中空纖維超濾膜屬于超濾膜的一種，它是超濾技術(shù)中最為成熟與先進(jìn)的一種技術(shù)。中空纖維外徑?0.5-2.0mm，內(nèi)徑?0.3-1.4mm，中空纖維管壁上布滿微孔，孔徑以能截留物質(zhì)的分子量表達(dá)，截留分子量可達(dá)幾千至幾十萬。
中空纖維超濾膜由于其特殊的性質(zhì)廣泛應(yīng)用在礦泉水的制備、反滲透設(shè)備的預(yù)處理、自來水凈化處理及海水淡化的預(yù)處理等諸多領(lǐng)域。
材料介紹
中空纖維超濾膜是超濾膜的一種。原水在中空纖維外側(cè)或內(nèi)腔加壓流動(dòng)，分別構(gòu)成外壓式與內(nèi)壓式。超濾是動(dòng)態(tài)過濾過程，被截留物質(zhì)可隨濃縮小排除，不致堵塞膜表面，可長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。超濾膜是最早開發(fā)的高分子分離膜之一。
超濾技術(shù)是一種廣泛用于水的凈化，溶液分離、濃縮，以及從廢水中提取有用物質(zhì)，廢水凈化再利用領(lǐng)域的高新技術(shù)。特點(diǎn)是使用過程簡(jiǎn)單，不需加熱，能源節(jié)約，低壓運(yùn)行，裝置占地面積小。
東麗中空纖維超濾膜的工作壓力范圍為0.1～0.6MPa，是泛指在超濾的定義域內(nèi)，處理溶液通常所使用的工作壓力。分離不同分子量的物質(zhì)，需要選用相應(yīng)截留分子量的超濾膜，則操作壓力也有所不同。
一般塑殼中空纖維內(nèi)壓膜，外殼耐壓強(qiáng)度小于0.3MPa，中空纖維耐壓強(qiáng)度一般也低于0.3MPa，因而工作壓力應(yīng)低于0.2MPa，而膜的兩側(cè)壓差應(yīng)不大于0.1MPa。外壓中空纖維超濾膜耐壓強(qiáng)度可達(dá)0.6MPa，但對(duì)于塑殼外壓膜組件，其工作壓力亦為 0.2MPa。必須指出，由于內(nèi)壓膜直徑較大，當(dāng)用作外壓膜時(shí)，易于壓扁并在粘結(jié)處切斷，引起損壞，因此內(nèi)外壓膜不能通用。
當(dāng)需要超濾液具有一定壓力以供下一工序使用時(shí)，應(yīng)采用不銹鋼外殼超濾膜組件，該中空纖維超濾膜組件，使用壓力達(dá)到0.6MPa，而提供超濾液的壓力可達(dá)30m水柱，即0.3MPa壓強(qiáng)，但必須保持中空纖維超濾膜內(nèi)外兩側(cè)壓差不大于0.3MPa。
在選擇工作壓力時(shí)除根據(jù)膜及外殼耐壓強(qiáng)度為依據(jù)外，必須考慮膜的壓密性，及膜的耐污染能力，壓力越高透水量越大，相應(yīng)被截留的物質(zhì)在膜表面積聚越多，阻力越大，會(huì)引起透水速率的衰減。此外進(jìn)入膜微孔中的微粒也易于堵塞通道。總之在可能的情況下，選擇較低工作壓力，對(duì)膜性能的充分發(fā)揮是有利的。
東麗中空纖維超濾膜組件的壓力降，是指原液進(jìn)口處壓力與濃縮液出口處壓力之差。壓力降與供水量，流速及濃縮水排放量有密切關(guān)系。特別對(duì)于內(nèi)壓型中空纖維或毛細(xì)管型超濾膜，沿著水流方向膜表面的流速及壓力是逐漸變化的。供水量流速及濃縮水排量越大，則壓力降越大，形成下游膜表面的壓力不能達(dá)到所需的工作壓力。膜組件的總的產(chǎn)水量會(huì)受到一定影響。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)盡量控制壓力降值不要過大，隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間延長(zhǎng)，由于污垢積累而增加了水流的阻力，使壓力降增大，當(dāng)壓力降高出初始值0.05MPa時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行清洗，疏通水路。
材料特點(diǎn)
濾過程是在常溫下進(jìn)行，條件溫和無成分破壞，因而特別適宜對(duì)熱敏感的物質(zhì)，如藥物、酶、果汁等的分離、分級(jí)、濃縮與富集。
濾過程不發(fā)生相變化，無需加熱，能耗低，無需添加化學(xué)試劑，無污染，是一種節(jié)能環(huán)保的
分離技術(shù)。
超濾技術(shù)分離效率高，對(duì)稀溶液中的微量成分的回收、低濃度溶液的濃縮均非常有效。
超濾過程僅采用壓力作為膜分離的動(dòng)力，因此分離裝置簡(jiǎn)單、流程短、操作簡(jiǎn)便、易于控制
和維護(hù)。
特性
1)不銹鋼卡結(jié)構(gòu)，承壓能力更強(qiáng)，有效防止中型超濾系統(tǒng)瞬間的高壓和沖擊所導(dǎo)致的爆裂和漏水。
2)殼體選用高韌性的UPVC材料，該材料具有良好的抗老化。耐酸堿及化學(xué)穩(wěn)定性的特點(diǎn)，適用廣泛的工況條件。
3)采用獨(dú)特的7扇區(qū)裝絲工藝，使殼體內(nèi)布水均勻
4)裝填膜絲5000根，16平方米的有效膜面積，遠(yuǎn)高于同類產(chǎn)品的有效膜面積，從而單支組件的水通量更大。
5)進(jìn)出水口均為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)DN32的接口口，四個(gè)活結(jié)螺紋端蓋都是統(tǒng)一尺寸規(guī)格，安裝維護(hù)方便。
6)膜的有效面積大，水通量大，純水通量3500升，遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)同種規(guī)格產(chǎn)品。
養(yǎng)護(hù)方法
1.原水采用殺菌劑殺滅細(xì)菌及微生物。保持適當(dāng)余氯量;
2.預(yù)過濾去除固體顆粒懸浮體，在膠體含量較高時(shí)，采用絮凝沉淀預(yù)處理;
3.定時(shí)反沖洗快速?zèng)_洗，定期化學(xué)沖洗;
4.動(dòng)態(tài)過濾，排放濃縮水，回收比視原水水質(zhì)而定;
5.緩慢升降壓，防止沖擊。
膜的清洗：
中空纖維超濾膜在連續(xù)正常運(yùn)行過程中，必須定時(shí)、定期進(jìn)行各種方法的清洗。目前常用的清洗方法主要有下列幾種：
背壓反沖洗法：以潔凈的水，從超濾液側(cè)進(jìn)入向正面進(jìn)行沖洗，由于膜的正反方向耐壓程度不一，一般只能以低壓進(jìn)行反沖洗，反沖洗強(qiáng)度不大，效果不大。必須選擇耐壓強(qiáng)度較高的膜，以較高的壓力，較大的流量進(jìn)行反沖洗，效果最好。沖洗時(shí)間30～60秒即可。
等壓水力沖洗法：關(guān)閉超濾水出口閥門，全開濃縮水出口閥門，使膜面流速增大，對(duì)去除表面附著松軟物質(zhì)較為有效。
化學(xué)清洗法：根據(jù)膜表面污染物質(zhì)的種類，選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥品與之進(jìn)行溶解、氧化或其他化學(xué)反應(yīng)達(dá)到去除的目的。常用的化學(xué)藥品的選擇必須根據(jù)膜材料的性質(zhì)選擇，如酸類、堿類、氧化劑、殺菌劑、表面活性劑以及加酶洗滌劑等。進(jìn)行方法與正常超濾過程相同，清洗液自原液入口處進(jìn)入，濃縮液及超濾液全部返回清洗液容器，循環(huán)后排放，以凈水洗凈即可。
超濾是采用中空纖維過濾新技術(shù)，配合三級(jí)預(yù)處理過濾清除自來水中雜質(zhì)；超濾微孔小于0.01微米，能徹底濾除水中的細(xì)菌、鐵銹、膠體等有害物質(zhì)，保留水中對(duì)人體有益的微量元素和礦物質(zhì)。超濾膜過濾使大分子溶質(zhì)不能透過，留在膜的一邊，從而使大分子物質(zhì)得到了部分的純化。超濾原理也是一種膜分離過程原理，超濾利用一種壓力活性膜，在外界推動(dòng)力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對(duì)較高的物質(zhì)，而水和小的溶質(zhì)顆粒透過膜的分離過程。
系統(tǒng)特點(diǎn)
1.分離過程不發(fā)生相變化，分離過程可以在常溫下進(jìn)行，適合一些熱敏性物質(zhì)如果汁、生物制劑及某些藥品等的濃縮或者提純；
2.設(shè)備占地面積小，易于模塊化設(shè)計(jì)，擴(kuò)展能力強(qiáng)；
3.分離過程僅以低壓為推動(dòng)力，耗能少；
4.設(shè)備及工藝流程簡(jiǎn)單，易于操作、管理及維修；
5.應(yīng)用范圍廣，約翰·道爾頓或者溶質(zhì)尺寸大小為0.001~0.1μm左右，都可以利用超濾分離技術(shù)。
應(yīng)用領(lǐng)域
1.市政、電力、鋼鐵、石化、紡織、食品等領(lǐng)域污水深度處理回用及生產(chǎn)工藝用水處理；
2.市政給水凈化處理；
3.海水淡化及反滲透系統(tǒng)預(yù)處理；
4.食品及生物制藥等領(lǐng)域凈化、濃縮與分離。
材料用途
主要用于超濾凈水器。普遍使用的直飲機(jī)用的就是超濾技術(shù)。
中空纖維超濾膜由于其特殊的性質(zhì)廣泛應(yīng)用在礦泉水的制備；反滲透設(shè)備的預(yù)處理；自來水凈化處理；海水淡化的預(yù)處理；廢水回用的凈化處理；去除水中的膠體和細(xì)菌；濾除中藥提取液中的大分子量雜質(zhì)、蛋白質(zhì)和多糖，最后制得中藥制劑；對(duì)中藥有效成分進(jìn)行濃縮，濾除藥液中水分和小分子量雜質(zhì)；低度白酒去濁除菌；果酒、啤酒及其他酒類的精制；凈化茶汁，制備濃縮茶；針劑、大輸液除熱源；濃縮人體血清。
超濾膜的啟用
1、排空殘液
打開膜組件下部的閥門和最低位管道閥門，直到組件和管道內(nèi)的保存液從膜管和管道內(nèi)全部排出，然后關(guān)閉閥門。
2、凈水沖洗
在化學(xué)清洗箱內(nèi)注入適量?jī)艋P(guān)閉超濾器進(jìn)口閥門和回流閥門，將排空閥門打開2/3，排空。打開濾出液排放閥門，再將回流出口閥門打開2/3，啟動(dòng)水泵，緩慢打開超濾進(jìn)口閥門，調(diào)整超濾進(jìn)口壓力至0.05-0.1MPa，在此壓力下沖洗15-30分鐘，關(guān)閉水泵時(shí)，先緩慢關(guān)閉超濾進(jìn)口閥門，再關(guān)泵。
3、中空纖維超濾膜堿液清洗
配制0.1NNaOH，倒入料桶內(nèi)，關(guān)閉超濾進(jìn)口閥門和出口排空閥門，將回流閥門打開2/3，打開濾出液通往料桶的閥門，關(guān)閉出口。啟動(dòng)水泵，緩慢打開進(jìn)口閥門，調(diào)整進(jìn)口壓力至0.1Mpa左右。在此壓力下循環(huán)清洗30分鐘，關(guān)閉水泵時(shí)，先緩慢關(guān)閉進(jìn)口閥門，再關(guān)機(jī)。
4、再用凈水或純水沖洗3次，直至洗脫到PH=7。
使用條件
使用狀態(tài)：錯(cuò)流過濾或全量過濾，反向沖洗與快速?zèng)_洗。
反沖洗壓力:<0.1MPa。
反沖洗流量：200L/m2/hr。
反沖洗頻率：隨進(jìn)水水質(zhì)而變化15～60min。
反沖洗時(shí)間：30-60sec。
化學(xué)沖洗：隨膜材質(zhì)及膜污染情況而定。
滅菌處理：NaClO沖洗每周一次至每月一次。
特點(diǎn)：可以顯著提高沖洗強(qiáng)度有利于膜的再生。
材料運(yùn)行
1、料液的預(yù)處理
1)料液超濾前必須先用10-50微米預(yù)過濾處理。
2)料液的酸度一般應(yīng)在PH2--13的范圍內(nèi)。
3)料液溫度一般應(yīng)低于35℃，使用過程中應(yīng)低于45℃。
2、將經(jīng)過預(yù)處理的料液放入料桶
3、料液超濾運(yùn)行操作：關(guān)閉超濾膜進(jìn)口閥門和排空氣閥門，將回流閥門打開2/3狀態(tài)，全開透過液通往料液桶的閥門，關(guān)閉透過液出口閥門。啟動(dòng)水泵，緩慢開啟超濾進(jìn)口閥門，調(diào)整進(jìn)口與回流使進(jìn)膜壓力到0.1MP左右。關(guān)閉水泵時(shí)，應(yīng)全開回流閥門1-5分鐘，然后緩慢關(guān)閉超濾進(jìn)口閥門，再關(guān)泵。
4、除水處理用外，料液超濾處理后必須當(dāng)天清洗并純水保養(yǎng)。
使用壽命
1．優(yōu)質(zhì)的超濾膜組件，耐壓、孔徑均一無缺陷，膜表面光滑等。
2．正確的工藝流程，超濾裝置特別是大型裝置，必須具備反沖洗、快速?zèng)_洗、化學(xué)沖洗以及充氣沖洗等管路及自動(dòng)控制系統(tǒng)。那種一進(jìn)兩出的簡(jiǎn)單排水管，雖然設(shè)備費(fèi)用最低，但嚴(yán)重影響膜的使用壽命。
圖片
圖中所示即為彈式改性PP中空纖維超濾膜。
參考資料 >