超濾膜技能在水處理范疇的展望
　　本文介紹了半死端超濾膜技能的典型設(shè)備，和運(yùn)轉(zhuǎn)工藝及其優(yōu)化。而且介紹了在國(guó)際范圍內(nèi)此項(xiàng)技能在地下水，地表水，等慣例水源處理，以及海水和污水回用等較規(guī)水源方面的運(yùn)用。 在20世紀(jì)的最終10年，國(guó)際范圍內(nèi)水處理設(shè)備的具有者開(kāi)端呈現(xiàn)了改動(dòng)。(可飲用)供水開(kāi)端逐步由大規(guī)劃的，政府操控運(yùn)營(yíng)的辦法改動(dòng)為私家具有的，多個(gè)國(guó)家一起參加的作業(yè)，而且也被視為本世紀(jì)的下一個(gè)商業(yè)機(jī)會(huì)。由此，呈現(xiàn)了對(duì)新的水處理技能以及下降水處理本錢的需求。此種需求必定導(dǎo)致膜技能的鼓起。從60年代開(kāi)端，膜技能較早起源于海水淡化的反浸透膜。然后膜技能得到了較敏捷的開(kāi)展，而且被大范圍的運(yùn)用于漸漸的變多的范疇。既脫鹽反浸透后，一系列更疏松的浸透膜被開(kāi)發(fā)出來(lái)，包含從納濾(疏松反浸透)，到超濾(去除細(xì)菌和病毒)，到微濾(去除懸浮固體)。而且任何一種運(yùn)用都有其共同的，能夠特別規(guī)劃的膜來(lái)滿足要求。在前期大部分膜過(guò)濾選用錯(cuò)流過(guò)濾的辦法，即液體沿與膜面水平的方向活動(dòng)，這樣的過(guò)濾辦法能夠輕松又有用的防備“膜垢”的發(fā)作，但卻僅有一小部分的液體真實(shí)能夠過(guò)濾出來(lái)。因而這種過(guò)濾辦法導(dǎo)致較高的能耗，然后阻止了膜在大規(guī)劃水處理設(shè)備上的運(yùn)用。
　　1 總述
　　于水處理，尤其是大規(guī)劃的水處理設(shè)備，能耗漸漸的變成了一個(gè)較顯著的重要目標(biāo)。假如膜技能要成為大規(guī)劃的水處理設(shè)備的首要技能之一，就一定要下降能耗。因而，許多膜制造商開(kāi)端開(kāi)發(fā)低能耗的膜過(guò)濾體系，即所謂的死端過(guò)濾或半死端過(guò)濾。
　　此體系的作業(yè)原理相似咖啡過(guò)濾機(jī)，水中的固體懸浮物沉降在膜的外表。這部分固體一般被成為“塵垢”，只需水中含有固體懸浮物，就必定會(huì)有“塵垢”發(fā)作。為確保膜的產(chǎn)水量堅(jiān)持不變，膜過(guò)濾壓力必定繼續(xù)不斷的添加，因而運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)刻后需求從與過(guò)濾相反的方向?qū)δみM(jìn)行清洗，因而有時(shí)咱們也稱為“半死端過(guò)濾”。堆積在膜外表的固體被清洗排出，然后膜又康復(fù)了開(kāi)始規(guī)劃的功能。盡管反沖刷能夠去除體系中大部分的膜污染，但有時(shí)依然需求更有用的辦法對(duì)膜進(jìn)行徹底清洗。由于許多物質(zhì)黏附在膜外表，僅經(jīng)過(guò)機(jī)械力無(wú)法將其去除。這部分物質(zhì)一般為有機(jī)物或微生物有機(jī)物，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)刻的運(yùn)轉(zhuǎn)，這部分物質(zhì)會(huì)阻塞膜孔。膜的阻塞問(wèn)題應(yīng)該被稱為“塵垢”，它是運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程不期望發(fā)作的狀況。阻塞物能夠溶解(關(guān)于一些小分子有機(jī)物)并經(jīng)過(guò)膜，假如其對(duì)膜外表的黏附不是較強(qiáng)的狀況下;或許被膜截留，關(guān)于一些微生物有機(jī)物，當(dāng)它們附著在膜外表后，還會(huì)進(jìn)一步繁衍。這種膜污染的首要經(jīng)過(guò)化學(xué)清洗去除，也是一種可逆污染。膜污染真實(shí)的問(wèn)題是那些無(wú)法去除的不可逆的污染。
　　2 半死端超濾技能
　　近幾年開(kāi)展的開(kāi)展的半死端過(guò)濾技能是XIGATM的核心技能，它是依據(jù)8寸半死端過(guò)濾超濾膜組件開(kāi)展起來(lái)的。XIGATM的核心技能選用8寸能接受壓力的容器，這是一般反浸透的規(guī)范規(guī)劃。在每個(gè)能接受壓力的容器中，能夠放入多個(gè)膜組件。每個(gè)膜組件為1.5米長(zhǎng)，毛細(xì)管式膜，膜絲內(nèi)徑0.8或1.5mm，每個(gè)膜組的膜面積為22或35m2。膜過(guò)濾的進(jìn)程分為過(guò)濾、反洗、和化學(xué)加強(qiáng)反洗三個(gè)進(jìn)程。
　　成功運(yùn)用半死端過(guò)濾技能的要害，是將過(guò)濾、反洗、化學(xué)加強(qiáng)反洗三個(gè)進(jìn)程合理規(guī)劃，然后使最終用戶取得較低的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。因而沒(méi)有必要將單位膜面積的出水率總是堅(jiān)持在盡或許大的水平上。由于反沖刷不用參加任何化學(xué)藥劑，而且進(jìn)行時(shí)刻很短(一般為20～60秒)因而反沖刷的費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于化學(xué)加強(qiáng)反洗，咱們?cè)蹅兌家詾榉礇_刷是去除膜外表堆積塵垢的可選辦法。
　　為了更清楚的解說(shuō)這樣的一個(gè)問(wèn)題，下圖標(biāo)明體系運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程中膜兩頭壓力的改動(dòng)。圖中A段標(biāo)明過(guò)濾進(jìn)程，B段標(biāo)明反洗進(jìn)程，C短標(biāo)明化學(xué)加強(qiáng)反洗進(jìn)程(CEB)。
　　A進(jìn)程進(jìn)行中，關(guān)于特定的水質(zhì)，需求確保的要害目標(biāo)是膜通量和膜過(guò)濾壓力。因而若下降反洗和化學(xué)加強(qiáng)反洗的頻率，就將影響膜的通量。一起就將使體系的出資添加。別的一個(gè)辦法是改進(jìn)入水的水質(zhì)，經(jīng)過(guò)加藥或進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理。這相同要添加出資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，因而一般要依據(jù)實(shí)踐在這兩種辦法中進(jìn)行權(quán)衡。
　　關(guān)于B進(jìn)程，膜過(guò)濾壓降取決于膜外表垢層的厚度，和反洗時(shí)的機(jī)械壓力。反洗應(yīng)盡或許充沛，確保能夠被反洗掉的塵垢充沛去除，這是推延化學(xué)加強(qiáng)反洗的頻率的一種有用辦法。別的這樣的一個(gè)進(jìn)程中也存在反洗的機(jī)械壓力(如反洗水的流量)和改動(dòng)垢層厚度(參加預(yù)處理)這兩種計(jì)劃之間的權(quán)衡的問(wèn)題。
　　C進(jìn)程，化學(xué)加強(qiáng)反洗(CEB)，僅在進(jìn)行了反沖刷后膜兩頭的過(guò)濾壓降依然到達(dá)了預(yù)訂值后，或許在預(yù)先設(shè)定的較長(zhǎng)的反洗次數(shù)今后。所運(yùn)用的化學(xué)清洗劑是一些慣例化學(xué)藥劑的混合物，包含次氯酸鈉、雙氧水、次氯酸等，能夠較地簡(jiǎn)單的處理掉塵垢層。
　　3. 超濾技能在水處理范疇中的運(yùn)用
　　盡管超濾能夠有許多的運(yùn)用范疇，但大規(guī)劃的水處理一般會(huì)集在以下方面：
　　飲用水供水終端
　　地表水處理
　　海水處理
　　流體的回用
　　3.1飲用水處理
　　由于對(duì)飲用水的質(zhì)量開(kāi)展要求越來(lái)越嚴(yán)厲，水處理公司投入漸漸的變大的精力來(lái)操控供水管網(wǎng)中存在的微生物的量。為了做到這一點(diǎn)，因而一種辦法是進(jìn)行貴重、頻頻的水質(zhì)查驗(yàn)，或許在供水終端設(shè)置避免細(xì)菌和病毒進(jìn)入的屏障。
　　選用UF體系，能夠較便利的建成這樣的屏障。超濾膜對(duì)細(xì)菌的去除率能到達(dá)6log，關(guān)于病毒的去除率到達(dá)4log，因而水廠和用水者都不用在憂慮細(xì)菌和病毒的問(wèn)題。由于飲用水的質(zhì)量自身就很高(濁度和懸浮固體都較低)，因而此刻的膜體系能夠能夠運(yùn)用很高的膜通量，能到達(dá)135升/平米.小時(shí)。一起較高的入水條件，因而反沖頻率和化學(xué)加強(qiáng)反洗的頻率都能夠較低，產(chǎn)水量能到達(dá)99%。假如需求還能夠建立二級(jí)超濾體系，將榜首級(jí)的反洗水進(jìn)一步回用。
　　3.2地表水處理
　　UF體系較多的運(yùn)用在地表水處理上，處理后的水用于灌溉或作為反浸透的入水，來(lái)制備工業(yè)用水。
　　在荷蘭，呈現(xiàn)了漸漸的變多的這類工廠。這種技能供給了一種新式的工業(yè)用水的辦法，即不用在購(gòu)買越來(lái)越貴的飲用水，而是就近取用地表水處理后運(yùn)用。
　　3.3海水淡化
　　中東地區(qū)是水資源缺少較嚴(yán)峻的當(dāng)?shù)亍榱颂幚磉@樣的一個(gè)問(wèn)題，最早人們一般選用蒸餾技能。從十九世紀(jì)60年代，膜技能被用于處理這些國(guó)家的缺水問(wèn)題。可是，許多反浸透海水淡化體系面對(duì)著膜污染嚴(yán)峻的問(wèn)題。首要由于反浸透體系的傳統(tǒng)的預(yù)處理辦法無(wú)法供給牢靠的入水水質(zhì)。因而絕大多數(shù)淡化工廠，在遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其規(guī)劃出水量的狀況下作業(yè)，乃至有些工廠的出水量達(dá)不到開(kāi)始規(guī)劃的30%。
　　小型淡化設(shè)備的研討較清楚的標(biāo)明，超濾體系能夠較有掌握的操控海水的水質(zhì)，為反浸透體系供給高質(zhì)量的入水。長(zhǎng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)也標(biāo)明，超濾體系的出水SDI值能夠較好的操控在2以下。這些測(cè)驗(yàn)在超濾體系前不用用任何預(yù)處理，而且適用各種海水水質(zhì)。
　　3.4污水回用
　　西方國(guó)家費(fèi)了很大的精力處理廢水，處理后確僅僅是將其經(jīng)過(guò)排水管網(wǎng)排到地表水源中，這種作為較不合理。再一次，超濾由于其價(jià)格方面的優(yōu)勢(shì)為污水的回用供給了一種有吸引力的處理辦法。
　　其實(shí)，從城市污水處理廠和工廠中排出的廢水，是作為工業(yè)用水，乃至是飲用水的一種較好的水資源。這在技能上是可徹底完成的，但西方用戶確較難以相信這種做法。與其說(shuō)這是技能上的難題，不如說(shuō)是一個(gè)心思的難題。可是，現(xiàn)在在納米比亞的Windhoek，已經(jīng)在建造一個(gè)850噸/小時(shí)的水廠，便是選用膜技能將污水處理廠的出水回用為飲用水。
　　4.定論
　　半死端超濾是一種一點(diǎn)點(diǎn)不用置疑的技能。它具有廣泛的運(yùn)用，有些用于小型的項(xiàng)目，但別的一些，象咱們上面說(shuō)到的一些項(xiàng)目規(guī)劃很大，乃至較大。這種技能關(guān)系到人類有必要面對(duì)的一個(gè)問(wèn)題，假如國(guó)際依然按現(xiàn)在的速度開(kāi)展的話。即可飲用水資源，它是每個(gè)人的日子的一個(gè)重要部分。開(kāi)展一種技能堅(jiān)持飲用水資源，是保持人類日子的辦法，也是確保下個(gè)世紀(jì)水不會(huì)像油相同的辦法。