如何進行水處理？

衡美水處理為您介紹一項水處理專業(yè)知識——超濾膜在水處理應用中的工藝解析。

六、供水水質調整

1、供水溫度的調整

超濾膜透水性能的發(fā)揮與溫度高低有直接的關系，超濾膜組件標定的透水速率一般是用純水在25℃條件下測試的，超濾膜的透水速率與溫度成正比，溫度系數(shù)約為0.02/1℃，即溫度每升高1℃，透水速率約相應增加2.0％。因此當供水溫度較低時（如＜5℃），可采用某種升溫措施，使其在較高溫度下運行，以提高工作效率。但當溫度過高時，同樣對膜不利，會導致膜性能的變化，對此，可采用冷卻措施，降低供水溫度。

2、供水PH值的調整

用不同材料制成的超濾膜對PH值的適應范圍不同，例如醋酸纖維素適合pH=4～6，PAN和PVDF等膜，可在PH=2～12的范圍內使用，如果進水超過使用范圍，需要加以調整，目前常用的PH調節(jié)劑主要有酸（HCl和H2SO4）等和堿（NaOH等）。

由于溶液中無機鹽可以透過超濾膜，不存在無機鹽的濃度級化和結垢問題，因此在預處理水質調整過程中一般不考慮它們對膜的影響，而需要防范的是膠質層的生成、膜污染和堵塞的問題。

操作參數(shù)正確的掌握和執(zhí)行操作參數(shù)對超濾系統(tǒng)的長期和穩(wěn)定運行是非常重要的，操作參數(shù)一般主要包括：流速、壓力、壓力降、濃水排放量、回收比和溫度。

（1）流速

流速是指原液（供給水）在膜表面上的流動的線速度，是超濾系統(tǒng)中的超濾一項重要操作參數(shù)。流速較大時，不但造成能量的浪費和產生過大的壓力降而且加速超濾膜分裂性能的衰退。反之，如果流速較小，截留物在膜表面形成的邊界層厚度加大，引起濃度級化現(xiàn)象，既影響了透水速率，又影響了透水質量。流速上限是根據(jù)實驗來確定的。中空纖維超濾膜，在進水壓力維持在0.2MPa以下時，內壓膜的流速僅為0.1m/s，該流速的流型處在完全層流狀態(tài)。外壓膜可獲得較大的流速。毛細管型超濾膜，當毛細管直徑達 3mm時，其流速可適當提高，對減少濃縮邊界層有利。須指出兩方面問題，其一是流速不能任意確定，由進口壓力與原液流量有關，其二是對于中空纖維或毛細管膜而言，流速在進口端是不一致的，當濃縮水流量為原液的10％時，出口端流速近似為進口端的10％，此外提高壓力增加了透過水量，對流速的提高供獻很小。因此增加毛細管直徑，適當提高濃縮水排量（回流量），可以使流速獲得提高，特別是在超濾濃縮過程中，如電泳漆的回收時可有效提高其超濾速率。

在允許的壓力范圍內，提高供給水量，選擇流速上限，有利于中空纖維超濾膜性能的保證。

（2）壓力和壓力降

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，處理溶液通常所使用的工作壓力。分離不同分子量的物質，需要選用相應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壓膜，外殼耐壓強度小于0.3MPa，中空纖維耐壓強度一般也低于0.3MPa，因而工作壓力應低于0.2MPa，而膜的兩側壓差應不大于0.1MPa。外壓中空纖維超濾膜耐壓強度可達0.6MPa，但對于塑殼外壓膜組件，其工作壓力亦為0.2MPa。須指出，由于內壓膜直徑較大，當用作外壓膜時，易于壓扁并在粘結處切斷，引起損壞，因此內外壓膜不能通用。

當需要超濾液具有壓力以供下一工序使用時，應采用不銹鋼外殼超濾膜組件，該中空纖維超濾膜組件，使用壓力達到0.6MPa，而提供超濾液的壓力可達30m水柱，即0.3MPa壓強，但須保持中空纖維超濾膜內外兩側壓差不大于0.3MPa。

在選擇工作壓力時除根據(jù)膜及外殼耐壓強度為依據(jù)外，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，相應被截留的物質在膜表面積聚越多，阻力越大，會引起透水速率的衰減。此外進入膜微孔中的微粒也易于堵塞通道?？傊?，在可能的情況下，選擇較低工作壓力，對膜性能的充分發(fā)揮是有利的。

中空纖維超濾膜組件的壓力降，是指原液進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系。特別對于內壓型中空纖維或毛細管型超濾膜，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到所需的工作壓力。膜組件的總的產水量會受到影響。在實際應用中，應盡量控制壓力降值不要過大，隨著運轉時間延長，由于污垢積累而增加了水流的阻力，使壓力降加大，當壓力降高出初始值0.05MPa 時應當進行清洗，疏通水路。

（3）回收比和濃縮水排放量

在超濾系統(tǒng)中，回收比與濃縮水排放量是一對相互制約的因素?；厥毡仁侵竿高^水量與供給量之比率，濃縮水排放量是指未透過膜而排出的水量。因為供給水量等于濃縮水與透過水量之和，所以如果濃縮水排放量大，回收比較小。為了保證超濾系統(tǒng)的正常運行，應規(guī)定組件的濃縮水排放量底限及回收比上限。在一般水處理工程中，中空纖維超濾膜組件回收比約為50～90％。其選擇根據(jù)為進料液的組成及狀態(tài)，即能被截留的物質的多少，在膜表面形成的污垢層厚度，及對透過水量的影響等多種因素決定回收比。在多數(shù)情況下，也可以采用較小的回收比操作，而將濃縮液排放回流入原液系統(tǒng)，用加大循環(huán)量來減少污垢層的厚度，從而提高透水速率，有時并不提高單位產水量的能耗。

（4）工作溫度

超濾膜的透水能力隨著溫度的升高而加大，一般水溶液其粘度隨著溫度而降低，從而降低了流動的阻力，相應提高了透水速率。在工程設計中應考慮工作現(xiàn)場供給液的實際溫度。特別是季節(jié)的變化，當溫度過低時應考慮溫度的調節(jié)，否則隨著溫度的變化其透水率有可能變化幅度在50％左右，此外過高的溫度亦將影響膜的性能。通常情況下中空纖維超濾膜的工作溫度應在25±5℃，需要在較高溫度狀態(tài)下工作則可選用耐高溫膜材料及外殼材料。

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