一、超濾膜簡(jiǎn)介

超濾膜是一種用于超濾過(guò)程，能將高分子膠體或懸浮顆粒從溶液中分離出來(lái)的高分子半透膜。超濾膜以壓力為驅(qū)動(dòng)力，膜孔徑為1～100nm，屬非對(duì)稱性膜類型?？酌芏燃s10/cm，操作壓力差為100～1000kPa，適用于脫除膠體級(jí)微粒和大分子，能分離濃度小于百分之十的溶液。

1、結(jié)構(gòu)

這種高分子聚合膜具有不對(duì)稱的微孔結(jié)構(gòu)，分為兩層：

上層為功能層，具有致密微孔和攔截大分子的功能，其孔徑為1～20nm；

下層具有大通孔結(jié)構(gòu)的支撐層，起加大膜強(qiáng)度的作用。

功能層較薄，透水通量大。一般先制成管式、板面式、卷式、毛細(xì)管式等各種型的組件，然后組裝多個(gè)組件在一起應(yīng)用，以加大過(guò)濾面積。膜的超濾過(guò)程在本質(zhì)上是機(jī)械篩濾過(guò)程，膜表面孔隙的大小是主要的控制因素。超過(guò)濾膜能分離的溶質(zhì)為1～30nm大小的分子，它排斥的物質(zhì)除膜的特性外，還與物質(zhì)分子的形狀、大小、柔度及操作條件等有關(guān)。早期的超濾膜用玻璃紙、硝酸纖維膜等。

2、制作材料

通常由各種高分子材料制成，如醋酸纖維素類、醋酸纖維素酯類、聚乙烯類、聚砜類、聚酰胺類以及芳香族聚合物類等。

3、應(yīng)用領(lǐng)域

超濾膜線已廣泛用于工業(yè)廢水和工藝水的深度處理，如化工、食品和醫(yī)藥工業(yè)中大分子物質(zhì)的濃縮、純化和分離，生物溶液的消毒，印染廢水中染料的分離，石油化工廢水中回收甘油，照相化學(xué)廢水中回收銀以及超純水的制備等。此外，還可用于污泥濃縮脫水等。

超濾膜是超濾設(shè)備的核心元件，早期開發(fā)的高分子分離膜之一，被用于超純水制備中的中端處理裝置。由于超濾膜是多空材料，以物理截留的方式去除水中的雜質(zhì)，所以超濾膜要定期清洗，以保證超濾膜的通過(guò)量延長(zhǎng)超濾膜的使用壽命。

二、超濾膜的清洗方法

超濾膜的清洗方法一般根據(jù)膜的性質(zhì)和處理料液的性質(zhì)來(lái)確定。通常和反滲透膜清洗相類似，即先以水力清洗，而后根據(jù)情況采用不同的化學(xué)洗滌劑進(jìn)行清洗。

例如對(duì)電涂材料可以選用含離子的增溶劑，對(duì)水溶性有機(jī)涂料可以用“橋鍵”型溶劑。食品工業(yè)中蛋白質(zhì)沉淀可以用朊酶溶劑或磷酸鹽、硅酸鹽為基礎(chǔ)的堿性去垢劑。膜表面由無(wú)機(jī)鹽形成的沉淀可用EDTA之類的螯合劑或酸、堿加以溶解。

超濾膜的清洗方法分為七個(gè)步驟：

1、 配制清洗液。

清洗液可多次使用，使用前須將待洗滌的膜用水沖洗多次，除去各種廢液。若膜上帶有凡士林或羊毛脂時(shí)，應(yīng)先用乙醇擦凈后才能使用洗液，否則會(huì)使洗滌液失效，降低洗滌能力。

2、低流量輸入清洗液

首先用清洗水泵混合一遍清洗液，預(yù)熱清洗液時(shí)應(yīng)以低流量。 然后以盡可能低的清洗液壓力置換元件內(nèi)的原水，其壓力僅需達(dá)到足以補(bǔ)充進(jìn)水至濃水的壓力損失即可，即壓力須低到不會(huì)產(chǎn)生明顯的滲透產(chǎn)水。低壓置換操作能夠有效的減低污垢再次沉淀到膜表面，視情況而定，排放部分濃水以防止清洗液的稀釋。

3、循環(huán)

當(dāng)原水被置換掉后，濃水管路中就應(yīng)該出現(xiàn)清洗液，讓清洗液循環(huán)回清洗水箱并保證清洗液溫度恒定。

4、浸泡

停止清洗泵的運(yùn)行，讓膜元件完全浸泡在清洗液中。常規(guī)情況下，元件浸泡大約1小時(shí)就足夠了，但對(duì)于頑固的污染物，需要延長(zhǎng)浸泡時(shí)間，如浸泡10—15 小時(shí)或浸泡過(guò)夜。為了維持浸泡過(guò)程的溫度，可采用很低的循環(huán)流量。

5、高流量水泵循環(huán)

高流量能沖洗掉被清洗液清洗下來(lái)的污染物，如果污染嚴(yán)重，采用高于百分之五十的流量將有助于清洗。在高流量條件下，將會(huì)出現(xiàn)過(guò)高壓降的問題，單元件允許的壓降為1bar (15psi)，對(duì)多元件壓力容器允許壓降為3.5bar(50psi)，以先超出為限。

6、沖洗

預(yù)處理的合格產(chǎn)水可以用于沖洗系統(tǒng)內(nèi)的清洗液，除非存在腐蝕問題(例如，靜止的海水將腐蝕不銹鋼管道)。為了防止沉淀，低沖洗溫度為20攝氏度。附注在酸洗過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)檢查清洗液pH 值變化，當(dāng)在溶解無(wú)機(jī)鹽類沉淀消耗掉酸時(shí)，如果pH的增加超過(guò)0.5個(gè)pH值單低，就應(yīng)該向清洗箱內(nèi)補(bǔ)充酸，酸性清洗液的總循環(huán)時(shí)間不應(yīng)超過(guò)20分鐘，超過(guò)這一時(shí)間后，清洗液可能會(huì)被清洗下來(lái)的無(wú)機(jī)鹽飽和，而污染物就會(huì)再次沉積在膜表面，此時(shí)應(yīng)用合格預(yù)處理產(chǎn)水將膜系統(tǒng)及清洗系統(tǒng)內(nèi)的首遍清洗液排放掉，重新配置清洗液進(jìn)行第第遍酸性清洗操作。如果系統(tǒng)停機(jī)24小時(shí)以上，則應(yīng)將元件保存在百分之一(重量比)的亞硫酸氫鈉水溶液中。在對(duì)大典系統(tǒng)清洗之前，建議從待清洗的系統(tǒng)內(nèi)取出一支膜元件，進(jìn)行單元件清洗效果試驗(yàn)評(píng)估。

7、清洗多段系統(tǒng)

在多段系統(tǒng)的沖洗和浸泡，可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的所有段同時(shí)進(jìn)行，但是對(duì)于高流量的循環(huán)須分段進(jìn)行，以保證循環(huán)流量對(duì)首段不會(huì)太低而對(duì)末段不會(huì)太高，這可以通過(guò)一臺(tái)泵每次分別清洗各段或針對(duì)每段流量要求設(shè)置不同的清洗泵來(lái)實(shí)現(xiàn)。

及時(shí)清洗超濾膜才能保持膜的透過(guò)量和壽命，而正確的清洗方法則可以節(jié)省時(shí)間和減少膜元件在清洗過(guò)程中受損。對(duì)于不同的膜組件，可以選用不同的清洗方法，如管式組件可以用海綿球進(jìn)行機(jī)械清洗，中空纖維式組件可以用反向沖洗等。對(duì)于食品工業(yè)用膜還需進(jìn)行消毒處理(用NaOH和H2O2等)。