超滤膜在现代化净水厂的应用.doc
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1、超滤膜在现代化净水厂的应用摘 要:本文主要介绍了超滤膜分离原理和超滤过程的基本特性,以及超滤膜材质在一些领域内的应用,概括性的描述了超滤技术在净水处理中的应用前景和展望。近年来,超滤广泛应用于工业含油废水处理和现代化净水厂超纯水制备,以及生物化学技术领域中来,能够有效的分离、提纯和净化生活饮用水中的某些小分子可溶性溶质和高分子物质。而且,国内外对超滤技术的研究也十分普遍,发展极为迅速,目前有很多工业单位从事对超滤膜的广泛研究和开发利用,逐步形成了管式、中空纤维、平板式以及卷式等超滤膜组件。极大的促进了超滤技术在各个行业上的发展与应用。 1超滤膜分离原理超滤是一种能将溶液进行分离、提纯、净化和浓
2、缩的筛孔分离过程,也是一种膜分离技术。超滤膜表面有一定大小的微孔,某些溶质分子可选择性的通过超滤膜表面,其分离原理是指在推动力的作用下,依靠物理筛分作用,当含有大、小分子溶质的原料液经过超滤膜表面时,存在于超滤膜表面的微孔使得小分子溶质和溶剂通过膜表面,而阻碍了大分子溶质及其微粒组分通过超滤膜表面。这些小分子溶质和溶剂一般属于无机盐类,称作滤过液,最后被集中收集起来;通过超滤膜的大分子溶质和微粒组分一般属于有机胶体类,称之为浓缩液,被膜表面截留而回收。2超滤过程的基本特性按照膜形态结构划分,超滤膜可以分为对称膜和非对称膜。目前,所用的超滤膜多为非对称膜。超滤居于纳滤和微滤之间,在小孔径范围内,
3、超滤与反渗透相互重叠,而在大孔径范围内,超滤膜与微滤相互重叠。所分离的组分直径介于5nm10m范围内,大分子或胶体的相对分子质量在500500000之间的均可截留下来。在实践应用中发现,超滤膜在饮用水处理过程中产水量较大、运用方便、操作压力较小,因此,在水处理前景中,超滤膜应用范围极为广泛。超滤过程的基本特性一般用浓差极化、传质系数、微孔模型来表征。(1)浓差极化:超滤膜具有选择透过性,当膜截留了大量高分子溶质和胶体时,这些高分子溶质会在膜表面聚集,当达到一定程度之后,在浓度梯度的作用下,膜表面的溶质会逐渐脱落下来,再次进入原料液,这样周而复始,最终达到平衡,膜表面形成一层阻碍小分子溶质的边界
4、层,这种现象就是浓差极化。浓差极化对膜的选择透过性有很大影响,浓差极化模数越大,积累在膜表面的溶质越多,影响膜的截留作用。(2)传质系数:提高传质系数,可提高超滤膜截留率。也就是说,传质系数越大,浓差极化越不明显。(3)微孔模型:通常用微孔模型来评价超滤膜的渗透机理。一般地,用微孔半径、流体粘度和膜长度来表征膜微孔模型,微孔模型参数的改变对膜性能产生一定的影响。 3超滤膜在未来饮用水品质及安全上的重要地位3.1 超滤在饮用水品质上的重要地位在饮用水处理工艺过程中,超滤可以作为预处理对饮用水进行高度提纯,通过浓缩、分离和净化作用,使水体达到生活饮用标准。在水处理中,中空纤维超滤膜应用最为广泛。由
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