超滤膜界面强化电场

㈠ 透析，微滤，超滤，纳滤，反渗透，电渗析，渗透气化等膜分离技术各自的特点

1.透析（dialysis）是通过小分来子经过半源透膜扩散到水（或缓冲液）的原理；
2.微滤适用于细胞、细菌和微粒子的分离，在生物分离中，广泛用于菌体的分离和浓缩，目标物质的大小范围为0.01-10 μm，一般用于预处理；
3.超滤技术的优点是没有相的转变，无需添加任何强烈的化学物质，可以在低温下操作，过滤速度较快，便于无菌处理等，一般用于预处理；
4.纳滤 特点是能截留小分子的有机物并可同时透析出盐，集浓缩与透析于一体；
操作压力低，因为无机盐能通过纳米滤膜而透析，使得纳米过滤的渗透压远比反渗透为低，所以纳米过滤所需的外加压力比反渗透低得多；
5.反渗透法具有设备构型紧凑，占地面积小、单位体积产水量及能量消耗少等优点；
6.电渗析的特点时可以同时对电解质水溶液起淡化、浓缩、分离、提纯作用、可以用于蔗糖等非电解质的提纯，以除去其中的电解质、在原理上，电渗析器是一个带有隔膜的电解池，可以利用电极上的氧化还原效率高；
7.渗透气化对共沸物系和近沸物系等难分物系的分离, 显示特有的优越性。

㈡ 超滤，反渗透，电渗析的工作原理

超滤：
采用的是一种超滤膜技术。超滤是一种筛分的过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原水流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原水中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原水的净化、分离和浓缩的目的。

反渗透：
采用的是反渗透膜技术。其工作原理是对水施加一定的压力，使水分子和离子态的矿物质元素通过反渗透膜，而溶解在水中的绝大部分无机盐，包括重金属在内，有机物以及病菌等无法通过反渗透膜，达到渗透过的纯净水和无法渗透过的浓缩水分开。

电渗析：
利用半透膜的选择透过性来分离不同的溶质粒子（如离子）的方法称为渗析。在电场作用下进行渗析时，溶液中的带电的溶质粒子（如离子）通过膜而迁移的现象称为电渗析。
电渗析的推动力是电场力，电渗析一般和离子交换膜联合使用。在外加电场作用下,水中离子在溶液中进行定向移动,借助于离子交换膜的选择透过性,实现溶液的浓缩、淡化和提纯，离子交换膜的污染是最关键的。

㈢ 为什么采用微错流方式工作的超滤膜可以一定程度降低膜污染

1、概述
通常所说的膜污染是指在MBR运行过程中，细胞混合液中的微生物菌群及其代谢产物、固体颗粒、胶体粒子、溶解性大分子等由于与膜存在物理化学作用、机械作用而引起在膜表面或膜内孔吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流量和分离特性的不可逆变化的现象[1]。
膜污染根据污染物与膜的作用性质和来源可分为物理污染、化学污染、微生物污染三种。物理污染指原水中的大颗粒无机物（如常见的碳酸钙和硫酸钙，还有硫酸钡、锶及硅酸等结垢性物质）和部分难降解的大分子有机物、未溶解的蛋白颗粒等在膜表面沉积而形成滤饼的可逆性膜污染；化学污染指细菌胞外聚合物EPS、溶解性有机物及蛋白、多糖类粘性物溶解形成的微细胶体等物质在膜表面与膜发生了不可逆的相互作用而形成的无法消除的膜孔变小和堵塞；微生物污染是由微生物及其代谢产物组成的粘泥（腐殖质、聚糖脂、微生物代谢产物）分层附着于膜表面，易造成膜不可逆阻塞的污染[3]。
从形态上对膜污染进行分类，使我们能更好地理解膜污染形成的空间层次。通常，膜污染从形成的形态上分为膜面凝胶层、污泥层和膜孔堵塞三种污染类型。膜面凝胶层污染（即滤饼），主要是水透过后被载留下来的部分活性污泥、胶体物质和部分浓缩的溶解性有机物，在过滤压差和透过水流的作用下，堆积在膜表面而形成的可逆性膜面污染。这类污染在闭端膜过滤中占有很大的比重（约80%~90%），且发展迅速，是膜污染水力控制的主要对象。污泥层污染是由膜表面滋生的大量的微生物及其代谢产物组成的粘泥（粘性多糖类、多肽类和蛋白质分子等），在过滤膜表面形成的一层生物膜而造成膜通量减小的污染。膜孔堵塞污染主要是溶解性大分子有机物质（多为低分子量的肽类），如溶解性微生物产物(SMP)和胞外聚合物(EPS)透过凝胶层，被膜孔内表面吸附或结晶，从而堵塞孔道，使膜通量减少的一种不可逆污染，此类污染一般发展较为缓慢。一般来说，膜污染是由上述三种形态共同构成的，膜表面污泥层的沉积，凝胶层的增厚和膜内表面微生物的滋生是膜污染的主要原因，其中污泥沉积是膜污染的主要构成部分，而污泥颗料在膜表面沉积与否，与膜面液体错流流速、膜通量和污泥浓度等MBR运行条件密切相关。
2、膜污染的影响因素
尽管目前在膜污染机制方面还没有达成共识，但对不同的具体环境下膜污染影响因素可归纳为以下3个方面：微生物特性、运行条件与膜自身的结构性质，如图1-3所示，这些都会直接影响膜污染。

图1-3 膜污染影响因素
Fig.1-3 Influencing factor of membrane fouling
2.1微生物特性
生物反应器中污泥质量浓度(MLSS)对膜通量有显著影响。Fane等[2]早在1981年就报道膜污染与MLSS呈线性增长的关系，而后Shmizu等[23]研究发现，通量的下降同MLSS 的增加呈对数关系的。另一些研究者却认为污泥质量浓度本身并不影响过滤特性，真正的影响因素是污泥的特性、颗粒大小、表面电荷等[1]。
新近的研究发现微生物代谢产物包括胞外聚合物(EPS)和溶解性微生物产物(SMP)对膜污染有重要影响。EPS和SMP主要是微生物细胞分泌的黏性物质，成分复杂，包括多糖、蛋白质、脂类、核酸等高分子物质。一些学者认为EPS质量浓度与膜污染呈线性关系的，EPS减少40%，滤饼的流体阻力也相应地减少40%。WontaeLee等发现膜污染与蛋白质比例呈正比，同时蛋白质的表面特性能影响微生物絮体的表面特性[4]。近年来，以SMP为主要成分的溶解性物质对膜污染的影响越来越引起人们的重视。分置式膜-生物反应器中，循环泵产生的剪切力对污泥絮体有较强的破坏作用，致使污泥絮体释放出大量的SMP等溶解性物质，从而增加了膜污染，形成了很大的膜过滤阻力。Wisniewski C等用微滤膜过滤城市污水处理厂的污泥，考察不同膜面流速下污泥粒径分布和溶解性物质对膜污染的影响时，得出了溶解性物质引起的膜污染几乎构成了50%的膜过滤阻力[5]。
2.2运行条件
在一体式MBR中，曝气有两个作用：一是提供微生物所需的氧气，二是产生错流速率,减少膜面污泥层的形成。Hong S.P观察到在较高曝气量下产生的剪切力会加快污染物脱离膜的运动速度，并指出有临界曝气量存在。当超过它时，通量增加就不明显，而且太大的曝气量会提供过量的溶解氧，不利于反硝化作用[6]。Ueda等报道降低曝气量可能会增加膜过滤压差（TMP）作用，在短期运行中，降低曝气量可能会使初始通量恢复，但长期运行时，较低曝气量会导致混合液污染物质在膜面上的快速累积[7]。水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）都不是直接引起膜污染的因素，只是二者的变化会引起反应器内污泥特性的改变，从而间接的对膜污染产生影响。
间歇出水可以有效地减少污染物在膜表面的沉积，在反应器的空曝气阶段，由于对料液的抽吸作用消失，膜表面的污染物质向主体料液中的反向运动占主导因素，气液两相流可以将已经沉积在膜表面的污染物质剪切下来，从很大程度上改善膜污染状况。空曝气时间越长，缓解膜污染的效果越好，但这样会引起膜利用率的下降和运行费用的升高，因此必须根据具体的情况综合考虑经济性的因素确定最佳的出水和空曝气的时间比。
2.3膜的结构和性质
膜的性质包括膜的材质、孔径大小、孔隙率、粗糙度、疏水性等，这些都会直接影响膜污染。膜孔径对膜污染的影响与进水的颗粒大小有关，目前大多数的MBR工艺采用011~014μm的膜孔径，完全截留以微生物絮体为主的活性污泥。Shimizu等研究了膜生物反应器中膜孔分布在0.01~1.6μm 的一系列膜的过滤性能，结果表明孔径分布在 0.05~0.2μm的膜具有最大的通量[8]。常采用的膜材料有陶瓷和聚合物，陶瓷膜机械性能好，寿命长，由于制造成本较高，工程中使用较多的是聚合物膜。Choo等研究结果表明在同样运行条件下，聚偏氟乙烯膜的污染趋势明显小于聚砜膜、纤维素膜，而且膜孔径在0.1μm附近时混合液对膜的污染趋势最小[9]。膜材料的憎水性对膜污染有很重要的影响，ChangI S等比较了憎水性超滤膜和亲水性超滤膜，得出憎水性超滤膜膜面更容易吸附溶解性物质，表现出更大的污染趋势[10]。
Shoji等研究表明，膜表面粗糙度的增加使膜表面吸附污染物的可能性增加，但同时也增加了膜表面的扰动程度，阻碍了污染物在膜表面的沉积。因此，粗糙度对膜通量的影响是两方面因素综合作用的结果，可通过在膜表面形成动态膜来减小膜表面粗糙度，从而改善膜污染。
3、膜污染的控制方法
根据上文所提到的膜污染影响因素，目前国内外膜污染控制方法的研究主要从以下几个方面入手:
3.1 改善混合液特性
一方面，可以在工艺中增加相应的预处理组件，如预过滤去除胶体、固体悬浮物及铁锈等或改变溶液pH值等，以除去一些能与膜相互作用的溶质。另一方面，改善影响膜污染的污泥特性参数MLSS的可滤性和控制MLSS的浓度。改善MLSS的可滤性可以在混合液中投加絮凝剂如PAC，不仅可使混合液内的COD迅速降低，减轻膜的负担；还有助于污泥絮体相互聚集而形成体积更大、强度更高、黏性更小的污泥絮体，从而有效的减小EPS含量，提高混合液的可滤性、改善泥水分离性能、减缓滤饼层的形成。罗虹、顾平等[11]在投加粉末活性炭对膜阻力的影响研究中表明粉末活性炭具有改善混合液的性质和膜表面泥饼层结构的作用，投加粉末活性炭是提高和维持膜通量的有效途径，并且可以降低运行费用。赵英、于丹丹等[12]在PAC投加量对MBR混合液性质及膜污染的影响中1g/L的PAC投加量足以改善混合液性质和减缓膜污染速率，投加量2g/L时反而回引起不可逆污染，加剧膜污染。目前有关活性炭粒径大小对膜污染的影响的报道比较少，有待进一步研究。
较高的污泥浓度可提高生物反应器的容积负荷，但混合液中过多的固体物质和溶解性代谢产物(SMP)容易在膜表面沉积，导致过滤阻力增加和膜通透量降低。相反，当污泥浓度太低时，微生物对SMP的吸附和降解能力减弱，使得混合液中的SMP浓度增加，从而容易被膜表面吸附形成凝胶层，导致过滤阻力增加，膜通量下降。张军[13]等研究表明,复合型MBR能维持较低的悬浮生物量浓度且保证高生物总量,从而有效地减缓膜过滤阻力的上升和膜堵塞.
生物强化技术(Bioaugmentation)又称生物增强技术，是通过向废水处理系统中投加筛选的优势菌种和基因重组合成的高效菌种，以强化原处理系统中生物反应的能力，达到对某一种和某一类有害物质的去除或某方面性能的优化目的，庞金钊等[14]在用MBR处理洗车废水过程中发现难降解有机物在反应器内累积，混合液的COD比进水COD高几倍，投加优势菌种来实现对难降解物的去除，能够有效减轻膜截留形成的膜污染。生物强化技术不仅可以促进对目标物的降解而且某些特定菌的投加还能抑制丝状菌膨胀，降低污泥产量和污泥黏度。投加EPS黏性小的优势菌，可以减缓膜污染。
3.2 优化膜生物反应器的运行条件
控制合理的曝气强度和抽吸时间可以有效地减少颗粒物质在膜面的沉积，减缓膜污染。膜面沉积层的去除效率可以通过提高空气流率或曝气强度来提高，而空气流率对沉积层的去除效率又受到流速标准差的影响，亦即空气流的紊流程度的影响[15]。通常曝气强度越大，膜面流速越高，但N.Devereux[16]等发现，膜面流速的增加使得膜表面污泥层变薄，有可能造成不可逆污染，因此控制合理的曝气强度可以有效的减缓膜污染。如果膜面沉积较严重，应该停止出水进行空曝，空曝是去除膜面沉积层的有效方法之一。除了控制合理的曝气强度外还包括错流过滤、定期的反冲或反吹和控制混合液的温度等措施。Magra和Itoh的实验结果表明，温度的变化会引起污水粘度的变化，温度升高1℃可以使膜的通水量增加2%，但升高温度会直接影响膜本身的寿命，同时对微生物的生长也产生影响，因此如果情况允许，膜生物反应器应尽量在常温下运行[6]。
3.3 膜材料的选择
膜的亲疏水性、荷电性会影响到膜与溶质间的相互作用大小，通常应选用孔径适合，孔隙率高，带有负电，亲水性的膜，自然憎水性的膜要进行膜面改性。膜面改性是在膜表面引入亲水基团，或用复合膜手段复合一层亲水性分离层，或用阴极喷镀法在膜表面镀一层碳[17]。J.Pieracci等研究表明，改性后的膜可以增加 25%的膜通量，减少 49%的生物污染[18]。目前，膜面改性和形成动态膜的防治技术应值得注意。
3.4 膜的清洗
尽管采用合理的设计、操作等措施减缓膜污染，但长期使用后膜表面还可能产生沉积和结垢，使膜孔堵塞，膜出水量下降，因此对污染膜进行定期的清洗是必要的。常用的方法有物理清洗、化学清洗、超声波清洗以及上述方法的综合技术。物理清洗的方法主要有空曝气、高流速水冲洗、海绵球机械擦洗、反冲洗、反向脉冲和电泳等。化学清洗主要是酸洗和碱洗，酸类清洗剂（常用浓硫酸和盐酸等）可以溶解并去除矿物质和盐类，而碱洗（常用次氯酸钠和氢氧化钠等）可以有效地去除蛋白质等有机污染物及膜内微生物，一般两者结合使用效果更好。超声波能够在清洗溶液中形成极大的扰动，并伴有强大的冲击波和微射流，能与污染膜充分接触和作用，较常规的物理清洗方法更好，能够使膜通量恢复54%[19]，与超声波结合的化学清洗效果一般要优于常规化学清洗。采用曝气清洗、超声波清洗、NaClO碱洗、HCl酸洗可有效地使污染膜的通量恢复。黄霞等[20]对污染膜进行物理和化学清洗试验表明，常规物理清洗可使滤饼层大部分脱落，但对膜过滤性能的恢复效果较差，碱洗对膜过滤性能的恢复作用显著，这表明有机污染对膜阻力的贡献最大。
3.5 其他
在膜过滤设计中，还应注意减少设备结构中的水流死角，以防止滞留物在此变质，扩大膜污染。为防止污泥在中空纤维丝间淤积，中空纤维膜应制成平板状(而不是成束设计)，然后组装成矩形，且底部曝气(兼有气水剧烈冲刷膜表面的作用)，这些都可有效地防止膜污染，延长膜的清洗周期[6]。如果膜长期停止使用(5d以上)，在保养时需用0.5%甲醛溶液浸泡，膜的保养原则是保持膜的湿润并针对膜的种类采取不同的方法，如聚砜中空纤维膜须在湿态下保存，并以防腐剂浸泡。
在水资源日益短缺的今天，膜生物反应器作为一种新型的废水处理技术，特别是在污水资源化的进程中，倍受国内外的普遍关注。但是膜污染仍然是影响膜生物反应器大范围推广的主要障碍之一，因此研究膜污染，研发抗污染的膜生物反应器是目前急需的。相信随着膜污染机理及防治方面研究的不断深入，膜质量的提高，膜污染控制方法的不断完善，膜生物反应器将会更好地应用和推广。
目前，有关投加粉末活性炭控制膜污染的研究和报道较多，但投加颗粒活性炭以及活性炭的投加量的文献很少，本课题重点研究活性炭粒径大小及投加量对减缓膜污染的影响，具有很强的实用意义，对控制膜污染、促进膜生物反应器的实际应用起到较重要的作用。

㈣ 超滤膜装置适用于哪些范围

适用范围：反渗透装置的预处理，高效、紧凑的超滤因过滤精度很高，可以为反渗透膜提供最大限度的保护；大中型饮用水厂的深度处理；市政及工业废水处理，超滤可比传统处理工艺提供更好的处理效果实现中水、废水回用；循环排污水回用净化处理；污水中有用物质的回收；矿泉水的制备、饮用水、井水的脱菌处理，去除水中各种悬浮物、胶体杂质，特别是去除隐孢子、鞭毛虫、大肠杆菌等致病微生物；口服液、生物制品的除菌、澄清、纯化分离；高纯水终端处理；果汁、蛋白质、酶制剂的浓缩分离。.果蔬汁澄清过滤；乳清蛋白的回收和牛乳的浓缩；除去酒及酒精饮料中残存的酵母菌、杂菌及胶体等，超滤膜装置使酒澄清并提高保存性，缩短老熟期；酶类提取、分离、浓缩，中药有效成分提取等。

㈤ 电场是否在不同介质交界面连续

切向分量：沿分界面的切线方向，一般用下标t表示
法向分量：沿分界面的法线方向，一般用下标n表示

两种不同介电常数介质的交界面，假设交界面无净电荷存在

电场E的切向分量连续，即E1t=E2t
电位移矢量的法向分量连续，即ε1E1n=ε2E2n，显然，如果ε1和ε2不相等，即不是同一种介质，E1n和E2n是不相等的，也就是说电场的法向分量是不连续的。

㈥ 超滤膜净水器有什么作用

超滤膜，是一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜。在膜的一侧施以适当压力，就能筛出小于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2～20纳米的颗粒.
一支超滤膜由成百到上千根细小的中空纤维丝组成，一般将中空纤维膜内径在0.6-6mm之间的超滤膜称为毛细管式超滤膜，毛细管式超滤膜因内径较大，不易被大颗粒物质堵塞。
超滤膜的膜材料主要有纤维素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。

国内超滤膜主要是PVC膜和PAN膜,尤其出名的是海南立升的PVDF和PVC合金膜,PAN膜大多倚靠进口
PAN膜：

● 具有优良的化学稳定性，有耐酸、耐碱以及耐水解的性能，能广泛应用于各种领域；

● 膜丝具有很好的强度和柔韧性；

● 经过亲水改性，产水量大，并具备很强的抗污染性。

● 膜丝配方材料少，工艺容易控制，不会出现象PVC原料配方材料多而导致膜本身的异味问题。

PVDF膜：

● 耐紫外线，有优良的耐污染和化学侵蚀性能；

● 耐热温度可以达到140℃，可采用超高温的蒸汽和环氧乙烷杀菌消毒；

● 能在较宽的PH（1-13）范围内使用，可以在强酸和强碱和各种有机溶剂条件下使用。

按进水方式的不同，超滤膜又分为内压式和外压式两种：

1、内压式：

即原液先进入中空丝内部，经压力差驱动，沿径向由内向外渗透过中空纤维成为透过液，浓缩液则留在中空丝的内部，由另一端流出 ,市面上的不锈钢类型的,基本都是这种模式,缺点,不易冲洗干净.优点,结构简单,易生产易更换,生产和使用成本较低
2、外压式:

中空纤维超滤膜则是原液经压力差沿径向由外向内渗透过中空纤维成为透过液，而截留的物质则汇集在中空丝的外部,世保康属于这种类型,易冲洗,缺点是对工艺要求高,膜的品质也有要求.所以生产的废品率高.导致产品生产成本增高.

下面是店家自己的看法:
目前国内超滤净水器主要分两种类型,一个是以立升为代表的不锈钢罐体的设备,一个是以安吉尔为代表的,四级或者五级的组合式超滤净水.
下面就把两种类型的特点介绍一下
不锈钢体的产品给人看上去档次不错,因为其安装简单,单纯的过滤效果不错,为大多数消费者所接受,但存在的问题也是比较多的.
1:不锈钢体的超滤净水器的主要成本不是膜,是外壳不锈钢体,一般象立升这类品牌,外壳和内芯成本比例关系是3:1.大牌厂家的不锈钢材料是进口的,这个在成本上就会体现出来,如果选择国产的不锈钢材料,就可能会是2:1或者1:1.
可能有朋友会问,那到底进口和国产的用起来有什么区别吗.
09年中央电视台曾经报道过,有些不锈钢类型的净水设备,因为选择的材料不好,导致金属材料在水里缓慢释放重金属.使出水重金属超标准很多.危害人体健康.
所以店家提醒,如果选择不锈钢外壳类型的,要注意选择大牌有质量保证的产品,以免净水效果没达到反而污染水质,就得不偿失了.
2:不锈钢超滤设备的另一个缺点是异味,一般这类超滤产品,结构比较单一,主芯可能就是一个中空膜芯,也有增加一个芯,里面用活性碳和KDF以及其它添加剂的,但实际效果并不明显.
因为中空膜是高分子有机物,而有机物会被细菌分解,发出异味.现在大多数低档的产品,还是用的PVC膜,除了易被分解之外,该膜本身的味道在水温超过30度后会释放出来,所以很多超滤产品过滤后口感并不好,用PVDF和PAN膜的产品本身味道要小些,但也逃脱不掉时间长被细菌分解的结局.所以,当膜上某个地方被细菌分解掉后,这块部位实际也就没有过滤效果了.
3:因为超滤膜的过滤只是单纯的物理过滤,对水里的重金属,有害化合物,异味等,没有效果
所以这类超滤净水器是不属于直饮的
上海世博会上,立升搞的直饮水台,是大型颗粒碳+不锈钢体超滤+强紫外线杀菌的组合式的,这类在商用是可实现的,但家用的空间上是不可能的,成本也高了许多

多级式组合超滤净水器

这类产品近几年在国内品牌出现的比较多,代表性的品牌有:
传统多级组合的:安吉尔,沁园
韩式快接式组合:水魔方,九阳(海狼星)
超滤概念型的盒式组合:一般箱体壁挂的超滤产品都属于这类(只是宣传上不称自己为超滤)
这类产品的结构组成主要是:PP棉,粗颗粒活性碳,细颗粒活性碳,中空膜,(五级的话,后面会多级活性碳芯)
快接式的一般是:PP,前置活性碳,中空膜,后置碳.
产品的优点:多级分层过滤,能延长超滤膜的使用寿命,使用活性碳芯,有效避免超滤膜对水里的重金属,有害化合物,异味等的过滤不足.
缺点:传统式的,要经常更换每一级的芯,如果前置瓶质量不好,多次开合容易漏水
快接式的,更换到很简单,但是单级芯材料少,更换频率就高些,导致使用成本偏高
超滤中空膜是膜壳式安装,要经常拿出来冲洗

超滤净水器的通用缺点:
单纯的膜过滤达不到直饮标准,需要添加其它如KDF,活性碳等
对北方地区重水垢水质没有去垢效果,使用起来寿命很短
后置活性碳,也因为工艺上,碳不能完全除菌,所以出水细菌会多些
组合式的,更换频率高,动手能力差的客户无法自己解决问题,快接式方便但成本偏高.

解决方法:
尽量把超滤作为前置过滤,后面用带膜的活性碳芯,如阿夸莎娜，3M,康丽根等等.直饮选择合格的产品很重要

超滤产品要保证排污冲洗,以保证其使用寿命.

如果不得以选择后置碳,尽量选择载银的,并且更换的勤一些.

㈦ 纳米管式超滤膜在精细化工中应用可行吗

纳米管式超滤膜在精细化工中应用可行。
纳米管式超滤膜主要是脱除一些颗粒状杂质，例如制药行业用于净化水，或者溶液脱除颗粒杂质。采用管式超滤膜更不容易堵塞。

㈧ 超滤膜的物理清洗方法及化学清洗方法有哪些

超滤膜的清洗方法有哪些，详细的解答：

一、物理清洗法：物理方法其实就是用有一定压力的水去冲洗超滤膜，这也是最常用的方法。因为这个水冲洗的方向不一样，又可以分为逆向冲洗、反冲洗和正洗冲洗。

1.逆向冲洗：用原水冲洗膜内和进水端面的杂质。

2.反冲洗：用超滤水从膜块表面的污染物冲松散、剥落，分别从进水口和浓缩口排出(可加酸、碱或次氯酸钠等药品加强清洗效果)。

3.正洗冲洗：用原水冲洗膜内和端面的杂质，按运行状态将超滤膜清洗干净。

二、化学清洗法：

1. 利用化学药品与膜面杂质进行化学反应来达到清洗膜的目的

2. 酸溶液清洗：常用溶液有盐酸、柠檬酸、草酸等，调配溶液的PH=2~3，利用循环清洗或者浸泡0.5h~1h后循环清洗，对无机杂质去除效果较好。

3. 碱溶液清洗：常用的碱主要有NaOH ，调配溶液的PH=10~12左右，利用水循环操作清洗或浸泡0.5h~1h后循环清洗，可有效去除杂质及油脂。

4. 氧化剂清洗剂：利用1%~3%H2O2、 500~1000mg/L NaClO 等水溶液清洗超滤膜，可以去除污垢，杀灭细菌。H2O2和NaClO是常用的杀菌剂。

5. 加酶洗涤剂：如0.5%~1.5%胃蛋白酶、胰蛋白酶等，对去除蛋白质、多糖、油脂类污染物质有效。

6. 进行方法与正常超滤过程相同，清洗液自原液入口处进入，浓缩液及超滤液全部返回清洗液容器，循环后排放，以净水洗净即可。

㈨ 超滤膜孔径如何测定

超滤膜孔径的测定微孔滤膜的孔径分离效率是关键所在，所以评价滤膜孔径甚为重要。

目前大致采用以下方法：

一、直接测量法

1.直接法测膜孔径

（1）电子显微镜

扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）电子显微镜表征膜的孔径、孔径分布及膜的形态结构。

制样至关重要。湿膜样品要经过脱水、蒸镀、复型等处理。

逐级脱水法：膜样品用5%饿酸固定，然后在提取器中用CCl4或乙醇逐级脱水，再用环氧树脂包埋固化，最后用超薄切片机切成薄片。适用透射电子显微镜的观察。

低温冷冻脱水法：膜样品放在液氮或其他低温介质中冷冻，使膜样品中的水急速冷冻为细小的结晶，然后在低温（至少低于-60°C）和低真空下，使冷冻的结晶逐级升华。这样制备的膜样品不收缩，经镀金或复型，可用电子显微镜观测。

微滤膜的孔径为0.05-10m，扫描电镜可分辨。

超滤膜的孔径为1nm-30mm，扫描电镜的分辨率低于5-10nmnm，所以采用扫描电镜观测超滤膜的结构是困难的。

透射电镜的分辨率比扫描电镜要高得多，约为3-4A正确制样，高分辨率的透射电镜可以观测超滤膜的表面细微结构。

环境扫描电子显微镜（ESEM），克服了常规SEM的局限性。使湿的、油性的、脏的和不导电的样品不经处理就可直接上机观测。

二、间接测量法

间接法是利用与孔径有关的物理现象，通过实验测出相应的物理参数，在假设孔径为均匀直通圆孔的假设条件下，计算得到膜的等效孔径，主要方法有泡点压力法、压汞法、氮气吸附法、液液置换法、气体渗透法、截留分子量法、悬浮液过滤法。

泡点法：

泡点压力所对应膜的最大孔径。实测时，膜应被液体完全润湿，否则将带来误差。

亲水性膜采用水为润湿液体；疏水性膜采用醇为润湿液体。

测定步骤

a将样品平行于液面浸入蒸馏水中，使其完全湿润b将滤膜置于测试池上，压上光滑的多孔板c在多孔板上加入3-5mm深的水d开通气源，使压力缓慢上升，当滤膜表面出现第一个气泡并连续出泡时的气体压力值，带入公式可求出样品最大孔径值。

e气泡出现最多时的压力值，带入公式可求出样品最小孔径。

f由最大孔径与最小孔径即可算出平均孔径。

（1）电镜法比较直观，但属破坏性检测，也只能得到局部信息

（2）泡压法（又称气体渗透法）只局限于测定膜孔中的最大孔径，用于小孔径超滤膜的测定时所需压力远高于膜的使用压力，故一般认为只适用于微滤膜的测定。

㈩ 污水处理膜有几种

生物滤池法

生物滤池法的基本流程是由初沉池、生物滤池和二沉池三部分组成的。主要成分包括：

1、塔式生物滤池。比传统的生物滤池的负荷更高，层次更分明、堵塞可能性更小，占地面积面积小等优点。

2、有高负荷生物滤池。处理效果更好好，去除率可达90%以上，其出水可降到25mg/L以下，且出水水质非常稳定。其缺点是占地面积过大，容易堵塞，影响环境卫生。

移动床生物膜反应器

移动床生物膜反应器是一种新的生物膜污水处理技术，它介于生物接触氧化法与生物流化床法之间。能够解决生物接触氧化法中滤料堵塞的问题。此方法的特点：微生物浓度高、食物链长，对进水的流量和浓度变化有很强的适应能力。移动床生物膜的结构紧密，因此具有占地面积小，能源消耗低的特点，很明显的降低了投资运行维护费用，由于这些优点该技术被广泛的应用。

生物流化床

生物流化床技术是利用气体或液体，使附着微生物的固体颗粒状滤料呈流态化，对污水进行净化的技术。生物流化床法充分利用了微生物不同生命活动阶段的特征，根据微生物的生长特点将处理阶段划分为固定床阶段、流化床阶段、液体输送阶段三个阶段。

生物流化床的主要优点：

1、容积负荷高，抗冲击能力强。由于生物流化床的载体是采用小粒径固体颗粒，且载体成流态化，所以生物流化床的单位体积表面积要比其他生物膜法的大很多且抗击能力要较其他生物处理法高。

2、净化效果好。由于载体颗粒一直处于剧烈的运动状态，从而导致界面的不断更新，这样不仅有利于微生物对污染物的吸附和降解，更能加快生化反应速率，进而使净化效果得到提高。

3、微生物的活性较强。由于生物颗粒不断地相互碰撞与摩擦，使生物膜的厚度较薄且均匀。对于同类污水而言，在同等的处理条件下，生物膜不仅反应速率快且呼吸率也非常快，所以微生物的活性较强。

生物膜在污水处理中的应用优势

1、对进出水的水质和水量的适应性极强。

2、生物膜法管理便捷、运费低廉。

3、生物法对环境的温度的要求很高，如果气温过高或过低会影响膜运行的活力，导致膜的损坏。

4、此载体的比表面积对生物膜处理的效果影响很大。

5、能够克服活性污泥法中污泥丝状膨胀的缺点，使剩余污泥量明显的减少。

6、生物膜法属于消耗品，膜需要定期的更新，避免引起滤料的破损和堵塞，降低出水水质。

EPP

EPP聚丙烯发泡粒子作为新型的污水生物处理填料，相对于国内的传统填料，有着更卓越的处理性能，仅在日本、韩国的生活污水处理中有应用事例。

在日本、韩国除了已在使用的聚丙烯发泡粒子，还在开发其他的以聚丙烯为主要原材料的具有优异性能的填料。

EPP的显著性能：

1) 吸附能力含有活性炭，对污水中的有机物具有较强吸附能力，以及具有多孔性，使滤料具有增大的表面积等技术效果。

2) 耐油性，耐药性材质稳定，耐酸、耐碱、耐老化，使用寿命达15年，长期不需更换，产品耐生物降解。

3) 轻质，浮性

极其轻质，比重为水的1/33(30kg/?），具有耐冲击，高韧性以及漂浮的性质

4) 环保性

生产中不使用氟利昂作为发泡剂，燃烧时也不会产生有毒，有害气体，是一种环境友好材料。

5) 寿命长

可以循环使用15年以上不需更换填料，大大节约了净水设备的运营成本。多孔质EPP填料，这种填料的每一粒泡沫念珠都带有孔，而且在发泡过程当中添加了一定比例的活性炭，一方面大大增加了填料与污水的接触面积，另一方面大大提升了对污浊物的吸附能力。