过滤膜（可过滤水中杂质的材料）
VLoG
次浏览
更新时间：2023-05-22
基本信息
| 中文名 | 过滤膜 |
| 外文名 | Filter membrane |
| 用品类型 | 其他 |
| 材质 | 纤维、合成树脂 |
| 用途 | 过滤水中杂质 |
展开
过滤膜性能
1.1 过滤膜技术定义
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
1.4膜的型式
水体透过膜流速不大，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：
(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
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。
饮用水应用
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，这样的水当然不能做饮用水使用。如果采用就得要加对人体健康有益的盐类，要达到这种要求，目前尚无条件做到。NF对盐类的去除仅次于RO，但去除率也很高，一般作为软水应用，对作饮用水由于上述原因也不宜采用。从而，用于净水处理的膜应为MF和UF膜。用这样的膜主要能将胶体和浮游生物等除去，能将不溶性的铁和锰除去，及能将菌类除去。但为了避免细菌在清水池内不再重生，不能省掉灭菌处理程序。考虑到UF去除物质的分子量程度，它没有能力将臭氧物质和三卤乙烯等有机溶剂除去，这些溶剂会在膜面上形成一层薄膜，这些薄膜今后可能有办法除掉，可在以后列题研究。在膜的型式上，外压中空系统或管型等膜适于采用。如果采用外压式膜，可将通过沉砂池的原水，直接与膜连接处理。直接接到板框式和螺旋式的膜的原水，为了使膜孔不被闭塞，在流入膜以前，应将原水中浮游物质除去。
2.2 饮用水应用过滤膜程序
净水厂常规处理程序为凝聚、沉淀、过滤，膜分离水厂在原水符合过滤膜处理条件下，处理程序简单，只需过滤膜装置处理即可（在原水水质恶化时，尚需增加常规处理或增加微筛网处理）。在能量消耗上，使用过滤膜全量滤过方式，由于通过过滤膜使压力提高，原水泵尚需在增强压力上考虑。
2.3 饮用水使用过滤膜处理的优点
(1)不需混凝剂
从过去使用膜的经验看，饮用水使用的原水（河水、水库水和富营养的湖泊水），用不加混凝剂的MF膜处理，和用混凝剂的凝聚、沉淀、过滤的常规处理相比，前者与后者所处理后水的水质相当或超过。
(2)自动化操纵简单，易于无人管理
采用膜分离技术只为供应原水提供必要的操作压力，并只需要运行一个较长时间才冲洗滤膜，别无其他工序。当前凝聚、沉淀、过滤净水处理则工序繁多，在投药上尚不能设定投加率。在这样情况下操纵膜装置很容易使其自动化，做到无人管理，而常规处理做到自动化则不容易。
(3)过滤膜水厂占地少
(4)维护管理费用小
当前过滤膜使用寿命和价格尚是未知数，全部费用不好计算。但是从用膜处理用电费用和药剂费用都少来看，比之常规处理维护管理费用高的状况有很大优点。
(5)易于排水处理
用于要求出水浊度≤5mg/L能符合饮用水质标准的工业用水、生活用水及市政给水系统；
(6)工业污水中的悬浮物、固体物的去除；
以及用在游泳池循环处理系统、冷却循环水净化系统等。
由于用膜处理不需投药，处理污泥量减少，因此易于处理。是否如此尚正在研究阶段，未得出明确结果。
2.4 过滤膜处理存在的问题
(1)膜的使用寿命
膜孔受到水中杂质阻塞，使流体通过膜孔时水头损失加大，流体流速降低。这时通常可用水冲洗使膜孔恢复原有的渗过能力。在不能达到目的时，应适当用药剂清洗，使膜孔又能继续使用。但应考虑膜的使用寿命。因即使按上述办法处理，膜也会由于积垢过多，用药剂清洗收效不理想。在这样情况下，加混凝剂，延长使用寿命，也可减低渗过流速，使膜的寿命延长，但要增大膜的使用面积。
(2)过滤膜水厂施工管理
膜管本身强度相当高，有一定可*性。但施工中多多少少有部分膜管损伤。当然由于一两根膜管受损，不会影响膜管渗透水的水质。但一个中等水厂有上万根膜管，就不是一两根膜管受损的问题了，因此有必要对膜装置加强部件管理和施工管理，不能与以往常规处理方式一样对待。
(3)采用过滤膜新技术补救措施
一般采用新技术会遇到意想不到的状况，尤其是采用过滤膜分离的场合，它整个变更了过去的常规处理系统，因此会有一定的顾虑。由于对膜技术没有实用经验，应当增加补充设施，以备在膜装置发生异常情况时补救。例如，是否在膜处理以后，再增设生物活性炭设施以除去臭味的措施，以及增设其他设备的考虑。
