水处理行业几种主要超滤产品特点 - 图文

目前水处理行业主要超滤（UF）产品特点

一、 超滤技术简介

超滤是一种膜法分离技术，是以压力为推动力（0.01～0.03 MPa），利用超滤膜过滤功能层的致密细小孔径（0.005～0.1um）对液体中不溶性杂质，进行分离的物理筛分过程，去除水中的悬浮物，细菌，胶体等污染物。

近30年来，超滤技术发展极为迅速，在工业给水方面应用越来越多，例如海水淡化、纯水及高纯水制备，超滤作为预处理设备，确保反渗透等后续设备长期稳定安全运行。随着全球水资源污染及可直接利用水资源的匮乏，污水回用目前是人类所面临的重大课题，超滤在污水回用、水资源再生领域也起到了关键的作用。

二、 超滤发展的历史

上世纪60年代，超滤技术在实验室产生。并在上世纪80年代在欧美国家饮用水行业规模化应用。其主要的优点是出水水质好，完全可以去除细菌（细菌直径为1 um），取代了原来饮用水中使用NaClO消毒所产生的氯芳等致癌物质。上世纪80年代主要的超滤膜其生产的基本材质是聚砜（PS）、聚醚砜（PES）。其主要产品包括荷兰Norit，美国Koch、美国海德能等产品。 聚砜（PS）、聚醚砜（PES）具有以下优点： 1、成膜工艺简单，易于成膜；

2、原材料价格便宜，6~7万元/吨，生产成本低； 同时也具有以下缺点：

1、耐压性能不好，平板膜低于7bar，聚砜中空纤维膜低于1.7bar。

2、疏水性，易于污堵。但可以经过磺化、共混等方式进行亲水改性。其中磺化是在苯环上接一个磺酸基，磺化后亲水性大大增强，但目前没有这方面的定量数据。共混则是搀杂亲水性的物质，例如聚吡咯烷酮类的亲水性物质。 3、耐氧化性能一般。长期或者高浓度的氧化性清洗剂会对膜材料造成一定的破坏。

4、适用水质条件及运行条件窄，使用寿命短。

5、在较复杂水质或水质波动较大时，适用性小，耐冲击能力低。

为了克服以上材质所造成的产品缺陷，经过很多科学家的辛勤攻关，上世纪90年代，PVDF（聚偏氟乙烯）超滤膜问世，其优越的性能全面的超过了聚砜（PS）、聚醚砜（PES）材质的超滤产品。目前国际上具有代表性PVDF材质的超滤产品

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有：日本旭化成（Asahi）、美国陶氏(DOW UF) 、美国GE（Zenon）、日本东丽（Toray）、澳大利亚Memcore。 PVDF的优点是：

1、pH耐受范围宽，可以达到1—13甚至更宽；

2、是抗氧化能力最突出的膜材料，可以经受苛刻的氧化清洗条件； 3、耐绝大多数化学溶剂，优于PES和PS； 4、耐生物降解，抗老化；

5、气水反洗彻底，水的利用率高； 6、适用条件宽，使用年限长。 PVDF的缺点是：

1、由于其强度强，成膜工艺难度大，需要先进的生产技术和设备；

2、原材料价格25~30万元/吨（是其他超滤膜材料的4倍多），生产成本高； 3、经过多种方式进行亲水改性，改性后其亲水性可以达到相当令人满意的程度，但制膜工艺复杂。

三、超滤膜产品对比 （一）材质及性能对比 美国陶氏(DOW UF) 日本旭化成（Asahi） 产品及生产商 美国GE（Zenon） 澳大利亚MEMOCRE 日本东丽（TORAY） 外压式 PVDF：聚偏氟乙烯亲水改性 强 （抗拉、抗压强度是内压超滤的4～5倍） 25~30万元/吨；是世界上最好的超滤膜材料，是其他超滤膜材料的4倍多。 外压式结构，适应条件宽，对预处理要求低；耐化学能力强，抗污染性能好。 工业污水、生活污水、被污染的地表水或水质波动较大的水源 1000 NTU 美国Koch， 荷兰Norit， 美国海德能 运行方式 膜丝基础材质 膜丝强度 内压式 PS：(聚砜)PES：（聚醚砜） 较弱 6~7万元/吨； 原材料便宜 内压式结构，适应条件有严格要求，对预处理要求高，抗污染性能差。 饮用水或水质较好的地下水和地表水 50 NTU 原材料价格 产品适应条件 主要应用领域 进水最大浊度 - 2 -

适应进水浊度 氧化剂耐受能力 200-500 NTU NaCLO 5000 ppm 抗氧化能力强；化学清洗药剂对膜材料不会造成损害；使用寿命长。 料受损害， 20 NTU NaCLO 200ppm 抗氧化能力较弱，化学清洗药剂易使膜材清洗情况 采用水和气水混合反冲洗方式；清洗系统简单，采用水反洗和通过经常性的在线加药化清洗效果好；运行费用低。 低 90%~95% 学浸泡(化学分散清洗)；清洗系统复杂，清洗效差，运行费用高。 高（通常是PVDF材质的5～6倍） 85%~90% 药剂消耗量 污水的回收率 在中国的业绩 使用寿命 较多，在中国已1000多个工程在投入运行；较少；特别在污水或循环排污水领域应市场占有率高。 用项目更少。 长 较短 附图1强度的比较

PE、PES PVDF PE、PES PVDF

附图2进水最大浊度比较

附图3氧化剂耐受能力比较

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综合上表，我们可以得出以下结论：

1、超滤膜的材质决定了膜的基本性能，PVDF材质膜产品的总体性能远远优于PE、PES材质的超滤膜产品。

2、PVDF材质超滤膜是最新的科技产品，具有优异的化学稳定性，对来水的波动具有极强的抗冲击能力和适应性。

3、PVDF材质超滤膜产品适应水源范围更宽；

4、PVDF材质超滤膜产品对水的回收率更高，能充分的节约水资源； 5、PVDF材质超滤膜产品运行对药剂的需求量小，费用低，更加环保。

（二）过滤方式的对比

目前中空纤维超滤膜主要分为：内压膜、外压膜两种过滤方式。膜丝的形状

一般的长度是1.5m，内腔孔径是0.6～0.7mm，外径为1.3～1.4mm的管状结构。所谓内压式超滤是指：原水从膜丝的中心孔进入膜丝内腔（0.6～0.7mm）横向流动，通过膜丝内腔表面均匀分布微米级的孔径，纵向流出到膜的外表面形成产水，过滤后的杂质随水流横向流出，形成浓水的过程；

过滤过程 反洗过程

而外压式超滤正好和内压式相反，原水从膜丝的外径（1.3～1.4mm）表面横向流动，通过膜丝外径表面均匀分布微米级的孔径，纵向流进到膜的内腔形成产水，过滤后的杂质随水流横向流出，形成浓水的过程。

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下图表示的是外压式超滤的过滤过程

过滤过程 反洗过程

观察超滤过滤、反洗的工况，实际上可以从3个方面来考虑如何选择超滤： 原水的流道； 反洗时水的流道；

膜的抗污染性和可清洗性。 1) 原水的流道

对于内压式来说，原水（脏水）从膜丝的内腔进入，此时要注意两个问题：

原水中颗粒粒径太大，堵塞原水进入膜丝内腔的流道。理论和实践证实，当进水中颗粒直径大于膜丝内径的1/6时，就可能发生架桥堵塞的问题。因此内压式膜厂家通常对进水悬浮物颗粒大小进行较严格的限制，规定了超滤前处理的预过滤器精度。

原水中悬浮物浓度过高或者运行回收率较高时，污泥在内腔过渡浓缩而造成膜丝内腔堵塞。

例如:当原水悬浮物含量20mg/L时，错流过滤，单程回收率95％，则膜丝内部靠近出水端的悬浮物含量高达400mg/L，相当污水处理中活性污泥浓度的1/6的浓度(活性污泥浓度为2500mg/L)，这个位置水流速低，悬浮物浓度高，往往容易发生堵塞。见下面的示意图。要防止内压式的这种堵塞，要么小心控制进水悬浮物含量，要么改用错流过滤的方式（单程回收率降低，能耗大大增加）。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/pczv.html