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膜分离基础知识及应用【2】

关键词:膜分离,膜材料,微滤,超滤

日期:2019-04-10作者:admin
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对于刚刚接受到膜分离应用的新用户来说,本文能够给您一个明确的指导和指示作用,试图通过简单的描述快速的让您了解膜分离的相关基础知识。(續上文http://www.archrug.com/read/17.html
 

MF和UF不同:


1-分离量表
 
UF膜孔比MF膜孔小。 MF孔径的范围为0.01μm至10μm.UF孔径通过保留物质的分子量来评定,分子量范围为1,000至100,000。较小(较紧)的MF膜孔径偶尔会与较大(较开放)的UF孔重叠。
然而,UF孔通常小于MF孔。
 
2-分离机制
 
UF膜在膜结构表面上具有表层。该层含有影响额定分离或排斥大于膜孔的物质的孔。这在膜表面处或附近产生“浓度极差”。
然而,对于MF膜,由于较小的物质(小于MF保留的颗粒或细菌)渗透膜,因此不会发生浓差极化现象。
 
3-工作压力
 
微滤过滤通常在200 kpa以下运行。超滤膜的运行压力高达300 kpa。
 
4-膜厚度和强度
 
膜的机械强度因材料,结构和制造工艺而异。即使膜厚度相似也是如此。中空纤维UF膜通常具有150-300μm的壁厚。用伸长工艺制造的MF中空纤维膜的壁厚,
通常为50μm至100μm,但具有与UF中空纤维相似的强度性质。
 
5-表面特征
 
UF和MF膜表面的下面SEM照片(放大10,000倍)说明MF孔是清晰可辨的,而UF表面上的孔则不清楚。
 
微滤膜                超滤膜

微滤膜SEM                               超滤膜SEM
 




膜过滤模块:



膜组件有两种基本配置;:1-独立式,2-开放浸入式。

UF膜和RO膜最常见的模块类型是独立(或容纳)的膜组件,其中给水通过离心泵泵送。所有进料,浓缩液和滤液管道连接都是模块的组成部分。

典型的模块变化如下所示。
将开放式浸没型模块放入给水箱中,使膜暴露。

 
不同膜组件的参考图如下图
不同膜组件

 
 

 

以上所述的膜组件形式,在中空纤维中更为常见和被容易理解,

在更多的膜组件应用中,我们还能看到如下的膜组件:



 

膜的耐久性:


几乎所有的用户都会关心膜到底能够使用多长时间,多久需要更换,这基本上是膜本身绕不开的一个话题。

目前,没有关于如何评价膜组件的耐久性或有效使用寿命的明确标准,也没有规定或测量的属性或度量。过滤器性能的恶化分为两大类:

1、一种是由机械,化学或生物原因引起的膜降解。这些可以是膜压实,膜材料的分解或降解,或实际的膜破裂。
2、二种是由于膜污染或模块流动通道的阻塞/阻塞导致的性能下降。
 
1-材料降解
膜组件材料的降解取决于使用和暴露。
温度,水质,物理负荷,清洁频率和膜对所用清洁化学品的耐受性等因素。离线模块存储条件也会影响使用寿命。作为一般规则,三年使用寿命是有机膜模块的合理基准。
对于带有无机膜的膜组件,可以预期七年的使用寿命。
 
2-膜过滤性能下降
随着延长处理,膜过滤设备容量趋于下降,伴随着跨膜压力的增加。
由于在膜表面形成污垢层而增加了对渗透的抵抗力,所述污垢层由悬浮固体,溶解的高分子量聚合物和具有低溶解度的化合物组成。还可能堵塞膜的多孔支撑结构和/或阻塞模块流动通道。
膜分离设备性能通常可以通过流体力学技术回收,例如反洗和空气洗涤。改变操作条件也可以帮助防止膜污染。当物理技术证明不足时,化学清洗用于恢复膜分离设备性能。
而通常需要根据膜组件的特性来决定是反洗还是用化学试剂进行清洗。
最后,当化学清洁变得太频繁或不再足够时,更换膜组件。
 


本文撰写大部分借鉴AsahiKASEI,撰写目的用于膜分离用户了解膜分离相关知识。

 

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