過濾膜的種類及使用性能

過濾膜性能

　　1.1　過濾膜技術定義
　　膜的過濾是固液分離技術，它是以膜孔把水濾過，將水中雜質截留，而沒有化學變化，處理簡易的技術，但因膜孔非常細小，相應的存在某些技術問題。在給水也有用生物膜處理原水的方法，但它與過濾膜分離技術不同。用作膜分離的叫做membrance，用作生物膜處理的膜叫做film.
　　1.2　過濾膜的種類和機理
　　過濾膜以截留原水顆粒的大小分類，膜孔從粗到細分為微濾膜(MF)，超濾膜(UF)，納諾濾膜(NF)和反滲透膜(RO)。MF膜孔徑0.05um以上，或為1000以上分子量，以去除膠體、高分子有機物為對象。NF膜孔徑為100～1000分子量。它去除的物質在UF與RO之間，以去除三鹵甲烷、異味、色度、農藥、可溶性有機物、Ca、Mg等。RO分離粒徑為數十分子量，以去除食鹽類和無機鹽為對象。RO滲透水的壓力比其滲透壓力要多1～2倍。除以上四種以外，還有離子交換膜和氣體滲透膜。MF、UF、NF和RO以壓力驅動使固液分離。離子交換膜則以電力驅動使鹽類分子分離，促成海水淡化等。氣體滲透膜是zui近研究出來通過氣體的新型膜，能使乙醇濃縮和海水淡化。
　　1.3　制膜材料
　　大體有纖維類、合成樹脂類和陶瓷類三種。有的膜材質有弱于鹽類和臭氧等氧化劑的材料和受微一物分解的材料。另外，用作海水淡化的RO有除去產生THM的溴的膜和不能去除溴的膜，要根據用途而定。
　　1.4　膜的型式
　　水體透過膜流速不大，因此為通過需要的水量，膜裝置的單體面積要大，要在一個小的空間內裝入很多根的膜細管。另外，厚度100um以下的薄膜因承受高壓，還必須有耐壓能力，為此應設法制造各種耐強壓的膜。一般膜的型式有板框式、螺旋式、橋式、管式及中空纖維式五種。板框式的膜應使用多孔質的材料，螺旋式和橋式的膜與板框式的相同。螺旋式的為卷狀，橋式的為在折疊成小的體積中塞入大面積的膜。管式膜也需有多孔質的材料，原水從管的內側通過，滲透水流出管外的為內壓式膜，這種客用得很普遍，也有外壓管式的。中空系統外徑為幾百um，系統內包有多數纖維細管，因為纖維管細小，沒有必要特別用強度高的纖維管，膜本身就足以抵抗給予的壓力，中空纖維系統有原水從中空系統內側通過的內壓式，及從外部加壓的外壓式兩種。
　　1.5　膜的使用
　　使用過濾膜裝置不需凝絮化學處理，也不需蒸發分離作用，只需要壓力使水中固液分離，這是過濾膜處理的一大特點。過濾方式有兩種：
　　(1)流動液體全部垂直地透過膜孔，將液體內雜質截留的全量過濾方式；
　　(2)流動液體的流動方向與膜面平等，形成液體與膜面成直角的透過膜孔，將液體內雜質截留的橫流過濾方式。全量過濾方式適用于微濾和一部分超濾。橫流過濾，由于液體在膜表面上流動，產生剪斷力，減少在膜表面上因為雜質濃縮堆積的黏垢，適用于易于積垢的超濾、納諾過濾和反滲透過濾。
　　1.6　過濾膜沖洗
　　流體通過膜期間，其含有雜質堵塞膜孔，使流體通過膜孔困難。為了恢復濾水效率，可采用以下方法：
　　(1)反沖洗
　　與過濾相反方向通過清水，使抑留于膜孔雜質沖走。也有通過空氣沖洗法替代。
　　(2)海綿球沖洗
　　只單獨用于內壓式管形膜，它是將海綿球通過管膜內部，使海綿球與管膜內壁摩擦，把抑留物沖走的方法。
　　(3)空氣泡沖洗
　　它是用空氣泡攪拌力將附著膜壁的抑留物去除的方法。用空氣泡攪動軟質合成樹脂中空系統的膜內壁，收到沖洗效果。
　　(4)藥劑沖洗
　　膜經過長期使用，雜質進入膜孔之中，用一般沖洗方法不能解決，使用化學藥劑清洗。化學藥劑有苛性蘇打、鹽酸、次亞氯酸鈉、檸檬酸及過氧化氫等。
　　1.7　過濾膜的用途
　　過濾膜除用作水處理以外，還可用于超純水制造和海水淡化，一般采用反滲透膜（納諾濾膜）。另外用于糞尿處理、城市中水道處理、各種廢水處理等，一般采用超濾膜和微濾膜。在工業上可用于乳制品制造、半導體制造、食品制造、紙張制造及藥品制造等，也一般采用超濾膜和微濾膜。