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超濾膜在水處理中的應用

2010-11-29

  1、前處理

  超濾法在水處理及其他工業凈化、濃縮、分離過程中,可以作為工藝過程的預處理,也可以作為工藝過程的深度處理。在廣泛應用的水處理工藝過程中,常作為深度凈化的手段。根據中空纖維超濾膜的特性,有一定的供水前處理要求。因為水中的懸浮物、膠體、微生物和其他雜質會附于膜表面,而使膜受到污染。由于超濾膜水通量比較大,被截留雜質在膜表面上的濃度迅速增大產生所謂濃度極化現象,更為嚴重的是有一些很細小的微粒會進入膜孔內而堵塞水通道。另外,水中微生物及其新陳代謝產物生成粘性物質也會附著在膜表面。這些因素都會導致超濾膜透水率的下降以及分離性能的變化。同時對超濾供水溫度、PH值和濃度等也有一定限度的要求。因此對超濾供水必須進行適當的預處理和調整水質,滿足供水要求條件,以延長超濾膜的使用壽命,降低水處理的費用。

  A、微生物(細菌、藻類)的殺滅:

  當水中含有微生物時,在進入前處理系統后,部分被截留微生物可能粘附在前處理系統,如多介質過濾器的介質表面。當粘附在超濾膜表面時生長繁殖,可能使微孔完全堵塞,甚至使中空纖維內腔完全堵塞。微生物的存在對中空纖維超濾膜的危害性是極為嚴重的。除去原水中的細菌及藻類等微生物必須重視。在水處理工程中通常加入NaClO、O3等氧化劑,濃度一般為1~5mg/l。此外,紫外殺菌也可使用。在實驗室中對中空纖維超濾膜組件進行滅菌處理,可以用雙氧水(H2O2)或者高錳酸鉀水溶液循環處理30~60min。殺滅微生物處理僅可殺滅微生物,但并不能從水中去除微生物,僅僅防止了微生物的滋長。

  B、降低進水混濁度:

  當水中含有懸浮物、膠體、微生物和其他雜質時,都會使水產生一定程度的混濁,該混濁物對透過光線會產生阻礙作用,這種光學效應與雜質的多少,大小及形狀有關系。衡量水的混濁度一般以蝕度表示,并規定1mg/lSiO2所產生的濁度為1度,度數越大,說明含雜量越多。在不同領域對供水濁度有不同的要求,例如,對一般生活用水,濁度不應大于5度。由于濁度的測量是把光線透過原水測量被水中顆粒物反射出的光量、顏色、不透明性,顆粒的大小、數量和形狀均影響測定,濁度與懸浮物固體的關系是隨機的。對于小于若干微米的微粒,濁度并不能反映。

  在膜法處理中,精密的微結構,截留分子級甚至離子級的微粒,用濁度來反映水質明顯是不精確的。為了預測原水污染的傾向,開發了SDI值試驗。

  SDI值主要用于檢測水中膠體和懸浮物等微粒的多少,是表征系統進水水質的重要指標。SDI值的確定方法一般是用孔徑為0.45μm微孔濾膜在0.21MPa恒定水流壓水力下,首先記錄通水開始濾過500ml水樣所需的時間t0,然后在相同條件下繼續通水15min,再次記錄濾過500ml 水樣所需時間t15,然后根據下式計算:

  SDI=(1-t0/t15)×100/15

  水中SDI的值的大小大致可反映膠體污染程度。井水的SDI<3,地表水SDI在5以上,SDI極限值為6.66……,即需進行預處理。

  超濾技術對SDI值的降低最為有效,經中空纖維超濾膜處理水的SDI=0,但當SDI過大時,特別是較大顆粒對中空纖維超濾膜有嚴重的污染,在超濾工藝中,必須進行預處理,即采用石英砂、活性炭或裝有多種濾料的過濾器過濾,至于采取何種處理工藝尚無固定的模式,這是因為供水來源不同,因而預處理方法也各異。

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