超濾膜污染過濾原理

超濾膜篩分過程，以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力，以超濾膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當原液流過膜表面時，超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進液側(cè)，成為濃縮液，因而實現(xiàn)對原液的凈化、分離和濃縮的目的。每米長的超濾膜絲管壁上約有60億個0.01微米的微孔，其孔徑只允許水分子、水中的有益礦物質(zhì)和微量元素通過，而最小細菌的體積都在0.02微米以上，因此細菌以及比細菌體積大得多的膠體、鐵銹、懸浮物、泥沙、大分子有機物等都能被超濾膜截留下來，從而實現(xiàn)了凈化過程。

超濾膜根據(jù)膜材料的不同，可分為無機膜和有機膜，無機膜主要是陶瓷膜和金屬膜。

有機膜

有機膜主要是由高分子材料制成，如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚偏氟乙烯等等。根據(jù)膜形狀的不同，可分為平板膜、管式膜、毛細管膜、中空纖維膜等。市面上家用凈水器用的膜基本上都是中空纖維膜。

無機膜

無機膜中，陶瓷超濾膜在家用凈水器中應(yīng)用比較多。陶瓷膜壽命長，耐腐蝕，但出水有土味，影響口感。同時陶瓷膜易堵塞，清洗不易。中空纖維超濾膜由于其填充密度大，有效膜面積大，純水通量高，操作簡單易清洗等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于家用凈水行業(yè)。

按膜的外形特征可將超濾膜分為：

①平板膜;

②管式超濾膜，內(nèi)徑>lOnm;

③毛細管式超濾膜，內(nèi)徑O.50～10.00nm;

④中空纖維超濾膜，內(nèi)徑<0.5nm;

⑤多孔超濾膜。

超濾膜沒有使用前一般都是浸入保護液中進行密封保存以防止?jié)駪B(tài)膜脫水后產(chǎn)生收縮，膜孔變小，使膜結(jié)構(gòu)破壞，水通量下降。

1、短期保存：超濾膜如暫停使用時(少于10天時間)應(yīng)對超濾膜殺菌反沖洗一次，在反沖洗水中加入15ppm(ml/L)的HY-240殺菌劑后再將超濾膜的進水閥、排放閥和調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，保持超濾膜的密封和滅菌作用。

2、長期保存：超濾膜如長期停止使用時(超過10天)，先對超濾膜進行殺菌反沖洗一次，然后在超濾膜內(nèi)注入HY-310保護液后密封保存(最好是RO水)。

超濾膜具有雙重抗污染性能、不易結(jié)垢、多層過濾，采用高分子處理材質(zhì)膜絲，具有超強度的韌性，不易斷絲。使用壽命是常規(guī)膜元件的2-3倍，特別適用于EDI的前處理系統(tǒng)，尤其原水進水為水庫水，是EDI預(yù)處理的專用膜!　永久親水性　獨特的混合材料，使CSM8040-LT-3T更親水，抗污染性更好，保證了膜絲的強度，最主要的是具有最強的親水性能，也就保證了超濾膜的抗污染性能以及最低的運行能耗，另外這種混合材料具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，PH操作范圍寬。

盡管已經(jīng)采取了上述的維護與預(yù)防控制措施，但是膜污染還是不同程度地客觀存在。因此，必須不斷地及時地進行對污染膜的處理，才能保證超濾器正常地工作和取得預(yù)期的效果。所以，應(yīng)該較好地掌握處理技術(shù)，包括物理的和化學(xué)的方法。

超濾器等壓沖洗

適用于中空纖維膜超濾器。沖洗時首先降壓運行、關(guān)閉超濾液出口并增加原水（料液）進入速率。此時中空纖維內(nèi)腔壓力隨之上升，直至達到與中空纖維外側(cè)腔體操作壓力相等，使膜兩側(cè)壓差為零，滯留于膜表面的溶質(zhì)分子，即會懸浮于溶液中并隨濃縮液排出。

超濾器反沖洗

一般采用兩個超濾器并聯(lián)運行，用一個超濾器的出水對另一個超濾器進行反沖洗。這應(yīng)在較低的操作壓力下進行（約132kPa左右），以免引起膜破裂。反沖洗時間一般需要20～30min。對于卷式超濾器，定時反沖洗是穩(wěn)定其產(chǎn)水量的必要手段。

超濾器水力反沖洗

研究結(jié)果表明，對于因長期連續(xù)運轉(zhuǎn)透水量下降而再生又有困難的超濾裝置，在停止運轉(zhuǎn)時用高純水浸泡靜置10h以上，然后再進行水力反沖洗是提高超濾透水量的有效方法。

超濾器采用混合流體

混合流體在低壓下沖洗膜表面15min。這種處理方法簡單，對于初期受有機物污染的膜的清洗是有效的。

超濾器去除污染物

對管式超濾器可采用軟質(zhì)泡沫塑料球、海綿球（直徑略大膜管內(nèi)徑），對內(nèi)壓管膜進行清洗。在管內(nèi)用水力讓泡沫、海綿球反復(fù)經(jīng)過膜表面，對污染物進行機械性 的去除。這種方法對軟質(zhì)垢幾乎能全部去除，但對硬質(zhì)垢則不但不易去除，且容易損傷膜表面。因此，該法特別適用于以有機膠體為主要成分的污染膜表面的清洗。

超濾器蒸汽消毒

蒸汽消毒可用于無機膜和聚砜膜組件。

超濾器化學(xué)清洗方法

超濾器化學(xué)清洗所采用的清洗劑種類，一般與反滲透器所用相同。但是，在具體選擇的時候，應(yīng)根據(jù)污染的類型和程度、膜的物理和化學(xué)性能來選擇和確定清洗 劑。清洗劑可以單獨使用，但更多的情況下是復(fù)合使用。例如污垢的主要組成是無機物質(zhì)像水垢、鐵鹽、鋁鹽等，則可用酸類、螯合劑、非離子型表面活性劑以及分 散劑的復(fù)合配方。如果污垢主要是有機污垢，包括粘泥和油類，則通常采用陰離子型或非離子型表面活性劑、堿類、氧化劑或還原劑、分散劑和酶洗滌劑的復(fù)合配方。

膜污染，是指在膜過濾過程中，水中的微粒、膠體粒子或溶質(zhì)大分子由于與膜存在物理化學(xué)相互作用或機械作用而引起的在膜表面或膜孔內(nèi)吸附、沉積造成膜孔徑變小或堵塞，使膜產(chǎn)生透過流量與分離特性的不可逆變化現(xiàn)象。 對于膜污染,應(yīng)當說,一旦料液與膜接觸,膜污染即開始。膜污染常發(fā)生在三種場合,即濃差極化、大溶質(zhì)的吸附和吸附層的聚合。

GE標準膜的可靠性是目前阻礙膜技術(shù)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵之一，而污染問題又是影響其可靠性的決定性因素。據(jù)調(diào)查，就超濾而言，污染仍是其主要問題，污染的消除將使超濾過程效率提高30%以上，使投資減少15%，而且能提高分離效果，使超濾范圍拓寬。對膜污染種類及其成因的具體分析，將有助于采取合適的措施減弱或消除它的不良影響。

由于超濾器的物質(zhì)分離功能是依靠“膜”來實現(xiàn)的，所以，它和其他膜分離設(shè)備一樣，在使用過程中，總會發(fā)生膜污染和通量的遞減。不過，這個問題對于以濾膜篩分為原理的超濾器來說，更為顯著。這種膜污染常發(fā)生在三種場合，即濃差極化、大溶質(zhì)的吸附和吸附層的聚合。

超濾器濃差極化

超濾器運行時，溶質(zhì)中分子混合物由靜壓力帶到膜表面，某些分子透過膜，而另一些分子則被阻止。這就導(dǎo)致在臨近膜表面的邊界層中被阻止組分的聚集，且常常 因溶解度過飽和而沉積在膜的表面，形成凝膠層，致使透過組分的量減少，因而，降低了膜的通量，改變了對低分子物質(zhì)的截留率和過濾特性。 但是，濃差極化產(chǎn)生的作用是“可逆”的。所以，是可以減輕和加以控制的。

超濾器膜的污染

主要有兩種情況：一種是附著層，它是由料液（原水）中懸浮物堆積于膜面（濾餅）、 由溶解性有機物濃縮后粘附于膜面（凝膠層）、由溶解性無機物生成的水垢積附于膜面（水垢層）以及由膠體物質(zhì)或微生物等吸附于膜面（吸附層）所構(gòu)成;另一種是堵塞，即由上述料液中溶質(zhì)等濃縮、結(jié)晶或沉淀致使膜孔產(chǎn)生不同程度的堵塞。由于膜污染是亞微細粒子或小分子溶質(zhì)吸附、積累在膜表面或在膜孔中結(jié)晶沉積所致，所以，膜污染引起通量衰減往往是不可逆的。濃差極化和膜污染都能引起膜性能的變化，使膜的實用性能變壞，而膜污染是膜通量和分離性能下降的主要 原因。因此，對于超濾器來說，要特別注意區(qū)別情況進行維護和膜的污染控制與處理。