如何進(jìn)行水處理？

衡美水處理為您介紹一種性能優(yōu)良的水處理設(shè)備耗材——超濾膜，并向您詳細(xì)介紹超濾膜的工作原理。

（三）超濾膜的構(gòu)造

超濾膜在工業(yè)應(yīng)用上有平板狀、管狀、螺旋板狀和空心纖維狀等幾種不同的形式。目前國內(nèi)應(yīng)用的大多數(shù)為板狀和管狀，空心纖維膜（中空纖維膜） 也已開始試制并應(yīng)用于生產(chǎn)。

1、平板膜

這種膜主要用于結(jié)構(gòu)與板框壓濾機(jī)相似的設(shè)備上。半透膜張緊在一組多孔板上，用一塊帶槽的板來支持。支撐板的材料為聚砜 （polysulfone），呈橢圓形，長徑長度為35cm，由雙層空心夾板組成。兩個(gè)表面設(shè)計(jì)為弧形淺溝，即由多根凸起的弧形圈組成多條料液通道，適于處理粘性物料，不易形成膜面上的濃料沉積，能加快透過速度，改善流動(dòng)狀況。超濾膜緊貼于支撐板的兩面。兩端開圓孔，料液由一端進(jìn)入，流過膜面，從另一端流出。清液透過膜層及支撐板溝槽上的長條孔隙，進(jìn)入夾板空心，從支撐板邊上的一個(gè)小管流出。

超濾膜緊貼于支撐板上，在兩端圓孔處有鎖圈將其固定，如圖8-5所示。當(dāng)兩塊支撐板疊合時(shí)，有一面的鎖圈為流通圈，可將料液疏導(dǎo)至支撐板膜面。多塊膜板重合，料液并流通過一定數(shù)量的并流膜板后，在流通孔上設(shè)一擋圈，使料液進(jìn)入另一組并流膜板，兩組連接，形成串聯(lián)，兩組流動(dòng)方向相反。如此，多組膜板疊合，組成多次并流與串流，清液從每個(gè)膜面透過流出，超濾液不斷地得到濃縮 （如圖8-6所示）。

圖8-5 超濾膜及支撐板組合圖

1—流通圈 2—超濾膜 3—支撐板 4—超濾膜 5—鎖圈

圖8-6 超濾膜組合圖

1—超濾膜 2—支撐板 3—隔板 4—流通圈 5—鎖圈

A—料液進(jìn)口 B—清液出口 C—濃縮液出口

2、管狀膜

這種膜是牢固地緊貼在支撐管內(nèi)側(cè)，做成的一個(gè)元件，是廣泛應(yīng)用的一種膜型。完整的組件是將此管狀膜裝入外殼內(nèi)構(gòu)成，很像簡單的管式換熱器。

3、空心纖維膜

這種膜是在平板膜基礎(chǔ)上開發(fā)出的具有空間立體幾何形狀的薄膜，使單位體積的膜滲設(shè)備不依靠薄的半透膜而有很大的膜滲能力。在各種幾何形狀中，吸引力較大的是小直徑的空心圓柱，而圓柱壁由半透膜制成。因此，圓柱面積與體積之比值反比于直徑，而且對于給定的內(nèi)外徑比值，壁厚正比于直徑，故單位體積空心圓柱膜的透過量與直徑的平方成反比。這樣，采用空心圓柱構(gòu)形，就大大地提高了單位體積膜滲設(shè)備的生產(chǎn)能力?？梢宰C明，在超濾應(yīng)用上，采用一個(gè)大小合理的小直徑空心纖維膜的圓柱束，則所發(fā)生的透過液量將相當(dāng)于幾十平方米超薄平板膜上所得者。

空心纖維為細(xì)長的膜管，內(nèi)壁為膜層，膜層結(jié)合于海綿式的外壁上，外壁有粗孔，內(nèi)層起超濾分離作用。內(nèi)膜孔的大小，決定管內(nèi)被阻物質(zhì)的大小?？招睦w維內(nèi)徑約200μm，由惰性的非離子聚合物制成，具有獨(dú)特的各向異性的（表皮）結(jié)構(gòu)，有明顯高的流率（如圖8-7）。

圖8-7 空心纖維超濾膜筒

三、超濾裝置

（一）板式分離裝置

用于大規(guī)模生產(chǎn)的平板式超濾分離設(shè)備有類似板框式的結(jié)構(gòu) （如圖8-8）。

在這種設(shè)備中，被處理的液體在窄溝道中流動(dòng)，溝道寬度僅0.3～0.5mm，液體沿膜做徑向流動(dòng)。在同一膜上，與膜接觸的路程只有150mm左右。通常液體流動(dòng)的平均流速約為0.5m/s，故流動(dòng)為層流。一般平板膜滲設(shè)備由許多膜滲組件構(gòu)成，每一組件提供一定的膜面積，從幾平方米到幾十平方米。

（二）空心纖維膜滲分離器

圖8-8 平板膜分離裝置結(jié)構(gòu)原理

1—隔離板 2—半透膜 3—膜支撐板 4—螺栓

空心纖維膜滲分離裝置的外形亦為殼管狀（如圖8-9）。

圖8-9 中空纖維膜組件剖面圖

1—鹽水 2—進(jìn)料 3—取樣 4—中空纖維膜 5—環(huán)氧樹脂管板 6—多孔支撐板 7—產(chǎn)品 8—外殼 9—環(huán)氧樹脂塊

這種膜滲分離器把幾千萬根空心纖維集束的開口端用環(huán)氧樹脂粘接，裝填在管狀殼體內(nèi)而成。

其特點(diǎn)是：

（1）裝置內(nèi)單位體積的膜面積很大；

（2）膜壁薄，液體透過速度快；

（3）因空心纖維的幾何構(gòu)形具有一定的耐壓性能，故強(qiáng)度高。

四、超濾在乳品工業(yè)上的應(yīng)用

國外已將超濾用于脫脂乳的濃縮，可制取高蛋白質(zhì)的脫脂濃乳。超濾已被證實(shí)為在乳清中濃縮和回收蛋白質(zhì)的有效方法 （如圖8-10）。

圖8-10 乳清的超濾

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