超滤膜组件 (UF Membrane Module):
材质:主要分为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜(PS/PES) 和聚丙烯腈(PAN) 等。PVDF因其优异的抗污染性和化学稳定性成为主流选择。
型式:主要有中空纤维式(Hollow Fiber) 和卷式(Spiral Wound) 两种。其中,中空纤维式应用最为广泛,其特点是单位体积内装填的膜面积大,过滤效率高。
压力容器/膜壳 (Pressure Vessel / Housing):
用于容纳和保护超滤膜组件的容器,通常由不锈钢、UPVC 或玻璃钢(FRP) 制成,能够承受系统的工作压力。
动力系统 (Pumping System):
包括进水泵和反洗泵。进水泵提供过滤所需的动力,反洗泵则在清洗时提供反向水流。
清洗系统 (Cleaning System):
包括反洗水箱/单元、加药箱(用于化学加强反洗CEB或离线清洗CIP) 和配套的计量泵。这是保证膜长期稳定运行的关键。
预处理系统 (Pretreatment System):
通常包括100-500μm的保安过滤器,用于去除可能划伤或堵塞膜丝的大颗粒物。
控制系统 (Control System):
采用PLC(可编程逻辑控制器) 或集成式自动控制阀,实现全自动运行。控制系统根据时间或压差信号,自动执行产水、反冲洗、化学增强反洗(CEB) 等步骤。
常规参数:
操作压力:0.1 - 0.3 MPa
过滤精度:0.01 - 0.1 μm
回收率:通常 > 90%(视水质而定)
分子量截留(MWCO): 1,000 - 500,000 Dalton
过滤(产水)模式 (Filtration / Production Mode):
原水在压力驱动下,流经超滤膜的表面。
水分子、无机离子和小分子物质在压力作用下透过膜壁上的微孔,成为渗透液(产水)。
而粒径大于膜孔径的杂质则被截留在膜的表面或膜孔中,随着浓水排出,形成浓缩液(浓水)。
运行方式主要有全流过滤(死端过滤) 和错流过滤两种。全流过滤回收率高,能耗低,适用于水质较好的情况;错流过滤则能更好地控制膜污染,适用于高污染水质。
清洗模式 (Cleaning Mode):
物理反冲洗 (Backwash):系统定期(通常每30-60分钟)通过反向水流(有时辅以气擦洗)冲刷膜丝,将膜表面附着的污染物剥离并排出。这是维持膜通量的核心操作。
化学加强反洗 (CEB - Chemically Enhanced Backwash):在反冲洗水中投加低浓度的化学药剂(如NaClO、NaOH、柠檬酸等),以去除更顽固的有机污染或无机结垢。
化学清洗 (CIP - Clean In Place):当跨膜压差(TMP)升高到设定值后,系统需要停机,用更高浓度的化学药剂进行循环浸泡和清洗,以恢复膜的性能。
饮用水处理:市政自来水厂升级改造、农村安全饮水工程、小区分质供水、瓶装水生产。
工业用水处理:
反渗透(RO)系统的精密预处理:保护RO膜,延长其寿命和提高产水率。
循环冷却水排污水的回用。
锅炉补给水处理。
废水处理与回用:
工业废水(电镀、纺织、印染、造纸等)的深度处理与回用。
市政污水再生回用(“中水回用”)。
食品与饮料工业:果汁的澄清与除菌、乳清蛋白浓缩、酱油、醋的澄清。
医药与生物工程:药液的除热原、血液制品的分离、发酵液的澄清。
海水淡化预处理:作为海水反淡化(SWRO)的前处理,去除藻类、胶体等。
卓越的出水水质:提供几乎无菌、清澈的高品质产水,水质稳定且不受原水波动影响。
高度环保:过程无需相变,化学药剂用量少,浓水排放对环境的影响相对较小。
运行成本低:虽然初始投资可能较高,但其自动化运行节省人工,低能耗和长膜寿命带来了较低的长期运行成本。
占地面积小:模块化设计,结构紧凑,相对于传统的多介质过滤等工艺,占地面积大幅减少。
管理维护简便:全自动运行,维护主要集中于定期的预防性清洗,工作量小。
广泛的应用适应性:从干净的自来水到高度污染的废水,都有其用武之地,只需调整运行参数和预处理工艺。