超濾膜在純水處理應用中的工藝

 超濾膜在純水處理應用中的工藝中，可以作為工藝過程的預處理，也可以作為工藝過程的深度處理。在廣泛應用的水處理工藝過程中，常作為深度凈化的手段。根據中空纖維超濾膜的特性，有一定的供水前處理要求。因為水中的懸浮物、膠體、微生物和其他雜質會附于膜表面，而使膜受到污染。由于超濾膜水通量比較大，被截留雜質在膜表面上的濃度迅速增大產生所謂濃度極化現象，更為嚴重的是有一些很細小的微粒會進入膜孔內而堵塞水通道。另外，水中微生物及其新陳代謝產物生成粘性物質也會附著在膜表面。這些因素都會導致超濾膜透水率的下降以及分離性能的變化。同時對超濾供水溫度、PH值和濃度等也有一定限度的要求。因此對超濾供水必須進行適當的預處理和調整水質，滿足供水要求條件，以延長超濾膜的使用壽命，降低水處理的費用。

     一、微生物（細菌、藻類）的殺滅：

     當水中含有微生物時，在進入前處理系統后，部分被截留微生物可能粘附在前處理系統，如多介質過濾器的介質表面。當粘附在超濾膜表面時生長繁殖，可能使微孔堵塞，甚至使中空纖維內腔堵塞。微生物的存在對中空纖維超濾膜的危害性是極為嚴重的。除去原水中的細菌及藻類等微生物必須重視。在水處理工程中通常加入NaClO、O3等氧化劑，濃度一般為1～5mg/l。此外，紫外殺菌也可使用。在實驗室中對中空纖維超濾膜組件進行滅菌處理，可以用雙氧水（H2O2）或者高錳酸鉀水溶液循環處理30～60min。殺滅微生物處理僅可殺滅微生物，但并不能從水中去除微生物，僅僅防止了微生物的滋長。

      二、降低進水混濁度：

      當水中含有懸浮物、膠體、微生物和其他雜質時，都會使水產生一定程度的混濁，該混濁物對透過光線會產生阻礙作用，這種光學效應與雜質的多少，大小及形狀有關系。衡量水的混濁度一般以蝕度表示，并規定1mg/lSiO2所產生的濁度為1度，度數越大，說明含雜量越多。在不同領域對供水濁度有不同的要求，例如，對一般生活用水，濁度不應大于5度。由于濁度的測量是把光線透過原水測量被水中顆粒物反射出的光量、顏色、不透明性，顆粒的大小、數量和形狀均影響測定，濁度與懸浮物固體的關系是隨機的。對于小于若干微米的微粒，濁度并不能反映。

       三、懸浮物和膠體物質的去除：

       對于粒徑5μｍ以上的雜質，可以選用5μｍ過濾精度的濾器去除，但對于0.3～5μｍ間的微細顆粒和膠體，利用上述常規的過濾技術很難去除。雖然超濾對這些微粒和膠體有絕對的去除作用，但對中空纖維超濾膜的危害是極為嚴重的。特別是膠體粒子帶有電荷，是物質分子和離子的聚合體，膠體所以能在水中穩定存在，主要是同性電荷的膠體粒子相互排斥的結果。向原水中加入與膠體粒子電性相反的荷電物質（絮凝劑）以打破膠體粒子的穩定性，使帶荷電的膠體粒子中和成電中性而使分散的膠體粒子凝聚成大的團塊，而后利用過濾或沉降便可以比較容易去除。常用的絮凝劑有無機電解質，如硫酸鋁、聚合氯化鋁、硫酸亞鐵和氯化鐵。有機絮凝劑如聚丙稀酰胺、聚丙稀酸鈉、聚乙稀亞胺等。由于有機絮凝劑高分子聚合物能通過中和膠粒表面電荷，形成氫鍵和“搭橋"使凝聚沉降在短時間內完成，從而使水質得到較大改善，故近年來高分子絮凝劑有取代無機絮凝劑的趨勢。

       在絮凝劑加入的同時，可加入助凝劑，如PH調節劑石灰、碳酸鈉、氧化劑氯和漂白粉，加固劑水下班及吸附劑聚丙稀酰胺等，提高混凝效果。

       四、可溶性有機物的去除：

       可溶性有機物用絮凝沉降、多介質過濾以及超濾均無法去除。目前多采用氧化法或者吸咐法。

      （1）氧化法 利用氯或次氯酸鈉（NaClO）進行氧化，對除去可溶性有機物效果比較好，另外臭氧（O3）和高錳酸鉀（KMnO4）也是比較好的氧化劑，但成本略高。

      （2）吸附法 利用活性炭或大孔吸附樹脂可以有效除去可溶性有機物。但對于難以吸附的醇、酚等仍需采用氧化法處理。