UF膜和MF膜的性質(zhì)與特點(diǎn)
膜技術(shù)作為飲用水處理的一個(gè)獨(dú)立工藝,是水處理領(lǐng)域近l0年來最重要的技術(shù)突破。UF、MF技術(shù)為其中很重要的一個(gè)組成部分。I987年,在美國(guó)科羅拉多州的Keystonecolo建成的世界上第一座膜分離凈水廠,水量為105m3/d,使用的就是外壓式中空纖維聚丙烯MF膜,孔徑0.21μm,處理地面水。
目前世界上最大規(guī)模的MF膜分離凈水廠是位于美國(guó)加州Sna Jose的Saratoga水廠,水量1.9萬m3/d,使用0.2μm孔徑的中空纖維膜,1994年2月投產(chǎn)。1988年法國(guó)AmoneoUrl市建成了使用醋酸纖維素中空纖維UF膜的膜分離凈水廠,處理能力為240m3/d;1989年,荷蘭應(yīng)用UF膜建立凈水廠,用以去除濁度并消毒,處理能力為1200m3/d。而日本更是從1992年起,組成“膜應(yīng)用新型凈水系統(tǒng)委員會(huì)”,對(duì)UF膜和MF膜處理飲用水進(jìn)行大規(guī)模的研究。
UF膜和MF膜屬于壓力推動(dòng)的膜工藝系列,UF膜操作的跨膜壓差為0.3~1.0MPa.而MF膜操作的跨膜壓差為0.1—0.3MPa,運(yùn)行壓力都較低。MF膜和UF膜的主要區(qū)別在于L徑的大小不同,UF膜孔徑范圍為0.005—1μm,MF膜的孔徑范圍為0.1一l0μm。因此,它們的分離范圍(即被分離的微;蚍肿拥拇笮)有很大不同。MF膜的孔徑用標(biāo)稱孔徑來表征,也就是在孔徑分布中以最大值出現(xiàn)的微孔直徑。而UF膜的孔徑分布很難確定,通常以被截留組分分子量作為表征尺度。膜制造廠家常采用聚乙二醇或類似的不同分子量的球形有機(jī)物來測(cè)定膜的截留分子量,叉稱切割分子量,簡(jiǎn)稱MWCO(molecUlarweightcUtof),大于該截留分子量的有機(jī)物能以一定截留率(90%或95%)被去除。
常用的UF膜與MF膜制膜材料是聚丙烯(PPJ、醋酸纖維素、聚酰胺和聚砜,也可用聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)等。其中聚砜是60年代后期出現(xiàn)的一種新型工程塑料,由雙酚A和4,4’一二氯二苯砜縮合制得,具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能,聚偏氟乙烯也以良好的溶劑相溶性、聚醚砜以狹窄的孔徑分布譜圖而出眾,得到廣應(yīng)用。制膜材料除了以上的有機(jī)聚合物材料外,元機(jī)UF膜和元機(jī)MF膜也已投人工業(yè)化生產(chǎn)。主要有陶瓷材料(氧化鋁和氧化鋯),還可用玻璃、鋁、不銹鋼和增強(qiáng)的碳纖維作為膜材料,所有這些材料都具有比有機(jī)聚合物更好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐酸堿、耐高溫、抗微生物能力強(qiáng)及機(jī)械強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)。
元機(jī)膜產(chǎn)業(yè)化處于世界前列的是日本和美國(guó),日本近年來大力開發(fā)具有超濾性能的多孔陶瓷膜,在某些方面處于世界領(lǐng)先水平。礙子公司是日本最大的陶瓷膜生產(chǎn)廠家,其代表性產(chǎn)品是1988年開發(fā)成功的直徑為30mrm,19孔,小孔內(nèi)徑為4mm的蜂窩狀陶瓷膜;1989年開發(fā)成37孔,小孔內(nèi)徑3mrm的產(chǎn)品,每根過濾面積相當(dāng)于管形膜的3.5—5.3倍;以及三層結(jié)構(gòu)的UF膜,支撐體和中間層為A12O3,,過濾層為Ti02,孔徑為5nm一50nn,當(dāng)孔徑為5nm時(shí),截留分子量為2萬Daltont。
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