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在水处理的膜技术中,常规的中空纤维微超滤膜,在应用过程中,为了控制液体的流动方向,并提供过滤动力,通常需要外界力量,例如加压泵进行加压。
加压式膜过滤
用于水处理行业的中空纤维微超滤膜中,内压式膜是水从中空纤维的内表面向外表面过滤,外压式膜是水从膜的外表面向内表面过滤。外压式由于驱动压力(压力泵及真空)来源不同,分为外压正压式和外压负压式(即浸没式)。微超滤膜也可分为压力式和浸没式两大类,压力式细分为内压和外压。
全球以生产外压式为主的厂家有:旭化成,Zenon(GE),Memcor(西门子),三菱、东丽、浙江欧美、天津膜天膜、东洋环境等。但许多外压式膜厂家同样也生产其它材质的内压式膜。生产内压式为主的厂家主要有Koch, Norit, 海德能、Membrana, Inge等。
内压式与外压式的区别如下:
外压式基本都采用聚偏氟乙烯(PVDF)膜材质,内压式膜基本采用聚砜PS、聚醚砜PES为基础的膜材质。众所周知,PVDF抗氧化性能力及机械强度远比PS、PES等材质强,是国际微超滤膜的趋势;
由于中空纤维内径较小,一般都在1mm上下,所以内压式膜处理污染程度较高的源水,容易发生内径堵塞。因此内压式膜处理高污染水质经常会有运行问题,尤其是MBR项目。在全球的浸没式MBR中,基本都是采用外压式MBR膜,而且趋势采用PVDF膜;
由于内径较小易堵塞,所以内压式膜的运行膜通量较低;内压式膜对自清洗过滤器的要求比外压式高;
外压式膜一般采用空气辅助擦洗,内压式膜一般只采用水反洗,比气水联合清洗效果差,反洗水量也大;
PVDF膜材质本身比PS、PES的亲水性稍差,但绝大多数PVDF膜厂家都对其PVDF膜进行过亲水性处理;
此外,绝大多数外压式膜和内压式膜都是不对称单皮层膜结构,生产工艺为湿法(相转移法),目前也有厂家如旭化成、东洋环境等采用热法工艺及海绵状均一膜结构,因此膜的破损率最低,安全性最高。
浸没式膜过滤与加压式膜过滤的对比
“浸没式膜过滤工艺是超低压中空纤维膜技术与连续膜过滤技术相结合而派生出来的一种新型的膜过滤处理工艺。
它使用开放式中空纤维膜组件,将膜直接置于充满待处理水的膜池之中,通过泵的负压抽吸和大气压力,使水透过膜表面,从中空纤维膜内侧抽出,达到过滤净化的目的。
(1)浸没式优点是可以直接过滤高浓度悬浮物而不需要复杂预处理(如可高达200NTU以上)。如MBR就是浸没式超滤膜的一种特殊应用,直接过滤悬浮物高达10000mg/L的污泥;但压力式尤其是内压式则对进水水质要求较高。
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