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備，和運轉工藝及其優(yōu)化。而且介紹了在國際范圍內(nèi)此項技能在地下水，地表水，等慣例水源處理，以及海水和污水回用等較規(guī)水源方面的運用。 在20世紀的最終10年，國際范圍內(nèi)水處理設備的具有者開端呈現(xiàn)了改動。(可飲用)供水開端逐步由大規(guī)劃的，政府操控運營的辦法改動為私家具有的，多個國家一起參加的作業(yè)，而且也被視為本世紀的下一個商業(yè)機會。由此，呈現(xiàn)了對新的水處理技能以及下降水處理本錢的需求。此種需求必定導致膜技能的鼓起。從60年代開端，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展，而且被大范圍的運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發(fā)出來，包含從納濾(疏松反浸透)，到超濾(去除細菌和病毒)，到微濾(去除懸浮固體)。而且任何一種運用都有其共同的，能夠特別規(guī)劃的膜來滿足要求。在前期大部分膜過濾選用錯流過濾的辦法，即液體沿與膜面水平的方向活動，這樣的過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能夠過濾出來。因而這種過濾辦法導致較高的能耗，然后阻止了膜在大規(guī)劃水處理設備上的運用。
　　1 總述
　　于水處理，尤其是大規(guī)劃的水處理設備，能耗漸漸的變成了一個較顯著的重要目標。假如膜技能要成為大規(guī)劃的水處理設備的首要技能之一，就一定要下降能耗。因而，許多膜制造商開端開發(fā)低能耗的膜過濾體系，即所謂的死端過濾或半死端過濾。
　　此體系的作業(yè)原理相似咖啡過濾機，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，就必定會有“塵垢”發(fā)作。為確保膜的產(chǎn)水量堅持不變，膜過濾壓力必定繼續(xù)不斷的添加，因而運轉一段時刻后需求從與過濾相反的方向對膜進行清洗，因而有時咱們也稱為“半死端過濾”。堆積在膜外表的固體被清洗排出，然后膜又康復了開始規(guī)劃的功能。盡管反沖刷能夠去除體系中大部分的膜污染，但有時依然需求更有用的辦法對膜進行徹底清洗。由于許多物質(zhì)黏附在膜外表，僅經(jīng)過機械力無法將其去除。這部分物質(zhì)一般為有機物或微生物有機物，經(jīng)過較長時刻的運轉，這部分物質(zhì)會阻塞膜孔。膜的阻塞問題應該被稱為“塵垢”，它是運轉進程不期望發(fā)作的狀況。阻塞物能夠溶解(關于一些小分子有機物)并經(jīng)過膜，假如其對膜外表的黏附不是較強的狀況下;或許被膜截留，關于一些微生物有機物，當它們附著在膜外表后，還會進一步繁衍。這種膜污染的首要經(jīng)過化學清洗去除，也是一種可逆污染。膜污染真實的問題是那些無法去除的不可逆的污染。
　　2 半死端超濾技能
　　近幾年開展的開展的半死端過濾技能是XIGATM的核心技能，它是依據(jù)8寸半死端過濾超濾膜組件開展起來的。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。在每個能接受壓力的容器中，能夠放入多個膜組件。每個膜組件為1.5米長，毛細管式膜，膜絲內(nèi)徑0.8或1.5mm，每個膜組的膜面積為22或35m2。膜過濾的進程分為過濾、反洗、和化學加強反洗三個進程。
　　成功運用半死端過濾技能的要害，是將過濾、反洗、化學加強反洗三個進程合理規(guī)劃，然后使最終用戶取得較低的運轉費用。因而沒有必要將單位膜面積的出水率總是堅持在盡或許大的水平上。由于反沖刷不用參加任何化學藥劑，而且進行時刻很短(一般為20～60秒)因而反沖刷的費用遠遠低于化學加強反洗，咱們咱們都以為反沖刷是去除膜外表堆積塵垢的可選辦法。
　　為了更清楚的解說這樣的一個問題，下圖標明體系運轉進程中膜兩頭壓力的改動。圖中A段標明過濾進程，B段標明反洗進程，C短標明化學加強反洗進程(CEB)。
　　A進程進行中，關于特定的水質(zhì)，需求確保的要害目標是膜通量和膜過濾壓力。因而若下降反洗和化學加強反洗的頻率，就將影響膜的通量。一起就將使體系的出資添加。別的一個辦法是改進入水的水質(zhì)，經(jīng)過加藥或進行化學預處理。這相同要添加出資和運轉費用，因而一般要依據(jù)實踐在這兩種辦法中進行權衡。
　　關于B進程，膜過濾壓降取決于膜外表垢層的厚度，和反洗時的機械壓力。反洗應盡或許充沛，確保能夠被反洗掉的塵垢充沛去除，這是推延化學加強反洗的頻率的一種有用辦法。別的這樣的一個進程中也存在反洗的機械壓力(如反洗水的流量)和改動垢層厚度(參加預處理)這兩種計劃之間的權衡的問題。
　　C進程，化學加強反洗(CEB)，僅在進行了反沖刷后膜兩頭的過濾壓降依然到達了預訂值后，或許在預先設定的較長的反洗次數(shù)今后。所運用的化學清洗劑是一些慣例化學藥劑的混合物，包含次氯酸鈉、雙氧水、次氯酸等，能夠較地簡單的處理掉塵垢層。
　　3. 超濾技能在水處理范疇中的運用
　　盡管超濾能夠有許多的運用范疇，但大規(guī)劃的水處理一般會集在以下方面：
　　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
　　由于對飲用水的質(zhì)量開展要求越來越嚴厲，水處理公司投入漸漸的變大的精力來操控供水管網(wǎng)中存在的微生物的量。為了做到這一點，因而一種辦法是進行貴重、頻頻的水質(zhì)查驗，或許在供水終端設置避免細菌和病毒進入的屏障。
　　選用UF體系，能夠較便利的建成這樣的屏障。超濾膜對細菌的去除率能到達6log，關于病毒的去除率到達4log，因而水廠和用水者都不用在憂慮細菌和病毒的問題。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用很高的膜通量，能到達135升/平米.小時。一起較高的入水條件，因而反沖頻率和化學加強反洗的頻率都能夠較低，產(chǎn)水量能到達99%。假如需求還能夠建立二級超濾體系，將榜首級的反洗水進一步回用。
　　3.2地表水處理
　　UF體系較多的運用在地表水處理上，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，即不用在購買越來越貴的飲用水，而是就近取用地表水處理后運用。
　　3.3海水淡化
　　中東地區(qū)是水資源缺少較嚴峻的當?shù)亍榱颂幚磉@樣的一個問題，最早人們一般選用蒸餾技能。從十九世紀60年代，膜技能被用于處理這些國家的缺水問題。可是，許多反浸透海水淡化體系面對著膜污染嚴峻的問題。首要由于反浸透體系的傳統(tǒng)的預處理辦法無法供給牢靠的入水水質(zhì)。因而絕大多數(shù)淡化工廠，在遠遠低于其規(guī)劃出水量的狀況下作業(yè)，乃至有些工廠的出水量達不到開始規(guī)劃的30%。
　　小型淡化設備的研討較清楚的標明，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。長時間實驗也標明，超濾體系的出水SDI值能夠較好的操控在2以下。這些測驗在超濾體系前不用用任何預處理，而且適用各種海水水質(zhì)。
　　3.4污水回用
　　西方國家費了很大的精力處理廢水，處理后確僅僅是將其經(jīng)過排水管網(wǎng)排到地表水源中，這種作為較不合理。再一次，超濾由于其價格方面的優(yōu)勢為污水的回用供給了一種有吸引力的處理辦法。
　　其實，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。與其說這是技能上的難題，不如說是一個心思的難題。可是，現(xiàn)在在納米比亞的Windhoek，已經(jīng)在建造一個850噸/小時的水廠，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點不用置疑的技能。它具有廣泛的運用，有些用于小型的項目，但別的一些，象咱們上面說到的一些項目規(guī)劃很大，乃至較大。這種技能關系到人類有必要面對的一個問題，假如國際依然按現(xiàn)在的速度開展的話。即可飲用水資源，它是每個人的日子的一個重要部分。開展一種技能堅持飲用水資源，是保持人類日子的辦法，也是確保下個世紀水不會像油相同的辦法。