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超濾膜,是一種孔徑規(guī)格一致,額定孔徑范圍為0.001-0.02微米的微孔過濾膜。在膜的一側(cè)施以適當(dāng)壓力,就能篩出小于孔徑的溶質(zhì)分子,以分離分子量大于500道爾頓、粒徑大于2~20納米的顆粒。超濾膜是最早開發(fā)的高分子分離膜之一,在60年代超濾裝置就實現(xiàn)了工業(yè)化。

超濾膜的清洗方法一般根據(jù)膜的性質(zhì)和處理料液的性質(zhì)來確定。通常和反滲透相類似,即先以水力清洗,而后根據(jù)情況采用不同的化學(xué)洗滌劑進行清洗,例如對電涂材料可以選用含離子的增溶劑,對水溶性有機涂料可以用"橋鍵"型溶劑。食品工業(yè)中蛋白質(zhì)沉淀可以用朊酶溶劑或磷酸鹽、硅酸鹽為基礎(chǔ)的堿性去垢劑。膜表面由無機鹽形成的沉淀可用EDTA之類的螯合劑或酸、堿加以溶解。超濾膜的清洗方法分為七個步驟

1、 配制清洗液

2、低流量輸入清洗液

首先用清洗水泵混合一遍清洗液,預(yù)熱清洗液時應(yīng)以低流量。 然后以盡可能低的清洗液壓力置換元件內(nèi)的原水,其壓力僅需達到足以補充進水至濃水的壓力損失即可,即壓力必須低到不會產(chǎn)生明顯的滲透產(chǎn)水。低壓置換操作能夠最大限度的減低污垢再次沉淀到膜表面,視情況而定,排放部分濃水以 防止清洗液的稀釋

3、循環(huán)

當(dāng)原水被置換掉后,濃水管路中就應(yīng)該出現(xiàn)清洗液,讓清洗液循環(huán)回清洗水箱并保證清洗液溫度恒定。

4、浸泡

停止清洗泵的運行,讓膜元件完全浸泡在清洗液中。有時元件浸泡大約1小時就足夠了,但對于頑固的污染物,需要延 長浸泡時間,如浸泡10~15 小時或浸泡過夜。為了維持浸泡過程的溫度,可采用很低的循環(huán)流量。

5、高流量水泵循環(huán)

高流量能沖洗掉被清洗液清洗下來的污染物,如果污染嚴重,請采用高于表1 所 規(guī)定的50%的流量將有助于清洗,在高流量條件下,將會出現(xiàn)過高壓降的問題,單元件最大允許的壓降為1bar (15PSi),對多元件壓力容器最大允許壓降為3.5bar(50psi),以先超出為限。

6、沖洗

預(yù)處理的合格產(chǎn)水可以用于沖洗系統(tǒng)內(nèi)的清洗液,除非存在腐蝕問題(例如,靜止的海水將腐蝕不銹鋼管道)。為了防 止沉淀,最低沖洗溫度為20oC。 附注在酸洗過程中,應(yīng)隨時檢查清洗液pH 值變化,當(dāng)在溶解無機鹽類沉淀消耗掉酸時,如果pH的增加超過0.5個pH值單低,就應(yīng)該向清洗箱內(nèi)補充酸,酸性清洗液的總循環(huán)時間不應(yīng)超過20分鐘,超過這一時間后,清洗液可能會 被清洗下來的無機鹽所飽和,而污染物就會再次沉積在膜表面,此時應(yīng)用合格預(yù)處理產(chǎn)水將膜系統(tǒng)及清洗系統(tǒng)內(nèi)的第一遍清洗液排放掉,重新配置清洗液進行第二遍酸性清洗操作。如果系統(tǒng)必須停機24 小時以上,則應(yīng)將元件保存在1%(重量比)的亞硫酸氫鈉水溶液中。在對大典系統(tǒng)清洗之前,建議從待清洗的系統(tǒng)內(nèi)取出一支膜元件, 進行單元件清洗效果試驗評估。

7、清洗多段系統(tǒng)

在多段系統(tǒng)的沖洗和浸泡步驟中,可以對整個系統(tǒng)的所有段同時進行,但是對于高流量的循環(huán)必須分段進行,以保證循環(huán)流量對第一段不會太低而對最后一段不會太高,這可以通過一臺泵每次分別清洗各段或針對每段流量要求設(shè)置不同的清洗泵來實現(xiàn)。

及時清洗超濾膜才能保持膜的透過量和壽命,而正確的清洗方法則可以節(jié)省時間和減少膜元件在清洗過程中受損。對于不同的膜組件,可以選用不同的清洗方法,如管式組件可以用海綿球進行機械清洗,中空纖維式組件可以用反向沖洗等。對于食品工業(yè)用膜還需進行消毒處理(用NaOH和H2O2等)。

礦泉水是雨水涌入地層后溶解了多種礦物質(zhì)的地下水,在礦泉水積聚的過程中即溶解了大量對人體健康有益的礦物質(zhì)也往往同時混進了一些懸浮物、有機物細菌和大腸桿菌等有害物質(zhì)。因此一般不提倡直接飲用,而使用超濾膜來處理礦泉水則是一種比較理想的方法,超濾膜可以有效濾除礦泉水中的懸浮物、有機物、細菌和大腸桿菌等有害物質(zhì),使礦泉水的透明度明顯提高,而且保留了礦泉水中的對人體健康有益的各種礦物質(zhì)。如使用RO反滲透膜或納濾膜來過濾礦泉水,則在濾除了細菌等有害物質(zhì)的同時將有益的礦物質(zhì)也濾除了,而微濾膜的孔徑一般在1um以上,無法濾除細小的細菌和膠體物質(zhì)(體積0.1um),因此超濾膜應(yīng)是處理礦泉水的理想組件。

家庭、單位和生活小區(qū)內(nèi)飲用凈水

集團用水凈化:由于傳統(tǒng)自來水處理工藝的不足,尤其是自來水輸水管網(wǎng)的二次污染問題使自來水的水質(zhì)日益惡化,飲水污染有害人們的健康導(dǎo)致疾病的發(fā)生。若使用海德能超濾膜對自來水進行二次處理,不僅去除了水中大量的懸浮物、膠體和微粒,使自來水變得干凈、清沏透明,而且也除去了有機物、細菌和大腸桿菌等致病的物質(zhì)使自來水變成干凈衛(wèi)生的直飲水,經(jīng)超濾膜處理后的水質(zhì)完全符合國家生飲水標準。

地表水,河水或井水處理后飲用

目前我國還是一個能源和水資源相對缺乏的國家,對不能飲用的地表水、河水和井水如采用RO裝置處置,因RO膜回收率較低,能耗大反而是一種得不償失的作法,而使用超濾膜過濾不僅省去了自來水廠的處理過程,產(chǎn)品水完全達到國家生飲水標準,而且超濾膜還具有系統(tǒng)回收率高(90%),設(shè)備投入和運行費用低,能耗小等突出優(yōu)勢。

無菌液體和食品飲料制造

A 低度白酒去濁除菌:使用超濾膜處理低度白酒具有過濾除菌,滅菌和陳化等多種功能,它可以使白酒中的辛辣、苦澀和邪雜味物質(zhì)減少,而產(chǎn)生香味的酯類物質(zhì)增加,在短時間的處理過程中應(yīng)可以達到自然窖藏半年甚至數(shù)年才能完成的化學(xué)和物理變化,加速了氧化、酯化的締合作用。

B 果酒、啤酒及其他酒類的精制,酒內(nèi)常含有殘存的酵母,雜菌及膠體物等而產(chǎn)生沉淀現(xiàn)象,而使用超濾膜處理后,不但使酒的澄清度提高,而且酒的口味也在一定程度上得到改善變得入口綿甜、爽凈,避免了因用加熱殺菌而形成的混濁物質(zhì)析出。

C 凈化茶汁,制備濃縮茶:茶葉經(jīng)水抽取后得到的茶水中,往往含有大量的固體雜質(zhì),采用傳統(tǒng)的機械過濾技術(shù)無法徹底清除,因而很難生產(chǎn)了同純凈的速溶茶,而選用超濾膜澄清處理和RO膜濃縮后將其噴霧干燥,就可以得到粉狀速溶茶,用這種茶粉泡出來的茶水清晰、透明,口感清爽。

醫(yī)療醫(yī)藥方面的應(yīng)用

A 針劑、大輸液除熱源:目前醫(yī)療機構(gòu)常用的靜脈葡萄糖氯化鈉水溶液如果含有熱源,會導(dǎo)致受注者體溫上升,而用超濾膜法處理后的藥劑,可明顯提高藥液的質(zhì)量。

B 濃縮人血清蛋白:供靜脈注射用的25%的人胎盤白蛋白通常用駐外酸銨鹽析出法制備或冷并法濃縮,不僅能耗大,操用時間長,易污染等且易導(dǎo)致白蛋白形成一些聚合體,而采用超濾膜對人胎盤白蛋白進行濃縮脫鹽,分離率達98%以上。