摘要：本文介紹了超濾膜技術(shù)的運(yùn)行工藝，并且介紹了此項(xiàng)技術(shù)在飲用水，地表水等常規(guī)水源處理，以及海水和污水回用等非常規(guī)水源方面的應(yīng)用，并對超濾膜市場的發(fā)展前景進(jìn)行了分析。
　　關(guān)鍵詞：超濾；膜技術(shù)；水處理；應(yīng)用；前景
　　1.綜述
　　在20世紀(jì)的最后10年，世界范圍內(nèi)水處理設(shè)施的擁有者開始出現(xiàn)了轉(zhuǎn)變。（可飲用）供水開始逐漸由大規(guī)模的，政府控制運(yùn)營的方式轉(zhuǎn)變?yōu)樗饺藫碛械模�多個(gè)國家共同參與的事業(yè)。由此，出現(xiàn)了對新的水處理技術(shù)以及降低水處理成本的需求，此種需求必然導(dǎo)致膜技術(shù)的興起。既脫鹽反滲透后，一系列更疏松的滲透膜被開發(fā)出來，包括從納濾（疏松反滲透），到超濾（去除細(xì)菌和病毒），到微濾（去除懸浮固體）。并且任何一種應(yīng)用都有其獨(dú)特的，可以特殊設(shè)計(jì)的膜來滿足要求。
　　2.超濾膜技術(shù)
　　超濾膜系統(tǒng)的工作原理類似咖啡過濾機(jī)，在過濾過程中，水中的固體懸浮物沉降在膜的表面。這部分固體通常被成為“污垢”，只要水中含有固體懸浮物，就必然會有“污垢”產(chǎn)生。為保證膜的產(chǎn)水量保持不變，膜過濾壓力必然不斷增加，因此運(yùn)行一段時(shí)間后需要從與過濾相反的方向?qū)δみM(jìn)行清洗，沉積在膜表面的固體被清洗排出，從而膜又恢復(fù)了最初設(shè)計(jì)的性能。雖然反沖洗能夠去除系統(tǒng)中大部分的膜污染，但有時(shí)仍然需要更有效的辦法對膜進(jìn)行徹底清洗。因?yàn)樵S多物質(zhì)黏附在膜表面，僅通過機(jī)械力無法將其去除。這部分物質(zhì)通常為有機(jī)物或微生物有機(jī)物，經(jīng)過較長時(shí)間的運(yùn)行，這部分物質(zhì)會堵塞膜孔。膜的堵塞問題是運(yùn)行過程不希望發(fā)生的情況。堵塞物可以溶解（對于一些小分子有機(jī)物）并通過膜，如果其對膜表面的黏附不是非常強(qiáng)的情況下；或者被膜截留，對于一些微生物有機(jī)物，當(dāng)它們附著在膜表面后，還會進(jìn)一步繁殖。這種膜污染的主要通過化學(xué)清洗去除，也是一種可逆污染。膜污染真正的問題是那些無法去除的不可逆的污染。綜上，膜過濾的過程分為過濾、反洗、和化學(xué)加強(qiáng)反洗三個(gè)步驟。
　　成功應(yīng)用膜過濾技術(shù)的關(guān)鍵，是將過濾、反洗、化學(xué)加強(qiáng)反洗三個(gè)過程合理設(shè)計(jì)，從而使最終用戶獲得最低的運(yùn)行費(fèi)用。因此沒有必要將單位膜面積的出水率總是保持在盡可能大的水平上。因?yàn)榉礇_洗不必加入任何化學(xué)藥劑，并且進(jìn)行時(shí)間很短（通常為20～60秒）因此反沖洗的費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于化學(xué)加強(qiáng)反洗，我們認(rèn)為反沖洗是去除膜表面沉積污垢的首選方法。
　　過濾過程進(jìn)行中，對于特定的水質(zhì)，需要保證的關(guān)鍵指標(biāo)是膜通量和膜過濾壓力。因此若降低反洗和化學(xué)加強(qiáng)反洗的頻率，就將影響膜的通量。同時(shí)就將使系統(tǒng)的投資增加。另外一個(gè)方法是改善入水的水質(zhì)，通過加藥或進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理。這同樣要增加投資和運(yùn)行費(fèi)用，因此通常要根據(jù)實(shí)際在這兩種辦法中進(jìn)行權(quán)衡。
　　對于反洗過程，膜過濾壓降取決于膜表面垢層的厚度，和反洗時(shí)的機(jī)械壓力。反洗應(yīng)盡可能充分，保證能夠被反洗掉的污垢充分去除，這是推遲化學(xué)加強(qiáng)反洗的頻率的一種有效方法。另外這個(gè)過程中也存在反洗的機(jī)械壓力（如反洗水的流量）和改變垢層厚度（加入預(yù)處理）這兩種方案之間的權(quán)衡的問題。
　　化學(xué)加強(qiáng)反洗（CEB）過程，僅在進(jìn)行了反沖洗后膜兩端的過濾壓降仍然達(dá)到了預(yù)定值后，或者在預(yù)先設(shè)定的較長的反洗次數(shù)以后。所使用的化學(xué)清洗劑是一些常規(guī)化學(xué)藥劑的混合物，包括次氯酸鈉、雙氧水、次氯酸等，可以非常地容易的處理掉污垢層。
　　3.超濾技術(shù)在水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用
　　雖然超濾可以有很多的應(yīng)用領(lǐng)域，但大規(guī)模的水處理通常集中在以下方面：
　　3.1飲用水處理
　　由于對飲用水的質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格，水處理公司投入越來越大的精力來控制供水管網(wǎng)中存在的微生物的量。為了做到這一點(diǎn)，因此一種方法是進(jìn)行昂貴、頻繁的水質(zhì)檢驗(yàn)，或者在供水終端設(shè)置防止細(xì)菌和病毒進(jìn)入的屏障。
　　采用UF系統(tǒng)，可以非常方便的建成這樣的屏障。超濾膜對細(xì)菌的去除率可以達(dá)到6log，對于病毒的去除率達(dá)到4log，因此水廠和用水者都不必在擔(dān)心細(xì)菌和病毒的問題。由于飲用水的質(zhì)量本身就很高（濁度和懸浮固體都非常低），因此此時(shí)的膜系統(tǒng)可以可以采用很高的膜通量，可以達(dá)到135升/平米.小時(shí)。同時(shí)較高的入水條件，因此反沖頻率和化學(xué)加強(qiáng)反洗的頻率都可以非常低，產(chǎn)水量可以達(dá)到99％。如果需要還可以設(shè)立二級超濾系統(tǒng)，將第一級的反洗水進(jìn)一步回用。
　　3.2地表水處理
　　UF系統(tǒng)非常多的應(yīng)用在地表水處理上，處理后的水用于灌溉或作為反滲透的入水，來制備工業(yè)用水。
　　在荷蘭，出現(xiàn)了越來越多的這類工廠。這種技術(shù)提供了一種新型的工業(yè)用水的方式，即不必在購買越來越貴的飲用水，而是就近取用地表水處理后使用。
　　3.3海水淡化
　　中東地區(qū)是水資源缺乏最嚴(yán)重的地方。為了解決這個(gè)問題，最早人們通常采用蒸餾技術(shù)。從十九世紀(jì)60年代，膜技術(shù)被用于解決這些國家的缺水問題。但是，許多反滲透海水淡化系統(tǒng)面臨著膜污染嚴(yán)重的問題。主要因?yàn)榉礉B透系統(tǒng)的傳統(tǒng)的預(yù)處理方法無法提供可靠的入水水質(zhì)。因此絕大多數(shù)淡化工廠，在遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其設(shè)計(jì)出水量的情況下工作，甚至有些工廠的出水量達(dá)不到最初設(shè)計(jì)的30％。
　　小型淡化裝置的研究非常清楚的表明，超濾系統(tǒng)可以非常有把握的控制海水的水質(zhì)，為反滲透系統(tǒng)提供高質(zhì)量的入水。長期試驗(yàn)也表明，超濾系統(tǒng)的出水SDI值可以非常好的控制在2以下。這些測試在超濾系統(tǒng)前不必用任何預(yù)處理，并且適用各種海水水質(zhì)。
　　3.4污水回用
　　西方國家費(fèi)了很大的精力處理廢水，處理后確僅僅是將其通過排水管網(wǎng)排到地表水源中，這種作為非常不合理。再一次，超濾因?yàn)槠鋬r(jià)格方面的優(yōu)勢為污水的回用提供了一種有吸引力的解決辦法。
　　其實(shí)，從城市污水處理廠和工廠中排出的廢水，是作為工業(yè)用水，甚至是飲用水的一種非常好的水資源。這在技術(shù)上是完全可以實(shí)現(xiàn)的，但西方用戶確非常難以相信這種做法。與其說這是技術(shù)上的難題，不如說是一個(gè)心理的難題。但是，目前在納米比亞的Windhoek，已經(jīng)在建設(shè)一個(gè)850噸/小時(shí)的水廠，就是采用膜技術(shù)將污水處理廠的出水回用為飲用水。
　　4.超濾膜技術(shù)市場應(yīng)用與發(fā)展前景

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