影响超滤膜污染的因素

化学超滤装置差压大的分析及处理齐海丽摘要：超滤设备是以超滤膜技术为核心的水处理工艺装置，随着近年来火力发电厂化学制水的发展，超滤装置在化学水处理系统中的作用日益凸显，逐渐成为火力发电厂化学水处理的重要组成部分。

本文具体论述了陕西商洛发电有限公司电厂化学水处理超滤装置的流程、运行情况和多次化学清洗的经验，总结和摸索出水处理超滤水装置有效的常规药品典型化学清洗方法。

关键词：超滤装置；化学清洗；压差1.超滤装置概述陕西商洛发电有限公司锅炉补给水处理系统原水使用污水处理厂来再生水，我公司超滤膜组件采用中空纤维膜，浸没式矢端过滤方式。

来水经膜的过滤将浊度降至≤0.2NTU、SDI≤3.0供RO装置进行预脱盐处理。

本系统两列布置，采用并联运行的方式，每套超滤配置74根膜组件，额定出力2×115m3/h。

附属系统包括自清洗过滤器、反洗装置、加药装置和清洗装置。

自清洗过滤器为滤网式全自动过滤器，过滤精度为100µm，其作用是去除水中较大颗粒，以满足超滤膜进水要求。

随着运行压差的上升，超滤系统就进行自动反冲洗。

常规反洗一段时间后，超滤压差超过初始运行压差的0.05MPa，超滤装置进行化学清洗，根据具体情况分别投加盐酸、次氯酸钠及氢氧化钠或其它有针对性的药品，使用清洗装置将清洗药品送往超滤膜池，浸泡一定时间后再用反洗水泵冲洗，可有效恢复超滤系统的正常工作能力。

2超滤系统的运行监督与维护超滤装置系统工艺流程如下：超滤的运行压差＜0.08MPa，严禁超过0.1MPa。

3、超滤装置压差大的原因分析超滤装置压差大的原因：随着膜法水处理技术的不断进步，超滤装置在火力发电厂化学除盐水处理中的应用越来越广泛。

由于超滤装置在正常运行过程中，不可避免地会被无机盐垢、胶体、微生物、微粒、有机物等污染，这些物质沉积在膜表面上，将会引起超滤装置出力下降或影响出水品质，为了恢复膜良好的透水性能，保证出水水质，需要对膜进行化学清洗。

PVDF超滤膜的选型标准包括以下几个方面PVDF超滤膜的选型标准随着工业和生活水平的不断提高，水资源的需求越来越大。

然而，水资源的有效保护和利用却也变得越来越紧要。

超滤技术是一种对水进行分别、浓缩和纯化的高效技术。

PVDF超滤膜是一种常见的超滤材料，其具有很多优点，如高通透性、抗污染、耐化学药品腐蚀等。

在应用PVDF超滤膜做选择时应重视以下几个方面：1.孔径大小PVDF超滤膜的孔径决议了其过滤效果。

孔径越小，污水中的物质越难通过，过滤效果越好。

但是，孔径过小又可能导致膜的方案变得更严重，因此孔径大小需依据实在应用场景来做选择。

例如，生产饮用水时需选择孔径较小的膜，以确保水的质量。

2.表面特性PVDF超滤膜的表面特性直接关系到其抗污染本领。

常见的PVDF 超滤膜有人工平坦膜和微孔膜。

前者具有平滑的表面，污染物粘附的本领较弱；后者的表面不规定，会在表面形成一个锥形微孔，能够更好的防止颗粒物附着拦截，抗污染性更高，但相对流通效率略稍差一些。

3.分子量截留率PVDF超滤膜的分子量截留率是其分别效果的紧要指标。

不同的分子量截留率适用不同的应用范围。

例如，在生产饮用水中，需要选择100kDa以下的PVDF超滤膜，以确保微生物和细菌得到有效去除。

4.耐腐蚀性能PVDF超滤膜常常用于高浓度腐蚀性废水的处理，耐腐蚀性成为其选型的紧要考量。

在这种情况下，肯定要选择具有极佳耐腐蚀性能的PVDF超滤膜才能保证长期使用效果。

5.运营成本PVDF超滤膜的运营成本也是选择的紧要因素之一、运营成本包括初始投资成本、维护费用、更换时的成本等。

PVDF超滤膜的维护费用比较低，且使用寿命比较长，在选择时需要对这些费用进行综合考虑。

综上所述，选择合适的PVDF超滤膜应综合考虑孔径大小、表面特性、分子量截留率、耐腐蚀性能和运营成本等因素。

要依据实在应用场景和要求做出选择，以确保最佳的超滤效果。

XX超滤项目UHS系统设计说明系统设计概述超滤膜系统设计采用旭化成公司的Microza UHS-620A 浸没式超滤膜组件，膜丝为采用热致相分离法制备的均质高维网状结构聚偏氟乙烯（PVDF），具有化学稳定性好（可耐有效氯5000mg/L）、机械强度高、产水水量稳定、产水水质稳定等优良特征。

超滤膜系统为全自动运行模式，包括过滤、液位下降过滤、反洗/气洗、排放、填充、EFM清洗、CIP清洗和在线完整性检测等运行程序，基本流程如图1所示。

整个超滤系统主要由进水泵、自清洗过滤器、膜池、过滤泵、反冲洗系统、化学清洗CIP/EFM 系统、在线膜完整性检测系统、仪表空压机系统、配套的手动/自动阀门、在线各类仪表和控制检测元器件、PLC计算机控制系统以及必要的设备附件组成。

图1 流程图Microza UHS-620A浸没式膜组件是旭化成专门针对高浊度原水所开发的产品，标准运行模式（如图2所示）为：｛过滤（15~30min）→液面下降过滤（液位控制）→反洗/空气擦洗（60s）｝n→排放→充填，大括号中的操作模式为一个小周期，通常运行1-5个小周期后，再将浸没槽中的水全部排放，由此形成一个大周期；UHS系统每1-7天进行1次低浓度化学清洗（EFM）过程，清洗时间为30~90min；每1-6月进行1次高浓度化学清洗（CIP）过程，清洗时间为6-8小时。

进水温度为0~40deg.C时，系统运行跨膜压差（TMP）通常在15~80kPa之间，EFM 清洗后TMP可下降20-40kPa，相应的通量恢复率可达60%-90%；当TMP达到60~80kPa时，系统就需进行CIP清洗，清洗后的TMP可下降至20~70kPa左右，相应的通量恢复率在95%以上。

图2 标准运行程序根据现场现有条件及进水水质，本项目UHS系统设计水温为5deg.C时的运行通量设计为94.0LMH，平均净产水通量为79.4LMH，系统回收率为96.8%。

设计每个小周期为1820s，其中过滤和液位下降过滤1760s，反洗/空气擦洗60s，每运行5个小周期，进行一次300s的排放和填充，即一个大周期的运行时间为157分钟，EFM（次氯酸钠）每天进行一次，CIP每3个月或当跨膜压差达到60kPa时进行一次。

超滤装置超滤在经历数次BW后，在反洗时投加适当的化学清洗药品，并进行浸泡，然后用过滤水冲掉药液（化学反洗），以保证超滤长期正常稳定运行，此即为化学加强反洗（CEB）。

向超滤进水中投加适量的絮凝剂，可以提高超滤的产水水质。

同时也增加了超滤的污染负荷，同时也增加了RO受高价铝污染的可能性。

故建议：在超滤产水水质满足一级RO运行的前提下，不投加PAC。

如果出现了异常的有机物污染趋势，则可以考虑投加。

一、超滤装置反洗操作步骤1正常反洗（BW）1.1当超滤装置运行25-30min 时，进行一次正常反洗，反洗时间：40~70sec。

1.2停机1.3反冲洗开反冲洗进水门、左右反洗排水门，启动超滤装置反冲洗泵，调节流量为600m3/h,反洗压差0.2Mpa，时间约60sec。

1.4停反冲洗停超滤装置反冲洗泵，反冲洗进水门、左右反冲洗排水门。

2化学加强反洗（CEB）2.1化学加强反洗（CEB1）：2.1.1超滤装置在“运行”、“反洗”之间循环20次进行1次化学加强反洗（CEB1），时间约19min。

2.1.2停机2.1.3反冲洗开反冲洗进水门、左右反洗排水门，启动超滤装置反冲洗泵。

2.1.4加药启动酸计量泵，将配制好盐酸液加至反冲洗管路管式三通，调整反冲洗流量为300m3/h，同时测排出液PH，控制PH为1-2，时间约90sec。

2.1.5浸泡停超滤装置反冲洗泵、酸计量泵关反冲洗进水门、左右反冲洗排水门，时间约15min。

2.1.6反冲洗开反冲洗进水门、左右反洗排水门，启动超滤装置反冲洗泵,时间约90sec。

2.1.7 CEB1结束关超滤装置反冲洗泵，反冲洗进水门、左右反冲洗排水门。

2.2化学加强反洗（CEB2）：2.2.1超滤装置在“运行”、“反洗”之间循环19次进行1次化学加强反洗（CEB2），时间约19min。

2.2.2停机2.2.3反冲洗开反冲洗进水门、左右反洗排水门，启动超滤装置反冲洗泵，时间约60sec。

超滤膜测试方法超滤膜是一种常用的分离技术，在水处理、食品加工、医药制造等领域有着广泛的应用。

为了确保超滤膜的性能和质量，需要进行一系列的测试。

本文将介绍超滤膜测试的方法和步骤。

一、纯水通量测试纯水通量是评价超滤膜性能的重要指标之一。

其测试方法如下：1. 准备一台超滤膜测试装置，包括超滤膜模块、膜壳、进出水管道等。

确保装置干净、无杂质。

2. 将待测试的超滤膜模块安装到膜壳中。

3. 打开进水阀门，使纯水缓慢流入膜壳中，直至装置内部充满纯水。

4. 打开出水阀门，调整出水阀门的开度，使出水流量稳定在一定范围内。

5. 通过计时器记录单位时间内出水的体积。

6. 根据记录的时间和体积数据，计算出单位时间内的纯水通量。

二、截留率测试超滤膜的截留率是评价其分离能力的指标之一。

其测试方法如下：1. 准备一台超滤膜测试装置，包括超滤膜模块、膜壳、进出水管道等。

确保装置干净、无杂质。

2. 将待测试的超滤膜模块安装到膜壳中。

3. 准备一种含有特定颗粒物或溶质的溶液，将其缓慢注入膜壳中。

4. 打开进水阀门，使溶液缓慢流入膜壳中，直至装置内部充满溶液。

5. 打开出水阀门，调整出水阀门的开度，使出水流量稳定在一定范围内。

6. 通过取样分析，测定进水和出水中溶质的浓度。

7. 根据浓度数据，计算出超滤膜的截留率。

三、抗污染性测试超滤膜在实际应用中容易受到污染物的影响，因此抗污染性是评价其性能的重要指标之一。

其测试方法如下：1. 准备一台超滤膜测试装置，包括超滤膜模块、膜壳、进出水管道等。

确保装置干净、无杂质。

2. 将待测试的超滤膜模块安装到膜壳中。

3. 准备一种含有特定污染物的溶液，将其缓慢注入膜壳中。

4. 打开进水阀门，使溶液缓慢流入膜壳中，直至装置内部充满溶液。

5. 打开出水阀门，调整出水阀门的开度，使出水流量稳定在一定范围内。

6. 通过取样分析，测定进水和出水中污染物的浓度。

7. 根据浓度数据，评估超滤膜的抗污染性能。

四、膜污染物清洗测试超滤膜在使用一段时间后，会受到污染物的堆积，从而影响其性能。

超滤基础知识超滤超滤（UF）基本上是按分子量大小进行分离的压力驱动膜过程。

超滤膜的孔径一般在1—100nm之间，能够截留分子量在300—500,000道尔顿的物质，包括多糖、生物分子、聚合物和胶体物质等。

大多数超滤膜所标称的切割分子量一般定义为膜具有90%以上截留率的最小分子量。

超滤膜性能对于确定膜在分离应用中的适用性比较重要的几个膜特性参数有：孔隙率、结构形态、表面性能、机械强度和耐化学性。

这些特性取决于膜的材料和制造技术。

这些特性参数之间有很大程度的关联性。

例如只有高分子材料具有适宜的机械强度，膜才能保持高空隙度的结构。

耐压实性能、耐化学清洗、耐细菌分解、耐温度等性能对于膜的工业应用都非常重要。

膜的表面性能和孔的结构形态对膜污染、膜通量和溶质分离都有影响。

膜最主要的性能参数是通量（产率）和分离能力（不同料液组分的分离率）。

由于超滤膜的截留分子量较大，且大多数超滤膜的通量高，因此与反渗透系统相比，超滤膜的浓差极化和污染更为显著。

超滤及微滤工艺的优点超滤能够去除水中能够找到的任何最为细小的颗粒物，超滤的颗粒截留范围一般可达到0.001－0.01微米，微滤的颗粒截留范围比超滤要高出1－2个数量级，一般为0.1－0.2微米。

对于一般的水处理，包括城市用水处理，UF的截留范围都选择在0.01－0.02微米的范围，这个范围包括了水源中最小的病毒。

但超纯水则需要更小数量级的孔径和截留范围来确保完全去除颗粒物，滤液要实现灭菌。

由于微滤具有深层过滤能力，所以在一定程度上能够去除病毒。

但微滤的确是细菌和隐孢子菌、鞭毛虫等原生寄生虫的绝对屏障，因此也用于市政水处理。

UF和MF的分离机理与颗粒、纤维介质过滤器等传统处理方式不同。

介质过滤依靠重力去除原理，它们的标称过滤孔径比要捕集的颗粒大。

颗粒介质过滤器的滤料粒径可能大于100微米。

这样的滤器其绝对截留范围也是同样的数量级。

然而由于介质的深度、料液在通过介质时的弯曲路径，这种过滤器也可获得高去除效率。

制药分离工程复习题含参考答案1、冷冻干燥是在三相点以下的温度和压力条件，基于( )进行的干燥操作。

A、气化曲线B、升华曲线C、熔化曲线D、冻结曲线答案：B2、加入三聚磷酸钠，可去除发酵液中的哪种离子: ( )A、Ca2+B、Mg2+C、Zn2+D、Fe3+答案：B3、萃取剂S的加入应使原料F与萃取剂S的和M位于( )。

A、溶解度曲线上方区B、溶解度曲线下方区C、溶解度曲线上D、纵坐标上答案：B4、冷冻干燥制品的正确制备过程是( )A、预冻-测定产品共熔点-升华干燥-再干燥B、预冻-升华干燥-测定产品共熔点-再干燥C、测定产品共熔点-预冻-升华干燥-再干燥D、测定产品共熔点-升华干燥-预冻-再干燥答案：C5、膜污染，其中膜的( )下降是一个重要的膜污染标志，因此渗透通量也是膜分离中重要的控制指标。

A、膜的孔径B、截留分子量C、渗透通量D、截留率答案：C6、硫酸铝混凝剂适用的PH值范围比三价铁盐( )。

处理低温低浊水时三氯化铁的效果( )硫酸铝。

A、窄；不如B、宽；相当于C、宽；远不如D、窄；优于答案：D7、三段式加热包括预热阶段、升温阶段和( )A、加热阶段B、均温阶段C、保温阶段D、冷却阶段答案：D8、关于凝聚的说法哪个是错误的: ( )A、凝聚剂一般是低分子量的电解质B、凝聚的原理是破坏胶体系统的分散状态C、反离子化合价越高，凝聚能力越强D、反离子化合价越高，凝聚能力越弱答案：D9、DEAE－sephadex A25 是一种: ( )A、离子交换色谱填料B、凝胶过滤色谱填料C、亲和色谱填料D、吸附色谱填料答案：A10、造成超滤膜分离污染的主要原因是: ( )A、颗粒堵塞B、浓差极化C、溶质吸附D、溶质沉积答案：B11、溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，萃取操作只能在( )区进行。

A、溶解区B、均相区C、萃余区D、两相区答案：D12、选择萃取溶剂不应考虑的原则是: ( )A、溶剂对溶质溶解度大B、不能与溶质起化学变化C、与溶质之间有足够小的沸点差D、溶质在溶剂的扩散阻力小答案：C13、生物分离与纯化技术处于生物技术: ( )A、上游B、中游C、下游D、中下游答案：C14、按分离膜孔径由大到小，排列正确的是: ( )A、超滤、微滤、纳滤、反渗透B、微滤、超滤、纳滤、反渗透C、反渗透、纳滤、超滤、微滤D、纳滤、反渗透、微滤、超滤答案：B15、当原水中碳酸氢盐、碳酸盐含量较高时，可在阳床和阴床之间装一个( )，以延长阴离子树脂的使用期限。

基于混凝预处理的超滤净水工艺研究进展
唐朝春;冯文涛;徐豪佑;阮以宣;陈钧杰;耿斌
【期刊名称】《水处理技术》
【年(卷),期】2024(50)4
【摘要】膜污染是超滤工艺大规模运用的主要限制性因素,介绍超滤膜净水工艺膜污染的原理及其污染物。

详述基于混凝预处理的三种超滤膜工艺:传统超滤工艺、短流程超滤工艺、一体式絮体-超滤工艺。

以短流程超滤工艺为重点,阐述近年来以混凝预处理工艺来缓解超滤净水工艺膜污染的研究成果。

总结了滤饼层结构对膜污染的影响,以及混凝预处理缓解超滤膜污染的作用原理,为膜法水处理工艺技术工程应用提供参考。

【总页数】7页(P1-7)
【作者】唐朝春;冯文涛;徐豪佑;阮以宣;陈钧杰;耿斌
【作者单位】华东交通大学土木建筑学院
【正文语种】中文
【中图分类】X703.1
【相关文献】
1.混凝超滤作为海水淡化预处理工艺中试研究
2.渤海湾海水混凝-超滤预处理工艺研究
3.环境工程混凝-超滤组合工艺的模拟高含盐废水预处理性能
4.砂滤+混凝+超滤组合工艺的海水深度预处理
5.混凝及其组合工艺对超滤处理微污染水中膜污染控制研究进展
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

膜在使用一段时间后会产生浓差极化和膜污染现象,它们是膜分离技术在水处理中不可避免要面临的问题。

解决好这个问题后,就可以对膜进行重复使用了。

对于浓差极化,可以通过调节通量J和传质系数K来实现。

K主要取决于扩散系数、流速和膜器的构型,因为扩散系数无法提高(只有改变温度才能改变D),K只有通过提高沿模表面的原料流速和改变膜器的构型(减少膜器长度、增大水力学直径或完全改变设计)进行调节。

解决膜污染应对每一个具体分离问题进行特殊的处理,常用的方法有以下几种:一是对原料液预处理。

包括热处理、调节PH值、加配合剂(EDTA)、氯化、活性炭吸附、化学净化、预微滤、预超滤。

二是改变膜的性质。

一般来说,多孔膜的污染比致密膜的污染严重得多,孔径分布窄有助于减少污染,采用亲水膜而不是疏水膜也可能有利于减少污染。

三是清洗。

包括水力学清洗(适用于微滤膜和疏松的超滤膜)、机械清洗(只适用于采用超型海绵球的管式系统)、化学清洗(最重要的减少污染方法)和电清洗(特殊的清洗方法)。

性能指标：如多孔膜的表征包括结构相关系数(孔径、孔径分布、皮层厚度和表面孔隙率)和渗透相关系数两类;离子膜的特性可由表面电荷ξ电位、电阻和离子渗透性等参数表示,无孔膜的表征要考虑的最重要的因素是聚合物的化学性质和形态及聚合物与渗透物之间的相互作用,而不是分子或分子大小。

膜的物理化学稳定性目前所用的分离膜大多数是以高聚物为膜材料、需要定期更换。

这是因为高聚物在长期使用中,与光、热、氧气或酸、碱相接触,容易老化。

膜分离过程中除上述因素外,还有其他因素。

例如有些反渗透过程或气体分离过程是在几十到上百个大气压下进行的。

高聚物膜长期处在高压下,会发生被压密现象,它会使膜在长期使用中透量慢慢减少(这种变化是不可逆的),终至达到不能使用的极限。

又如,膜在使用过程中与混合物接触的表面会被各种各样的杂质所污染,它们遮住了膜的表面,阻碍了被分离混合物的直接接触,等于减少了膜的有效使用面积,还有一些污染物会破坏高聚物的结构。

超滤系数urf全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：超滤系数urf是指超滤膜的过滤性能指标，通常用于描述膜的分离性能。

在水处理和废水处理中，超滤系数urf是一个重要的参数，可以帮助评估超滤膜的分离效果和过滤速率。

urf值越大，表明超滤膜的过滤性能越好，可以更有效地分离出目标成分。

超滤膜是一种具有微孔结构的薄膜，可以通过大小不同的孔隙来过滤出溶质和溶剂之间的分子和离子。

urf值是衡量超滤膜过滤性能的重要指标，通常是以L/m2·h·bar为单位来表示。

urf值的计算公式为urf = J/ΔP，其中J是过滤通量（通常是单位时间内通过单位面积的溶解物质的量），ΔP是单位时间内通过膜产生的压力差。

urf值越大，说明超滤膜具有更高的过滤速率和更好的分离效果。

一般来说，urf值在10-100之间较为常见，但不同类型和厚度的超滤膜可能有不同的urf值。

在实际应用中，选择合适urf值的超滤膜可以根据具体的过滤要求和处理对象来确定。

超滤系数urf的大小受到多种因素的影响，包括超滤膜的孔径大小、厚度、表面形态、材料质量和操作条件等。

较小的超滤系数urf通常意味着膜的分离效果较差，可能需要更高的压力来实现相同的过滤效果。

在选择超滤膜时，urf值是一个重要的考虑因素。

除了urf值外，超滤膜的选择还要考虑其他因素，如耐用性、耐腐蚀性、透水性、抗污染性、清洁性等。

对于不同的应用场景，可能需要不同类型和性能的超滤膜，以满足具体的过滤要求。

第二篇示例：超滤系数urf（Ultrafiltration Reduction Factor）是指超滤膜对水中杂质、细菌、病毒等微生物的截留能力。

urf值越大，说明超滤系统的净化效果越好，水质也越纯净。

urf值是评价一个超滤系统性能的重要指标，也是评估超滤膜质量优劣的重要参数。

超滤技术是一种分离、浓缩和净化水的技术，它利用超滤膜作为过滤介质，通过压力驱动水分子和溶质通过滤孔，从而分离出水中的各种杂质和微生物。