超滤膜(UF)过滤自来水工艺的分析与研发(3)
细菌内毒素和大部分有机物等杂质。反渗透膜的主要分离对象是溶液中的离子范围，无需化学品即可有效脱除水中盐份，系统除盐率一般为98％以上。
本论文是采用反渗透法制备纯化水如图1.1所示；
图1.1 反渗透加混床工艺流程图
1.2膜技术的发展概述
1.2.1膜的定义与分类
根据分离机理，膜大致分为多孔膜、无孔膜和载体膜，多孔膜在处理溶液时根据颗粒大小进行分离，主要用于超滤和微滤；无孔膜利用分离体系中各组分溶解度或扩散系数的差异进行分离，主要用于气体分离、透析、蒸汽渗透等过程；载体膜是通过载体分子对某组分高度专一的亲和性来实现不同组分的分离。
表 1-1 膜的种类[13]
膜种类 膜功能 被截流物质
微滤 多孔膜、溶液的微滤、脱微粒子 悬浮物、细菌类、微粒子、大分子有机物
超滤 脱除溶液中的胶体、各类大分子 蛋白质、各类酶、细菌、病毒、胶体、微粒子
反渗透和纳滤 脱除溶液中的盐类及低分子物质 无机盐、糖类、氨基酸、有机物等
透析 脱除溶液中的盐类及低分子物质 无机盐、糖类、氨基酸、有机物等
电渗析 脱除溶液中的离子 无机、有机离子
渗透气化 溶液中的低分子及溶剂间的分离 液体、无机盐、乙醇溶液
气体分离 气体、气体与蒸汽分离 不易透过液体
膜的定义有许多，但从宏观上讲，“膜”为两相邻相之间的一个不连续区间(区域)或界面，是一道选择性屏障，在分隔的两相或者两部分之间，借助于某种推动力以特定形式限制和传递流体物质。膜可以为气相、液相和固相，或是他们的组合。分离膜对流体可以是完全透过性的，也可以是半透过性的，但不能是完全不透过性的。这里膜有三个明显的特征。其一，膜充当两相间的界面，分别与两侧的流体相接触；其二，膜具有选择透过性，这是膜或膜过程固有的特性；其三，传递过程的推动力可以是压力差、浓度差、温度差或电势差等。
1.2.2 超滤膜技术
超滤膜是介于微滤膜和纳滤膜之间的一种膜过程．孔径范围为0.05 µm～1mm，操作压力一般为0.2～0.4Mpa,膜的透过速率为0.5～5m³/(㎡*d),能够分离分子质量为500～l000000 Dalton的大分子和胶体粒子。超滤膜有多种类型，在水厂应用较多的超滤膜其材料主要为聚偏氟乙烯和聚氯乙烯，运行方式可分为浸入式和压人式【2】。
超滤膜过程是以膜两侧压差为驱动力，以机械筛分为基础的一种溶液分离过程，使用压力通常在0.25 Mpa左右,如图1.2。在静压差为推动力的作用下，原料液中溶剂和小溶质粒子从高压的料液侧透过膜到低压侧，一般称为滤除液或透过液， 而大分子及微粒组分被膜阻拦，料液逐渐浓缩后以浓缩液排出。按照这种分离机理，超滤膜具有选择性表面层的主要因素是形成具有一定大小和形状的孔， 它的分离机理主要是靠物理的筛分作用。聚合物的化学性质对膜的分离特性影响不大。
图1.2 超滤膜原理示意图
1.2.3超滤膜技术在自来水处理应用中的特点
超滤膜技术是近几年在自来水处理中兴起的新技术。它可以十分有效地去除水中的颗粒物质，特别是致病微生物，几乎能够完全去除水体中的细菌、病毒、致病原生动物，与传统自来水处理工艺比较，超滤膜技术具有以下突出的优势[2]：