超滤(UF)是一种利用膜孔径筛分作用的物理分离技术,能高效去除水中的悬浮物、胶体、微生物等杂质,广泛应用于饮用水净化、工业废水回用及食品加工等领域。其工艺流程可概括为“预处理—超滤分离—后处理—维护”四大核心环节,环环相扣,确保产水安全高效。
第一步:预处理——给膜“穿防护衣”
原水(如河水、地下水或污水)中常含悬浮物、胶体、有机物及微生物,若直接进入超滤膜,易造成膜污染(堵塞或结垢),缩短寿命。预处理是关键防护步骤:
混凝沉淀:投加PAC(聚合氯化铝)等药剂,使细小颗粒聚集成大絮体,通过沉淀去除,降低浊度至10 NTU以下;
多介质过滤:用石英砂、活性炭等滤料拦截剩余悬浮物,并吸附部分有机物、余氯(防止膜氧化);
精密过滤:通过5微米滤芯,拦截预处理遗漏的小颗粒,避免“漏网之鱼”损伤膜表面;
杀菌消毒:投加次氯酸钠或紫外线杀菌,抑制微生物繁殖,降低生物污染风险。
第二步:超滤分离——膜的“筛分魔法”
预处理后的水进入超滤系统,核心是膜组件的“筛分”作用。中空纤维膜(如PVDF材质)是主流选择,分内压式(原水从膜丝内侧入)和外压式(外侧入)。运行模式有两种:
死端过滤:原水垂直流向膜表面,产水透过滤膜,污染物截留表面。适合低浊度原水(如自来水),流程简单但易污染;
错流过滤:原水切线流过膜表面,部分透过滤膜成产水,剩余浓水(含污染物)排出。抗污染能力强,适合高浊度污水或工业废水。
运行中需控制关键参数:跨膜压差(TMP,通常0.05~0.4 MPa)反映污染程度;回收率(产水/原水,60%~90%)避免浓水过浓;流速(2~5 m/s)减少污染物沉积。
第三步:后处理——按需“精加工”
超滤产水已去除大部分杂质,但可能含溶解性小分子(如盐类)或微生物,需根据需求进一步处理:
脱盐:接反渗透(RO)系统,去除95%以上盐类,制电子级纯水;
消毒:紫外线(UV)或臭氧杀菌,确保饮用水微生物安全;
调节:投加酸/碱调pH,或加阻垢剂防后续设备结垢。
第四步:维护——延长膜“寿命”的秘诀
膜污染后通量下降,需定期清洗:
物理清洗:反冲洗(产水反向冲膜)、空气擦洗(气泡剥离污染物),每天1~4次,快速恢复通量;
化学清洗:无机污染用酸(盐酸)溶解结垢,有机污染用碱(NaOH)分解有机物,微生物污染用次氯酸钠杀菌,浸泡后冲洗干净。
长期停运时,需用亚硫酸氢钠溶液浸泡膜组件,防止氧化或微生物滋生。
从预处理的“粗过滤”到超滤膜的“精准筛分”,再到后处理的“精细调整”,超滤设备以物理分离为核心,高效、低耗地实现水质升级,是水处理领域不可或缺的“绿色卫士”。