过滤膜的性能和对饮用水的应用

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1、过滤膜的性能和对饮用水的应用摘要：介绍了膜的定义，机理，制造材料，模式，应用及用途等性能，探讨了饮用水应用模式的品种、优缺点，并提出当前饮用水处理如采用过滤膜以与其他处理方法组合为最合宜。关键词：引用水过滤膜微滤超滤反渗透　　膜过滤的应用应为当前给水界的一件大事。该技术在20世纪50年代即在海水淡化，高纯水等方面应用，以后发展到世界上来。在给水方面膜过滤技术脱离以往的化学处理的界限，转为物理固液处理领域。应该说由19世纪应用快滤方法，作为现代化标志以来，100年后又一次重大的技术突破。现将过滤膜性能及应用于饮水水厂的作用予以介绍。　　１　过滤膜性能　　1.1　过滤膜技术定义　

2、　膜的过滤是固液分离技术，它是以膜孔把水滤过，将水中杂质截留，而没有化学变化，处理简易的技术，但因膜孔非常细小，相应的存在某些技术问题。在给水也有用生物膜处理原水的方法，但它与过滤膜分离技术不同。用作膜分离的叫做membrance，用作生物膜处理的膜叫做film.　　1.2　过滤膜的种类和机理　　过滤膜以截留原水颗粒的大小分类，膜孔从粗到细分为微滤膜(MF)，超滤膜(UF)，纳诺滤膜(NF)和反渗透膜(RO)。MF膜孔径0.05um以上，或为1000以上分子量，以去除胶体、高分子有机物为对象。NF膜孔径为100～1000分子量。它去除的物质在UF与RO之间，以去除三卤甲烷、异

3、味、色度、农药、可溶性有机物、Ca、Mg等。RO分离粒径为数十分子量，以去除食盐类和无机盐为对象。RO渗透水的压力比其渗透压力要多1～2倍。除以上四种以外，还有离子交换膜和气体渗透膜。MF、UF、NF和RO以压力驱动使固液分离。离子交换膜则以电力驱动使盐类分子分离，促成海水淡化等。气体渗透膜是最近研究出来通过气体的新型膜，能使乙醇浓缩和海水淡化。　　1.3　制膜材料　　大体有纤维类、合成树脂类和陶瓷类三种。有的膜材质有弱于盐类和臭氧等氧化剂的材料和受微一物分解的材料。另外，用作海水淡化的RO有除去产生THM的溴的膜和不能去除溴的膜，要根据用途而定。　　1.4　膜的型式　　水体

4、透过膜流速不大，因此为通过需要的水量，膜装置的单体面积要大，要在一个小的空间内装入很多根的膜细管。另外，厚度100um以下的薄膜因承受高压，还必须有耐压能力，为此应设法制造各种耐强压的膜。一般膜的型式有板框式、螺旋式、桥式、管式及中空纤维式五种。板框式的膜应使用多孔质的材料，螺旋式和桥式的膜与板框式的相同。螺旋式的为卷状，桥式的为在折叠成小的体积中塞入大面积的膜。管式膜也需有多孔质的材料，原水从管的内侧通过，渗透水流出管外的为内压式膜，这种客用得很普遍，也有外压管式的。中空系统外径为几百um，系统内包有多数纤维细管，因为纤维管细小，没有必要特别用强度高的纤维管，膜本身就足以抵

5、抗给予的压力，中空纤维系统有原水从中空系统内侧通过的内压式，及从外部加压的外压式两种。　　1.5　膜的使用　　使用过滤膜装置不需凝絮化学处理，也不需蒸发分离作用，只需要压力使水中固液分离，这是过滤膜处理的一大特点。过滤方式有两种：　　(1)流动液体全部垂直地透过膜孔，将液体内杂质截留的全量过滤方式；　　(2)流动液体的流动方向与膜面平等，形成液体与膜面成直角的透过膜孔，将液体内杂质截留的横流过滤方式。全量过滤方式适用于微滤和一部分超滤。横流过滤，由于液体在膜表面上流动，产生剪断力，减少在膜表面上因为杂质浓缩堆积的黏垢，适用于易于积垢的超滤、纳诺过滤和反渗透过滤。　　1.6　过

6、滤膜冲洗　　流体通过膜期间，其含有杂质堵塞膜孔，使流体通过膜孔困难。为了恢复滤水效率，可采用以下方法：　　(1)反冲洗　　与过滤相反方向通过清水，使抑留于膜孔杂质冲走。也有通过空气冲洗法替代。　　(2)海绵球冲洗　　只单独用于内压式管形膜，它是将海绵球通过管膜内部，使海绵球与管膜内壁摩擦，把抑留物冲走的方法。　　(3)空气泡冲洗　　它是用空气泡搅拌力将附着膜壁的抑留物去除的方法。用空气泡搅动软质合成树脂中空系统的膜内壁，收到冲洗效果。　　(4)药剂冲洗　　膜经过长期使用，杂质进入膜孔之中，用一般冲洗方法不能解决，使用化学药剂清洗。化学药剂有苛性苏打、盐酸、次亚氯酸钠、柠檬酸及

7、过氧化氢等。　　1.7　过滤膜的用途　　过滤膜除用作水处理以外，还可用于超纯水制造和海水淡化，一般采用反渗透膜（纳诺滤膜）。另外用于粪尿处理、城市中水道处理、各种废水处理等，一般采用超滤膜和微滤膜。在工业上可用于乳制品制造、半导体制造、食品制造、纸张制造及药品制造等，也一般采用超滤膜和微滤膜。　　2　过滤膜对饮用水的应用　　2.1　饮用水应用过滤膜设施　　在MF、UF、NF及RO之中，除海水淡化应用RO以外，RO尚无使用之处。RO几乎将盐类全部除掉，处理后水成了一切盐类都没有的纯水，甚至比蒸馏水还纯，这