對比產品及生產商美國陶氏
5、(DOW UF) 日本旭化成(Asahi)美國GE(Zenon)澳大利亞MEMOCRE日本東麗(TORAY)美國Koch,荷蘭Norit,美國海德能運行方式外壓式內壓式膜絲基礎材質PVDF:聚偏氟乙烯親水改性PS:(聚砜)PES:(聚醚砜)膜絲強度強(抗拉、抗壓強度是內壓超濾的45倍)較弱原材料價格2530萬元/噸;是世界上最好的超濾膜材料,是其他超濾膜材料的4倍多。67萬元/噸;原材料便宜產品適應條件外壓式結構,適應條件寬,對預處理要求低;耐化學能力強,抗污染性能好。內壓式結構,適應條件有嚴格要求,對預處理要求高,抗污染性能差。主要應用領域工業(yè)污水、生活污水、被污染的地表水或水質波動較大的水
6、源飲用水或水質較好的地下水和地表水進水最大濁度1000 NTU50 NTU適應進水濁度200-500 NTU20 NTU氧化劑耐受能力NaCLO 5000 ppm抗氧化能力強;化學清洗藥劑對膜材料不會造成損害;使用壽命長。NaCLO 200ppm抗氧化能力較弱,化學清洗藥劑易使膜材料受損害,清洗情況采用水和氣水混合反沖洗方式;清洗系統簡單,清洗效果好;運行費用低。采用水反洗和通過經常性的在線加藥化學浸泡(化學分散清洗);清洗系統復雜,清洗效差,運行費用高。藥劑消耗量低高(通常是PVDF材質的56倍)污水的回收率90%95%85%90%在中國的業(yè)績較多,在中國已1000多個工程在投入運行;市場占
7、有率高。較少;特別在污水或循環(huán)排污水領域應用項目更少。使用壽命長較短附圖1強度的比較 PE、PES PVDF PE、PES PVDF附圖2進水最大濁度比較附圖3氧化劑耐受能力比較綜合上表,我們可以得出以下結論:1、超濾膜的材質決定了膜的基本性能,PVDF材質膜產品的總體性能遠遠優(yōu)于PE、PES材質的超濾膜產品。2、PVDF材質超濾膜是最新的科技產品,具有優(yōu)異的化學穩(wěn)定性,對來水的波動具有極強的抗沖擊能力和適應性。3、PVDF材質超濾膜產品適應水源范圍更寬;4、PVDF材質超濾膜產品對水的回收率更高,能充分的節(jié)約水資源;5、PVDF材質超濾膜產品運行對藥劑的需求量小,費用低,更加環(huán)保。(二)過濾
8、方式的對比目前中空纖維超濾膜主要分為:內壓膜、外壓膜兩種過濾方式。膜絲的形狀一般的長度是1.5m,內腔孔徑是0.60.7mm,外徑為1.31.4mm的管狀結構。所謂內壓式超濾是指:原水從膜絲的中心孔進入膜絲內腔(0.60.7mm)橫向流動,通過膜絲內腔表面均勻分布微米級的孔徑,縱向流出到膜的外表面形成產水,過濾后的雜質隨水流橫向流出,形成濃水的過程; 過濾過程 反洗過程而外壓式超濾正好和內壓式相反,原水從膜絲的外徑(1.31.4mm)表面橫向流動,通過膜絲外徑表面均勻分布微米級的孔徑,縱向流進到膜的內腔形成產水,過濾后的雜質隨水流橫向流出,形成濃水的過程。下圖表示的是外壓式超濾的過濾過程 過濾
9、過程 反洗過程觀察超濾過濾、反洗的工況,實際上可以從3個方面來考慮如何選擇超濾:原水的流道;反洗時水的流道;膜的抗污染性和可清洗性。1) 原水的流道對于內壓式來說,原水(臟水)從膜絲的內腔進入,此時要注意兩個問題:原水中顆粒粒徑太大,堵塞原水進入膜絲內腔的流道。理論和實踐證實,當進水中顆粒直徑大于膜絲內徑的1/6時,就可能發(fā)生架橋堵塞的問題。因此內壓式膜廠家通常對進水懸浮物顆粒大小進行較嚴格的限制,規(guī)定了超濾前處理的預過濾器精度。原水中懸浮物濃度過高或者運行回收率較高時,污泥在內腔過渡濃縮而造成膜絲內腔堵塞。例如:當原水懸浮物含量20mg/L時,錯流過濾,單程回收率95,則膜絲內部靠近出水端的
10、懸浮物含量高達400mg/L,相當污水處理中活性污泥濃度的1/6的濃度(活性污泥濃度為2500mg/L),這個位置水流速低,懸浮物濃度高,往往容易發(fā)生堵塞。見下面的示意圖。要防止內壓式的這種堵塞,要么小心控制進水懸浮物含量,要么改用錯流過濾的方式(單程回收率降低,能耗大大增加)。進水端,懸浮物濃度低靠近產水端,懸浮物濃縮,容易堵塞內腔。相比較,外壓式的進水側在膜絲的外面,內腔是潔凈的產水,因此內腔不會發(fā)生堵塞。而外側因膜絲之間存在較大的自由活動空間,因此對進水懸浮物顆粒大小的懸浮物含量均要求較寬。外壓式操作條件更寬,對原水水質波動適應性更強,系統更可靠。而外壓式和內壓式流道的這種差異,還帶來了
11、二者在清洗方式上的不同。外壓式普遍采用氣水混合清洗的方式,利用膜絲之間存在自由活動空間,利用氣水的湍流作用使膜絲抖動,同時依靠湍流剪切作用產生氣擦洗效果,有效地清除附著在膜絲外壁的污染物。這種高效、廉價的清洗方式既可以有效的清楚膜絲表面的污染沉積物使得膜絲得到清潔和性能恢復,同時也減少了清洗自耗水量,提高了水的利用率。這種方式也被廣泛用在一體式的膜生物反應器中。而內壓式由于較細的膜絲內腔,氣水混合后在其中只能形成或氣或水的柱塞流,無法形成膜絲抖動,清洗效果不好。因而內壓式普遍不采用這種清洗方式,而改用“分散化學清洗”。通常膜每運行212小時就需要進行1030分鐘的化學浸泡和清洗,化學藥劑消耗量
12、大,費用高。總之在原水流道方面,外壓式更優(yōu)越:進水預過濾要求寬松;進水懸浮物含量限制寬松;對來水適應能力強;內壓式超濾膜由于自身材質(PE、PES)強度較低,無法做成外壓進水方式,如果采用外壓進水方式,會造成膜絲被擠壓變形,失去過濾功能;更無法采用氣水混合清洗,由于氣流的強烈湍動,膜絲強度不夠,容易造成大面積斷絲,造成原水短路,失去過濾功能。2) 反洗時水的流道超濾采用的膜絲都是高分子材料制造,具有相當好的柔韌性。在壓力下會發(fā)生一定的彈性形變。內壓式過濾內壓式反洗外壓式過濾外壓式反洗 如上圖所示,外壓式過濾時,膜絲受從外向里的壓力而被壓縮,膜外表面的微孔也相應被壓縮變小,過濾精度更高;而反洗時
13、,膜絲受力向外膨脹,膜絲外表面的微孔擴張,從而更徹底洗去可能進入膜孔的雜質。是一種優(yōu)化的正向和反向過程。而內壓式卻恰恰相反。過濾時,膜絲受從內向外的張力而膨脹,膜絲內表面過濾層上的微孔擴張,降低了過濾精度;而反洗時膜絲卻受壓收縮,膜絲表面的微孔閉合,使得進入內部的雜質無法洗出。因而清洗效果不好,長期運行的通量衰減較快。3) 膜的抗污染性和可清洗性超濾用于工業(yè)水處理,特別是受污染水源回用作為反滲透預處理時,人們最關注的問題是超濾的壽命.而影響壽命的因素有兩個: a、超濾膜的抗污染性能。如果超濾本身很快被水中的雜質污堵,失去過濾的功能,這在工業(yè)應用上是不行的。作為污水回用的反滲透預處理,外壓式中空
14、纖維膜比內壓式具有更多的優(yōu)越性,具有流道空間不固定,預過濾精度要求更低,進水條件更寬,抗沖擊能力更強,運行費用更低等優(yōu)點。膜抗污染能力還和膜的材質有關。PVDF是一種含氟的高強度工程塑料,界面張力大,難以被污染。國家海洋局杭州水處理中心發(fā)表的一個研究論文,可以看到,處理被污染水體時,在3個小時的運行后,PVDF膜的通量衰減速度是最低的,比聚砜(和聚醚砜類似)、聚丙烯腈、醋酸纖維素等都好。b、超濾膜的化學穩(wěn)定性,包括耐酸、堿、氧化劑以及微生物降解等。如果超濾膜材料化學性質不夠穩(wěn)定,在水中長期工作,將會降解、破損,失去過濾作用。PVDF與聚醚砜和聚砜材料相比,其化學穩(wěn)定性更好,特別是耐受氧化劑的能
15、力。超濾在用于有污染的水源或者處理海水時,膜絲較易受到有機物的污染,而氧化劑的化學清洗是解決該問題的最好方法。在許多用于廢水處理的超濾膜中,比如浸沒式膜生物反應器(MBR),也是首選的材料。比較著名的不同材料超濾產品允許耐受的NaClO氧化劑濃度,可以看到聚偏氟乙烯(PVDF)比聚醚砜(PES)類高一個數量級。中空纖維物理性質OWAsahiNoritKOCHHydraCap基礎聚合物PVDFPVDFPESPESPESNaOCl最大清洗濃度, ppm5,0005,000200200200在國外,大量的內壓式聚醚砜(PES)超濾膜是用在飲用水,醫(yī)療用水的后處理中,工業(yè)水處理則更多的選用PVDF材質
16、的外壓式超濾膜,從而使得系統更穩(wěn)定,簡便,適應水質變化的能力大大提高。因此,盡管PVDF材料價格高、紡絲難度大,但世界各個知名的大公司最近幾年均投入巨資開發(fā)了PVDF材料的超濾產品以滿足復雜水質和被污染水質處理。這種材料的超濾產品在綜合性能上是聚醚砜產品的換代技術。 C、可以遠離頻繁、繁瑣的化學分散洗煩惱由于美國陶氏(DOW)超濾獨有的氣水混合反沖洗方式,以及DOW超濾膜材料的專利改性技術, 加上外壓式超濾膜特有的流道空間,使得DOW超濾膜親水性大大提高的同時,相應的抗污染能力也得到了極大提高。因此在DOW超濾系統中無需設置化學分散清洗系統(即CIP系統),完全遠離了頻繁、繁瑣的化學分散洗煩惱
17、。不必像其它超濾膜那樣,需要通過經常性的在線加藥化學浸泡(化學分散清洗),兼有加熱、攪拌、多種藥品添加等繁瑣性步序才能去除污物。這樣的好處不僅可延長超濾膜元件的使用壽命,并且還大大降低了系統的運行成本。綜上所述:外壓是超濾產品具有更強的適應性,具有清洗方便,性能恢復好,水利用率高,藥劑使用量少,使用壽命長等優(yōu)點,是超濾膜產品中性能最優(yōu)越的產品。(三)過濾孔徑比較超濾是物理機械篩分的過程,所以超濾膜產品的孔徑大小及孔徑分布率是決定產水水質好壞的關鍵因素。目前市場上的超濾產品的孔徑基本是0.01um級,超過0.1um的產品就是微濾,0.1um就是超濾和微濾的分界點。超濾和微濾從功能上均可以實現對懸
18、浮物、細菌、膠體等雜質的去除,從而保護后續(xù)設備的安全穩(wěn)定的運行。但是如果超濾的過濾孔徑較大,接近或超過0.1um,則會出現一個問題,在超濾膜過濾過程中,孔徑較小的雜質會進入到膜絲內部,雜質進入膜絲內部形成泥餅層,則超濾前期出水水質明顯優(yōu)于0.01um級超濾產品,過濾精度提高;但是隨著運行時間加長,過濾孔徑較大的超濾膜絲內部小顆粒污染物飽和,過濾精度很快降低,同時由于小顆粒污染物進入膜絲內部,很難清洗出來,造成膜絲過濾功能損傷。而0.01um級的超濾產品,細小的污染物顆粒無法穿透過濾孔徑,僅僅是表面過濾,經過清洗很快可以回復過濾功能。所以,超濾膜產品的過濾孔徑小,是超濾膜產品過濾性能優(yōu)越的一個重
19、要指標。目前市場上的幾種常見的超濾膜產品孔徑如下材質孔徑運行方式特點美國DOW UF增強改性PVDF 0.03um外壓可氣水混合反洗,運行費用低GE改性PVDF0.06 um日本旭化成改性PVDF0.1 um(微濾)諾瑞特PES、PE0.035 um內壓采用頻繁的化學藥劑清洗海德能PES0.035um科氏PS0.036 um綜合上表我們可以得出以下結論:從過濾孔徑角度上GE及日本旭化成產品稍差一些,美國陶氏,諾瑞特,海德能、科氏幾家產品相當。(四)性能比較由于膜產品材質價格區(qū)別及成膜技術的難易程度,故外壓式PVDF超濾產品價格相當,其代表產品為DOW和GE 超濾產品;但是外壓式PVDF超濾產品
20、價格高于內壓式PE、PES超濾膜產品,內壓式膜產品主要包括諾瑞特、科氏、海德能超濾膜產品。三、DOW UF 和市場上常用的膜產品的比較1、DOW UF和KOCH UF(或荷蘭Norit(的對比項目DOW(美國陶氏)美國KOCH(陶氏)或Norit(荷蘭諾瑞特)膜絲材料H-PVDF(改性)PES+PVP 1.1耐藥性比較強弱PES材料膜其物理性質與PS膜相似,此處可參考PS膜的數據進行對比。PVDF膜,聚砜PS膜,聚烯烴PP膜的耐藥性比較如圖1所示。將3種膜分別在40度下浸泡在5000ppm的次氯酸鈉溶液中,中空纖維膜的膜絲伸長度保持率隨浸泡時間的變化。PVDF膜浸泡40天以上依然可以保持90%
21、以上的伸長度保持率,而聚砜類膜浸泡40天以后伸長度保持率下降到30%,聚烯烴的膜浸泡不到2周已衰減為零。所以,PVDF膜的耐藥性優(yōu)越于其他種類的膜。 表1 膜絲耐氧化性中空纖維物理性質DOWNorit基礎聚合物PVDFPESNaOCl最大清洗濃度, ppm5000200如上表所示,PES材料耐NaOCl清洗濃度較低,Norit的NaOCl最大清洗濃度為200ppm,而DOW的PVDF膜為5000ppm,遠高于前者。耐氧化性較差限制了膜的清洗強度,從而限制了膜的運行壽命和運行領域。比如水質較差的中水回用領域,由于水質差,不管使用哪種材質的膜都容易發(fā)生污堵,因此需要頻繁的化學洗,由于PES膜的耐氧
22、化性較差,都次清洗后容易使膜絲老化而形成斷絲。PVDF膜沒有這樣的隱患。1.2機械強度延展性和強度都好延展性很弱,綜合強度低圖2 PVDF膜,PS,PAN,PE膜的機械強度比較由圖2可知,PVDF材料的膜的強度比PES材料稍高,而PVDF材料的延展性是PES材料的近4倍。所以PVDF材料膜的綜合強度要原高于PES材料的膜。這也是為什么只有PVDF材料的膜才能采用氣擦洗的原因:PVDF膜能經受高強度的氣流振蕩而不斷絲。但PS材料膜絲由于延展性差,很容易被氣流振蕩而拉斷,所以幾乎沒有PES材料膜采用氣擦洗工藝的,同時PES材料膜的抗壓性能也比PVDF膜絲差。對于飲用水等對膜絲斷絲率有嚴格要求的行業(yè)
23、,建議采用機械強度更高的PVDF膜絲,因為它不易斷絲。過濾方式外壓式內壓式2.1抗壓力/最大進水壓力6bar3bar2.2透膜面積大小2.3單位面積污染負荷小大圖3 透膜面積和單位面積污染負荷比較假定外壓式過濾和內壓式過濾的污染量一定,如上面的示意圖所示,外壓式過濾的透膜面積大,所以單位面積的污染負荷小。而且,由于PVDF膜絲的抗藥性和機械強度高,系統能夠進行高頻率的空氣擦洗和反洗,經常保持膜面清潔,所以系統能保持長期穩(wěn)定的運行。外壓式纖維具有更大表面積因此可以在較低通量下運行。DOW超濾膜為雙壁濾膜,如果以內壓方式操作,同樣流量要求下所需通量需要提高至少1.92倍以上。2.4納污量高低圖4納
24、污量比較由上圖可知,外壓膜的容污空間是組件內除去膜體積以外的空間,而內壓膜的容污空間是中空纖維的中空管內(假設是管),所以,內壓膜對進水懸浮物要求高,同樣采用死端過濾,但內壓膜要比外壓膜更容易堵死。經驗可知,膜絲間隙截面積占65%左右(外壓膜的有效過濾面);膜絲厚度截面積占12%左右;膜絲內孔截面積占7%左右(內壓膜的有效過濾面)。可知外壓膜的流道空間遠高于內壓膜,因此可以同時容納更多的污染物而不發(fā)生膜絲的污堵。同時,外壓膜的流道不固定,污染物可以沿不同方向移動而避免了內壓膜由于是固定的六方相流道而易于堵塞膜絲的情況。另外,內壓膜為了增加膜面積,膜絲較細,當水流大時可能因為靜電作用,端頭易阻塞
25、,所以現在水質不好或MBR多用外壓膜。2.5進水水質限制寬松嚴格懸浮物顆粒限制:DOW外壓膜對懸浮物顆粒大小沒有限制,Norit內壓膜對懸浮物顆粒尺寸有嚴格限制。必須符合“六分之一”理論,如果顆粒尺寸太大,內壓膜建議選用大內徑的超濾膜絲,否則易堵塞膜絲。預處理要求:一般來說內壓膜對預處理都有比較高的要求,要求去除100m以上的懸浮顆粒,否則容易堵塞中空纖維。但提高預處理的精度,一方面增加投資成本,另一方面高精度的預處理也更容易發(fā)生污堵,需要權衡利弊。2.6通量如下圖所示,如果是同樣材料的超濾膜,內壓膜和外壓膜應該具有相似的初始通量,但內壓膜經一定時間運行后通量衰減快,特別是水質較差時通量下降更
26、快,而且化學清洗頻繁。圖5 I/O和O/I通量比較2.7進水水質波動對膜的性能影響較小較大由于內壓膜流道固定,如果水質波動,例如進水懸浮物含量和顆粒大小不穩(wěn)定,易引起突發(fā)性堵塞,一旦堵塞則較難清洗。而外壓膜由于流道不固定,有較高的納污能力,更適合處理水質有波動的原水。在國內,地表水由于時常有偷排的現象發(fā)生,加之地表水季節(jié)性的波動,所以水質波動較大,而超濾運行是否穩(wěn)定受原水水質變化的影響較大。業(yè)主需充分考慮所選超濾膜對波動水質的處理能力。清洗工藝清洗工藝:正洗氣擦洗反洗CEB(可選)CIP好清洗工藝:反洗+頻繁CEB一般3.1采用“正洗氣擦洗反洗CIPCEB(可選)”的組合工藝,針對具體水質或水
27、質的季節(jié)性波動,靈活的選擇合適的清洗工藝組合來清洗,清洗效果好。“正洗氣擦洗反洗”工藝清洗效果好,可減少化學清洗的頻率,大大減少化學藥劑的使用量,同時節(jié)省了廢水的治理費用。沒有快沖,也沒有氣擦洗,僅僅靠水力反洗,反洗效果較差,只能去除少量沉積的顆粒等污染物。對于水質較差的廢水以及受污染的地表水,只有采用頻繁CEB來維持膜通量,藥劑耗費大,由于PES材料耐藥性差,頻繁化學洗容易造成膜絲老化而斷絲。另外,沒有CIP,只有CEB工藝。每次CEB浸泡時間為510分鐘,藥量比CIP少。CEB時間短,藥量少,清洗效果無法跟CIP比,因此長時間運行后,污染物積聚,無法恢復膜通量。頻繁的CEB,一方面增加了化
28、學藥劑使用量,降低了水的回收率,同時增加了廢水治理的費用和場地。3.2錯流和全流過濾全流過濾水質較差時選用錯流過濾內壓膜處理較差水質時,由于流道固定,必須在錯流狀態(tài)下工作,即原水沿膜表面切向流動,被截留溶質切向流過膜表面,形成濃縮液而排出,因而在正常操作情況下必須不斷排放濃縮液。一般排放量約占原水的10,此種操作膜表面流速低于0.1ms,特別是透水量較高的膜,溶質更多的截留于膜表面,堵塞幾乎是不可避免的。為此必須增加濃縮液的排放量達原液的50以上。若想提高效率,一般采用減少濃排量,或死端過濾,但此舉會降低膜表面流速,采用段間循環(huán)的方式既可以提高膜表面流速又可以提高產水效率,但會增加能耗。3.3
29、反洗效果好(反洗徹底)差(反洗效果差)圖6 反洗示意圖如上圖所示,如果污堵物是形成于膜絲外側,必然相對更容易被去除。外壓膜由于外表面污染單位面積污染負荷小,通過水力反洗將污染物剝離膜絲表面。內壓膜內表面污染單位面積污染負荷大,同時由于膜絲內徑較小,空間有限,通過水力反洗下的污染物將壓密壓實成形似面條裝的污堵物,該污堵物需穿過整條膜絲才能去除,但污堵物在穿過膜絲時有一定的壓力損失,流速降低,污堵物易在濃排端蓄積壓實,如果用低壓沖洗不易將污染物沖出,高壓又容易使膜破裂,若內壓膜出現堵死現象,反清洗對污物的排出是一種擠牙膏的過程,可以從濃排端看到很多狀如面條樣的東西被擠出。圖7 內壓膜膜絲污堵示意圖
30、如圖7所示,當內壓式纖維內腔污堵,采用反洗時,污堵物需要穿過整條膜絲才能被除去。為了去除污堵物,需要增加反洗壓力,而過大的反洗壓力易造成膜絲的破裂,從而系統需要停機以進行膜修復。如果采用高通量,將會使污堵物滲入膜孔中,從而不但致使能耗(PTM)增加,清洗也更困難3.4氣擦洗工藝需要無法實現氣擦洗圖8 氣擦洗示意圖外壓膜采用氣洗可有效的將附著在膜絲外表面的污染物通過振動來脫除,從而大大增加反洗的效果。內壓膜無法實現氣水反洗,或者說氣洗沒有效果。內壓膜由于污染物附著在膜絲內表面,通過氣流振動來剝離污染物很難,這也是內壓膜廠商不推薦氣擦洗的原因。僅僅通過水力反洗很難使污染物在膜表面通過遷移而去除,只
31、能通過CEB,通過頻繁的化學加強洗來去除污染物,但這會增加化學藥劑的使用量,同時因為PES膜耐藥性較差,在這種情況下易發(fā)生斷絲。2、DOW UF 和GE或日本旭化成超濾的對比超濾和微濾都是多孔性不對稱結構的膜,其過濾過程都是以膜兩側壓差為驅動力,以機械篩分原理為基礎的一種溶液分離過程,使用壓力通常為0.030.6 MPa。超濾和微濾的區(qū)分在于篩分孔徑的不同,一般而言,篩分孔徑在0.0050.1m之間的稱之為超濾,篩分孔徑大于0.1m的稱之為微濾。篩分孔徑的不一樣,造成了超濾和微濾在水處理過濾上的諸多不同點,主要有:.產水水質:超濾產水水質要優(yōu)于微濾產水水質超濾和微濾能截留的物質和能透過膜的物質大小和數量完全有篩分孔徑決定。超濾由于篩分孔徑小,幾乎能截留溶液中所有的細菌、熱源、病毒及膠體微粒、蛋白質、大分子有機物,很多微濾不能截留的物質超濾都能截留,因此從產水水質看,超濾產水要優(yōu)于微濾。(請見附圖)通過大量實驗和工程實踐,超濾微濾產水SDI
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