簡(jiǎn)要說(shuō)明 ：
超濾(UltraFiltration ,簡(jiǎn)稱UF) 是溶液在壓力作用下,溶劑與部分低分子量溶質(zhì)穿過膜上微孔到達(dá)膜的另一側(cè),而高分子溶質(zhì)或其它乳化膠束團(tuán)被截留,實(shí)現(xiàn)從溶液中分離的目的。它的分離機(jī)理主要是靠物理的篩分作用。超濾分離時(shí)是在對(duì)料液施加一定壓力后，高分子物質(zhì)、膠體物質(zhì)因膜表面及微孔的一次吸附，在孔內(nèi)被阻塞而截留及膜表面的機(jī)械篩分作用等三種方式被超濾膜阻止，而水和低分子物質(zhì)通過膜。超濾膜比微濾膜孔徑小，在0.7～7 kg/cm2 的壓力下，可用于分離直徑小于10μm 的分子和微粒[1]。它主要應(yīng)用于生活污水、含油廢水、紙漿廢水、染料廢水等廢水處理。超濾材料大多數(shù)是有機(jī)高分子膜,目前無(wú)機(jī)膜材料也開始制備和應(yīng)用。
詳細(xì)說(shuō)明 ：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高,人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求越來(lái)越高,因此傳統(tǒng)的廢水處理技術(shù)難以滿足越來(lái)越嚴(yán)格的污水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求,而且傳統(tǒng)的廢水處理人多數(shù)只有負(fù)的經(jīng)濟(jì)效益,無(wú)疑這使許多企業(yè)無(wú)法承受額外的廢水處理費(fèi)用,此外經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也帶來(lái)了水資源的日趨短缺,客觀上要求廢水能夠循環(huán)再利用。在這樣的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益要求下,各種新型的、改良的高效的廢水處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,超濾技術(shù)就是其中引人注目的技術(shù)之一。本文綜述超濾技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用及其進(jìn)展。
早在1861年，Schmidt在過濾領(lǐng)域忠提出超濾概念。20世紀(jì)70～80年代超濾技術(shù)高速發(fā)展，應(yīng)用面越來(lái)越廣，使用量越來(lái)越大。
1、超濾技術(shù)處理廢水的基本原理及其影響因素
1.1 超濾的基本原理
超濾(UltraFiltration ,簡(jiǎn)稱UF) 是溶液在壓力作用下,溶劑與部分低分子量溶質(zhì)穿過膜上微孔到達(dá)膜的另一側(cè),而高分子溶質(zhì)或其它乳化膠束團(tuán)被截留,實(shí)現(xiàn)從溶液中分離的目的。它的分離機(jī)理主要是靠物理的篩分作用。超濾分離時(shí)是在對(duì)料液施加一定壓力后，高分子物質(zhì)、膠體物質(zhì)因膜表面及微孔的一次吸附，在孔內(nèi)被阻塞而截留及膜表面的機(jī)械篩分作用等三種方式被超濾膜阻止，而水和低分子物質(zhì)通過膜。超濾膜比微濾膜孔徑小，在0.7～7 kg/cm2 的壓力下，可用于分離直徑小于10μm 的分子和微粒[1]。它主要應(yīng)用于生活污水、含油廢水、紙漿廢水、染料廢水等廢水處理。超濾材料大多數(shù)是有機(jī)高分子膜,目前無(wú)機(jī)膜材料也開始制備和應(yīng)用。
1.2 超濾工作的影響因素
超濾的操作壓力為0.1-0.6Mpa，溫度為60。C時(shí)，超濾的透過通量為1-500L/m2•h，一般為1-100L/m2•h。低于1Lm2•h時(shí)實(shí)用價(jià)值不大，超濾透過通量的影響因素如下。
(1)料液流速 提高料液流速雖然對(duì)減輕濃差極化、提高透過通量有利，但需要提高料液壓力，增加耗能。一般紊流體系中流速控制在1-3m/s。
(2)操作壓力 超濾膜透過通量與操作壓力的關(guān)系取決于膜和凝膠層的性質(zhì)。超濾過程為凝膠化模型，膜透過通量與壓力無(wú)關(guān)，這時(shí)的通量成為臨界透過通量。實(shí)際操作壓力應(yīng)在極限通量附近進(jìn)行，此時(shí)的操作壓力約為0.5-0.6Mpa。
(3)溫度 操作溫度主要取決于所處理的物料的化學(xué)、物理性質(zhì)。由于高溫可降低料液的黏度，增加傳質(zhì)效率，提高透過通量，因此應(yīng)在允許的溫度下操作。
(4)運(yùn)行周期 隨著超濾過程的進(jìn)行，在膜表面逐漸形成凝膠層，使透過通量下降，當(dāng)通量達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，就需要進(jìn)行沖洗，這段時(shí)間成為運(yùn)行周期。運(yùn)行周期的變化與清洗情況有關(guān)。
(5)進(jìn)料濃度 隨著超濾過程的進(jìn)行。主題液流的濃度逐漸增加。此時(shí)黏度變大，使凝膠層厚度增加，從而影響透過通量。因此對(duì)主體液流應(yīng)定出允許濃度。
(6)料液的預(yù)處理 為了提高膜的透過通量，保證超濾膜的正常穩(wěn)定運(yùn)行，根據(jù)需要應(yīng)對(duì)料液 進(jìn)行預(yù)處理。
(7)膜的清洗 膜必須進(jìn)行定期沖洗，以保持一定的透過量，并能延長(zhǎng)膜的使壽命。一般在規(guī)定的料液和壓力下，在允許的pH值范圍內(nèi)，溫度不超過60℃時(shí)，超濾膜可使用12-18個(gè)月。如膜清洗不佳，回使膜的壽命縮短。
2、超濾技術(shù)新工藝新方法
膠團(tuán)強(qiáng)化超濾法(Micellar - enhanced Ultra2filtration ,簡(jiǎn)稱MEUF) 是一種新的水處理技術(shù),主要用于去除水中的微量有機(jī)物和金屬離子,它實(shí)質(zhì)是一種將表面活性劑和超濾膜結(jié)合起來(lái)的新技術(shù)。它的基本原理是,當(dāng)投入水中的表面活性劑濃度超過表面活性劑的臨界膠束濃度時(shí),剩余的表面活性劑分子將在溶液內(nèi)聚集,形成疏水基向內(nèi)、親水基向外的聚集體,即膠團(tuán)。如果水中溶解了其它化學(xué)機(jī)構(gòu)和性質(zhì)與表面活性劑分子的疏水基相似有機(jī)物,根據(jù)相似相溶原理,這種有機(jī)物將溶解于膠團(tuán)中或有機(jī)物與表面活性劑的親水基能形成氫健,有機(jī)物也會(huì)從水相轉(zhuǎn)移到膠團(tuán)中,當(dāng)它們通過超濾膜時(shí),則攜帶有機(jī)物的膠團(tuán)因不能透過膜而被截留,水和少量表面活性劑單體及未形成膠團(tuán)的有機(jī)物能自由透過膜,從而實(shí)現(xiàn)絕大部分有機(jī)物和水的有效分離。
