超滤设备

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超滤设备在工食品厂中的作用

超滤设备在工食品厂中的作用

产品特点:高分离精度、水质稳定、无需相变、操作简便、环境友好

简要描述:

超滤(Ultrafiltration, UF)设备是一种以压力为驱动力的膜分离技术设备。其核心是利用超滤膜的选择性筛分作用,在分子级别对溶液进行分离,有效去除水中的悬浮物、胶体、细菌、病毒、大分子有机物等物质,而允许水分子、无机盐和小分子物质透过。超滤的过滤精度通常在0.01~0.1微米(μm)之间,介于纳滤和微滤之间。它被广泛应用于饮用水深度处理、工业废水回用、物料分离浓缩等领域,是现代水处理和...

详细介绍

一套完整的超滤设备系统通常由以下几个核心部分组成:
  1. 预处理系统:

    • 目的:保护精密的超滤膜,延长其寿命。通常包括多介质过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器(5~100μm)等,用于去除原水中的大颗粒悬浮物、余氯、胶体等可能污染或氧化膜丝的物质。

  2. 超滤膜组件:

    • 中空纤维膜(Most Common):一束极细的空心膜丝组成,装填在膜壳内。具有装填密度高、表面积大、能耗相对低的优点。

    • 卷式膜:由平板膜卷制而成,适用于较高悬浮物含量的物料分离。

    • 管式膜:膜附着在多孔支撑管内壁,流道宽,耐污染性强,适用于高浊度或高粘度的液体。

    • 核心部件:是设备进行分离的执行单元。常见形式有:

    • 材质:常见有聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜(PS)、聚丙烯腈(PAN)等,具有良好的化学稳定性和机械强度。

  3. 反洗系统:

    • 包括:反洗水泵、反洗水箱、加药装置(如次氯酸钠用于杀菌、柠檬酸用于除垢)。

    • 功能:定期、自动地对膜进行反向冲洗,清除膜表面和膜孔内的污染物,恢复膜通量。

  4. 化学清洗系统(CIP):

    • 包括:清洗水箱、清洗泵。

    • 功能:当反洗无法恢复膜性能时,使用特定的化学药剂(如酸、碱、氧化剂、表面活性剂)进行强度更高的在线或离线清洗,去除顽固污堵。

  5. 自控系统:

    • 包括:PLC控制器、压力/流量/液位传感器、电磁阀、控制柜及人机界面(HMI)。

    • 功能:全自动控制设备的运行、反洗、化学清洗等所有步骤,实时监控产水流量、跨膜压差(TMP)等关键参数,并具备报警功能。

工作原理

超滤的工作原理是选择性筛分和跨膜压差驱动。
  1. 过滤(产水)模式:原水在压力(通常0.1~0.3 MPa)驱动下,流经超滤膜表面。水分子、无机离子和小分子物质在压力作用下透过膜壁,成为产水(Permeate)。

  2. 截留:粒径大于膜孔径的悬浮物、胶体、细菌、微生物等物质被截留在膜的另一侧,随着浓水排出或被浓缩。这个过程类似于一个极其精密的“筛子”在分子级别进行筛分。

  3. 反洗(Backwash):运行一段时间后,被截留的污染物会堆积在膜表面,导致跨膜压差(TMP) 升高,产水量下降。此时,系统自动进入反洗模式:停止进水,产水在反向压力作用下从产水侧反向透过膜,将膜表面的污染物冲洗下来并随排污(浓水)排走。

  4. 正冲/气擦洗:反洗前后可能辅以短时间的正向冲洗或气水混合擦洗,以增强清洗效果。

  5. 化学加强反洗(CEB)与化学清洗(CIP):定期或在TMP升高到设定值时,在反洗水中加入低浓度化学药剂进行CEB。当污染严重时,则启动更彻底的CIP循环。

应用范围

超滤设备的应用极其广泛,涵盖给水和废水两大领域:
  • 饮用水处理:

    • 市政自来水深度处理,替代传统的沉淀、过滤、消毒工艺。

    • 小区直饮水、瓶装水、饮料用水制备。

  • 工业用水处理:

    • 作为反渗透(RO)系统的前置预处理,保护RO膜,这是其最经典的应用之一。

    • 电子、电力、医药等行业的高纯水制备系统预处理。

  • 废水处理与回用:

    • 工业废水(电镀、印染、食品、石化)的深度处理与回用。

    • 市政污水处理厂的二级出水深度处理,达到回用水标准(景观、灌溉、杂用)。

    • 膜生物反应器(MBR)技术的核心组成部分,用于高效生化处理。

  • 特殊分离领域:

    • 食品工业(果汁澄清、乳清蛋白浓缩)。

    • 生物制药(酶制剂、抗生素的分离与浓缩)。

    • 电泳漆回收。

产品优势

  1. 卓越的产水水质:能提供几乎不含微生物和浊度的优质产水,安全性高。

  2. 占地面积小:模块化设计,结构紧凑,占地面积远小于传统砂滤等工艺。

  3. 自动化运行,管理简便:全自动控制,大大降低了人工操作强度和技能要求。

  4. 运行成本相对较低:虽然设备投资可能较高,但其能耗低、化学药剂用量少,综合运行成本具有竞争力。

  5. 大幅提升后续RO系统性能:作为RO的预处理,能显著降低RO系统的污染速度、清洗频率和运行压力,延长RO膜寿命,是RO系统长期稳定运行的“守护神”。

  6. 回收率高:较高的水回收率(通常可达90-95%),节水效果明显。

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