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1、第4章 超滤和纳滤,4-1 超滤4-1-1 超滤技术的发展历史 4-1-2 超滤的的基本原理 4-1-3超滤膜 4-1-4超过滤装置 4-1-5 超过滤技术的应用,4-2 纳滤4-2-1 纳滤的发展概况 4-2-2纳滤膜材料与制备4-2-3 纳滤膜的分离性能 4-2-4纳滤膜的分离原理 4-2-5 纳滤膜装置(设备)与纳滤的应用,例1：上海市世博园区直饮水经过臭氧活性炭超滤深度处理,据文广传媒2010年1月20日讯 上海世博会期间，不用自带水进入园区，在园区内可以直接喝上优质的自来水。承担着世博区域供水任务的南市和临江两大水厂，从去年起，就投资了10多亿元进行全面改造，引入世界先进的臭氧活性炭
2、深度处理技术等，以提升出厂水质。其中，南市水厂的深度处理制水工程，已于去年12月31号试通水；临江水厂的深度处理制水工程于今年3月底试通水。两座水厂每天可为园区及周边居民提供110万吨的优质自来水。出厂水先初滤，然后用活性炭过滤，再用超滤膜，紫外线消毒。为了让游客能在世博园区随时喝到优质安全的饮用水，相关部门在园区内设计了人性化的饮水点。,世博园直饮水确定由我国膜企业龙头立昇提供超滤膜和百个饮水台,日前，上海世博会直饮水技术解决方案最后敲定，世博组委会与技术提供方签署了合作协议。世博园将设立100个直饮台，直饮台设计方案也已确定，所有园区直饮台于3月安装到位。世博园直饮水将采用世界领先的“活性
3、炭PVC合金超滤膜紫外线”处理工艺，超滤膜和直饮台均由国内著名膜企立昇企业提供。该技术细菌去除率达到99.9999%，病毒去除率达到99.99%，水资源利用率达99%，水质卫生标准优于欧盟标准。世博会期间，各国观众将高达7000万，解决园区直饮水问题，可以方便观众饮水，也可减少瓶装水供应量，与“低碳世博”的理念相符。,立昇饮水台,据了解，世博园A、B、C、D四个区域，将设立100个直饮水台，每相隔100米设置一个直饮台，每个直饮台有812个不等出水口，可保证1000多观众同时饮水，每天可为45万人提供优质直饮水。,例2：纳滤技术将极大地提高海水脱盐过程中反渗透膜的效能,据新华网利雅得2010年
4、2月7日讯 沙特阿拉伯是一个水资源极度匮乏的国家，淡化海水是其最主要的居民用水来源。为了进一步提高海水淡化效能，降低工业成本，沙特阿卜杜阿齐兹国王科技城日前公布了一项利用太阳能和纳滤技术淡化海水的研究发展计划。海水淡化在沙特是关系到国计民生的基础工业，具有极其重要的战略意义。科技城已与美国IBM公司合作建立了科研中心，将联合开发新技术，以用太阳能在蒸馏过程中替代成本相对高昂的油气燃料，该中心还将研究如何把先进的纳滤渗透膜技术应用到淡水提取工艺中，使水分子更容易与其他海水成分分离。有关研究计划对于沙特海水淡化乃至整个国民经济的发展将起到巨大的推动作用。,沙特海水淡化工业要消耗大量原油作为燃料，尽
5、管沙特油气资源丰富，这仍然是一个不可忽视的开销。沙特拥有丰富的太阳能资源，利用太阳能可以大大节省海水淡化成本。此外，纳滤技术也将极大提高海水脱盐过程中反渗透膜的效能。新技术的应用将大幅提高海水淡化工业的效率，有望将每吨淡化海水的成本控制在1.5里亚尔（约合2.7元人民币）以内。有关研究计划为期3年，包括在沙特北部与科威特交界的海湾地区建立一个世界上规模最大的太阳能海水淡化工厂，日产淡化海水3万吨，同时具备10兆瓦的发电能力。据介绍，沙特已成为全球最大的淡化海水生产国，在沙特东部的阿拉伯湾和西部的红海沿岸共有30多个大规模海水淡化和发电一体化工厂。此外，沙特目前超过70%的城市居民用水来自海水淡
6、化。,超滤、纳滤同反渗透、微滤一样，均属于压力驱动型膜分离技术。,超滤是利用膜的透过性能，达到分离水中离子、分子以及某种微粒为目的的膜分离技术。它介于微滤和纳滤之间，超滤膜孔径范围为1nm0.1m。主要用于从液相物质中分离大分子化合物(蛋白质，核酸聚合物，淀粉，天然胶，酶等)，胶体分散液(粘土，颜料，矿物料，乳液粒子，微生物)，乳液(润滑脂-洗涤剂以及油-水乳液)。采用先与适合的大分子复合的办法，也可以用超滤来分离低分子量溶质，达到某些含有各种小分子量可溶性溶质和高分子物质(如蛋白质、酶、病毒)等溶液的浓缩、分离、提纯和净化。,超滤、纳滤同反渗透、微滤一样，均属于压力驱动型膜分离技术。,纳滤是
7、近年来国际上膜分离技术领域研究的热点。各国的企业界和科研机构对纳滤膜的开发十分重视。纳滤膜过程最早出现于20世纪70年代末，是介于超滤和反渗透之间的压力驱动膜过程。由于其具有操作压力较低(1.0 MPa)，对一、二价离子有不同选择性，对小分子有机物有较高的截留率、节能等特点，在90年代以后得到了迅速发展，它是近20年来发展起来的一种新型膜分离技术。,4-1-1 超滤技术的发展历史,超滤(UF)是在压差推动力作用下进行的筛分过程，它介于微滤和纳滤之间，膜孔径范围为1nm0.1m。1超滤技术的发展历史2我国超滤技术的发展,1超滤技术的发展历史,超滤(UF)现象在130多年前就已经被发现，最早使用的
8、超滤膜是天然的动物脏器薄膜。1861年Schmidt用牛心包膜截取阿拉伯胶，堪称世界上第一次UF试验，但UF一直作为一实验工具而未发展。1907年Bechhold 比较系统地研究了超滤膜，并首次采用了“超滤”这一术语。,到1960年，在Loeb-Sourirajan试制成功不对称反渗透CA膜的影响下，1963年Michaels开发了不同孔径的不对称CA超滤膜。19651975是UF大发展的阶段。膜从CA扩大到PS(聚苯乙烯)，PVDF(聚偏二氟乙烯)，PC(聚碳酸酯)，PAN(聚丙烯腈)，PES(聚醚砜)和Ny尼龙等。截留分子量从103106，孔径从1100nm，组器形式有实验室型，板式，管式
9、，中空纤维式和卷式。,目前，UF广泛用于电子、电泳漆、饮料、食品化工、医药、医疗用人工肾和环保废水处理及回收利用等各个领域，超滤在工业上的大规模应用，是近30年的事。超滤技术应用的历史不甚长，但因其具有独特的优点，使它已成为当今世界膜分离技术领域中独树一帜的重要的单元操作技术。,2我国超滤技术的发展,我国对超滤技术的研究较国外要晚10年左右。二十世纪70年代中期起步，80年代大发展，90年代获得广泛应用。19831985年第六个五年计划的后期，我国合作研制成功了聚砜中空纤维式超滤膜和组器。19861990年和19911995年国家第七、八个五年计划，也都把超滤技术的研究开发列入其中。,通过国家
10、“七五”、“八五”科技攻关，在原有70年代中期研制成功的醋酸纤维管式超滤膜和80年代中期研制成功的聚砜中空纤维超滤膜的基础上，又先后研制成功了一批耐高温、耐腐蚀、抗污染能力强、截留性能好的膜和组器。同时，在荷电膜、合金膜、成膜机理、膜污染机理等方面的研究也取得了一定的进展。目前，我国用于超滤技术的膜材料已有10多个品种；板式、管式、卷式、中空纤维式等组器形式齐全；切割分子量从几千到十几万，主要用于电泳漆回收、酶和蛋白等的浓缩、废水处理、食品加工等领域。,例1：我国膜企业龙头立昇膜组件通过美国国家卫生基金会检验获得认证证书,据中国水网2010年3月24日讯 近日，立昇系列膜组件已经通过世界权威机
11、构美国国家卫生基金会（NSFInternational）检验，并获得NSF/ANSI61标准证书。NSF/ANSI61标准，是美国国家认可的涉及与饮用水接触的所有装置、组件和材料的健康影响标准，是当前世界上最严苛、权威的标准之一。立昇企业此次送检的净水超滤机，均采用PVC合金超滤膜，该技术被广泛地用于市政供水、工业过程水处理、农村改水、家庭水质净化等领域。取得该认证，相当于领取了国际市场的“质量通行证”。,NSF认证的取得，进一步满足了立昇企业开拓世界市场的商业需要。,立昇企业此次送检的膜产品均采用自主研发的PVC合金超滤膜。其广泛地应用于家庭水质净化、市政供水、工业过程水处理、污水处理及其回
12、用、农村改水、国防装备等领域。据了解，立昇PVC合金超滤膜此前已先后取得了中国和日本的卫生许可。日本的卫生认证过程相当严格，取得日本卫生许可足以保障立昇PVC合金超滤膜的安全性。理论上讲，日本卫生认证比NSF认证更加严格，但NSF认证的认知度更高。,NSF认证的取得，增加公众对PVC膜产品的认知,PVC合金超滤膜是食品级膜，其出水可达到饮用水卫生标准，在安全性上有所保障。此次NSF认证结果也表明，立昇PVC合金超滤膜产品不会将任何有害健康的污染物或杂质带入水中，安全性高，能安全地应用于水质净化，整个过滤过程不会给用户带来有损健康安全的风险。,例2：高性能超滤膜开发及产业化在吴江申报江苏省科技支
13、撑计划,据新华网江苏频道2009年2月16日讯 2009年江苏省科技支撑计划工业项目的申报，不仅申报量比2008年大幅增加，技术含量更是夺人眼球，充分体现了吴江在研科技项目高端性、前沿性的特点。金融危机在某种程度上催生了新技术的诞生。吴江企业科技创新意识比以往任何时候都更强烈，企业纷纷在科技创新方面早做准备，悄然酝酿着“秘密武器”。这些在研项目中，新材料、新能源技术大放异彩，高性能微滤、超滤膜开发及产业化，高导热耐电晕薄膜等膜技术领衔新材料技术，兆瓦级风力发电机叶片专用环氧树脂的制备展现了新材料、新能源技术在吴江的崛起，新材料、新能源有望成为吴江新的产业。,4-1-2 超滤的基本原理,开始一般
14、认为超滤是一种筛孔分离过程。在静压差为推动力的作用下，原料液中溶剂和小溶质粒子从高压的料液侧透过膜到低压侧，一般称为滤出液或透过液，而大粒子组分被膜所阻拦，使它们在滤剩液中浓度增大。按照这样的分离机理，超滤膜具有选择性表面层的主要因素是形成具有一定大小和形状的孔，聚合物的化学性质对膜的分离特性影响不大。,4-1,许多年后，发现情况并非如此。除了机械筛分作用外，还有两个因素决定膜的分离特性：其一，溶质、溶剂和膜材质之间的相互作用，这些作用力包括范德华力、静电力、氢键作用力等，溶质分子在膜表面或膜孔壁上受到吸引或排斥都会影响膜对溶质的分离效果。其二，膜的平均孔径和孔径分布影响膜的分离特性。超滤过程
15、实际上同时存在三方面的情形：溶质在过滤膜表面以及膜孔中产生吸附；溶质的粒径大小与膜孔径相仿，溶质在孔中停留，引起阻塞；溶质的粒径大于膜孔径，溶质在膜表面被机械截留，实现筛分。,超滤对去除水中的微粒、胶体、细菌、热源和各种有机物有较好的效果，但它几乎不能截留无机离子。UF的分离机理为筛孔分离过程，但膜表面的化学性质也是影响超滤分离的重要因素。在超滤中，大分子溶质等之所以不能像溶剂那样容易通过膜，主要是因为下列原因：（1）超滤过程中溶质机械地被截留在过滤膜表面上(筛分)；（2）被吸附在过滤膜表面及膜孔中(基本吸附)；（3）被保留在膜孔中而被除去(阻塞)等 3种方式。,超滤主要用于从液相物质中分离大
16、分子化合物，胶体分散液，乳液。也可以用来分离低分子量溶质，从而可达到某些含有各种小分子量可溶性溶质和高分子物质等溶液的浓缩、分离、提纯和净化。其操作静压差一般为0.11MPa，被分离组分的直径大约为0.0050.1m，这相当于光学显微镜的分辨极限，一般为分子量大于5001000000的大分子和胶体粒子，这种液体的渗透压很小，可以忽略。所用膜常为非对称膜，膜孔径为10-310-1m，膜表面有效截留层厚度较小(0.110m)，操作压力一般为0.20.4MPa(24kgcm2)，膜的透过速率为0.55m3(m2d)。,超滤的三种模型。,1基本模型（Darcy定律）把超滤截留大分子看成是简单的过滤过程
17、，溶剂和比膜孔径小的溶质分子被对流流动所带出。2表面力-孔流动模型综合考虑了包括溶质尺寸、膜孔直径、溶质/膜间阻力、溶质/膜间的相互作用等因素，提出了表面力孔流动模型。3阻塞迁移模型,4-1-3超滤膜,1超滤膜的结构 2超过滤膜的制备,1超滤膜的结构,超滤膜可分为对称膜和非对称膜。对称膜，又称各向同性膜，指各向均质的致密或多孔膜，物质在膜中各处的渗透速率相同。非对称膜，又称各向异性膜，是由一个极薄的致密皮层(决定分离效果和传递速率)和一个多孔支撑层(主要起支撑作用)组成。不对称膜又分为两类：一类为整体不对称膜(膜的皮层和支撑层为同一种材料)；另一类为复合膜(膜的皮层和支撑层为不同种材料)。,2
18、超过滤膜的制备,1)各向同性膜的制备。首先将高分子膜材料用溶剂直接溶解，所得料液经脱泡后，采取普通的流延法将其刮成薄层，并使溶剂蒸发即可得到均质薄膜。2)各向异性膜的制备。首先将高分子膜材料、溶剂和添加剂按一定比例配料，待完全溶解后进行真空脱泡。其次以流延法将料液倾倒在玻璃板上，以刮刀刮成一定厚度的薄层，并在适当条件下，控制蒸发速度，另一部分溶剂蒸发掉最后，连同玻璃板一起，将膜置于冰水中凝胶定型。,3）不同孔径超滤膜的制备,在控制温度、湿度、蒸发时间、冷浸温度等条件不变的情况下，改变膜材料、溶剂和添加剂的配料比，即可制成不同孔径的膜。超过滤膜的基本性能主要包括：水通量；截留率；化学物理稳定性(
19、包括机械强度)。一般的要求是有较大的水通量，较高的截留率和较好的化学物理稳定性。超过滤膜若使用恰当，能连续运转12年。暂时不用时，可保存在1甲醛水溶液或者50甘油水溶液中。,表4-1 不同孔径超滤膜的性能,4-1-4超过滤装置,超过滤装置一般由若干超过滤组件构成。通常也可分为板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式等四种主要类型。由于超过滤法处理的对象液体大多含有水溶性高分子，有机胶体、多糖类物体及微生物等，这些物质极易粘附和沉积于膜表面上，造成严重的浓差极化和堵塞。为尽量减弱此等因素所造成的透水量衰减情况，通常必须大幅度提高原液的流量，以加快线速度(超过1m/s)使传质强化，从而最大限度地缩小由于
20、极化或沉积所导致的不利影响。,此外，为消除浓差极化等的影响，在超滤器的实际使用中，还往往采用湍流促进器。例如安装螺旋导流板，网栅或通以泡沫塑料球等，均可提高组件的水通量。一般说来，当原水中含有易产生凝胶的溶质或存在一定量悬浊物时，采用管式和板式组件为宜。不过，不论采用哪种形式的组件，待超滤的原水，最好都进行一定的前处理，特别是对一些水质较差，浊度较高的原水、均需要采取严格的前处理措施。,例1：北京德威华泰正在筹建超滤平板膜膜组件生产基地项目,据BTV在线2010年1月23日讯 2005年，德威华泰北京科技有限公司落户中关村，5年后它已经发展成为中国先进水处理技术的开拓者和引领者，拥有城市与工业
21、废水处理和回用、雨污合流废水的调控与处理等多项自主知识产权技术与设备，其中部分技术已经列入国家“863计划”，德威华泰北京科技有限公司董事长袁国文本人也光荣入选2009年度国家“千人计划”。目前正在筹建超滤平板膜膜组件生产基地的项目，他认为超滤膜组件能够实现大规模产业化。,中关村优秀创业留学人员，德威华泰北京科技有限公司董事长袁国文，曾经是“老三届”，海外学习、工作14年之后回国创业，出国和回来的目的其实都是一个，就是为了祖国的水更清。,例2：台湾新世膜研发出用于工业废水回收圆型平板超滤膜组,据中时电子网台中2010年3月23日讯 新世膜科技成功研发的圆型平板超过滤膜组，具不堵塞、不断裂、低成
22、本的优点，并取得得国际9项20种发明专利，未来商机看俏。该公司研发推出的圆型平板超过滤膜组为特殊加工的圆型膜片结构强韧，可进行最有效的反洗；专利的互锁装置，使圆型膜片间紧密相扣，膜片间开放式进水流道，容易清洗，不会堵塞；且膜组可以在开放或密闭槽内旋转，适用于高固体或高黏度液体过滤。,圆型平板膜结构与应用：,圆型平板膜片的直径有112、185及275mm等尺寸，膜片间隔有3.5及7mm两种规格，操作方式有正向加压或负压吸引两种过滤模式，尤其是负压吸引过滤，配合以滤液自动反洗或以空气膜外搅动，或于液体中膜组旋转产生剪力，使膜片维持稳定流量，达到固液过滤分离的目的。应用于水处理，不需要前过滤设备，直
23、接作为反渗透的前处理，滤除固体颗粒，使RO设备长期使用不会因堵塞而损坏，使排水回收再用的成本大幅降低。,新世膜公司自2009年产品发表后，已完成和在建多项排水回收工程：,力成科技公司芯片切割废水，每天2500吨过滤回收；金山五金公司电镀废水300吨回收；大陆宁波PLA（以玉米淀粉发酵）的废水过滤回收蛋白质；清新温泉饭店地下温泉水每天300吨过滤；电子业LED含鉮废水过滤回收；某军事基地化粪池每天200吨膜生物反应（MBR）污水处理；越南医院每天200吨膜生物反应污水处理等。目前建设中的有大陆江西每天2万吨江水处理过滤，取代传统混凝沉淀及砂过滤方式，提供为自来水用，及大陆每天4万吨膜生物反应处理
24、染整废水。,该公司目前测试中项目的有：,烟道排气二氧化碳回收于水中，进行光合作用生产绿藻后，以圆型平板过滤膜过滤浓缩脱水，再将绿藻转化为生质能源；印刷业油墨废水过滤浓缩取代现有蒸发处理，以降低成本，印刷电路板业废水处理回收；石油化学业EVA废水回收；PVC粉废水回收；LDPE废水回收等，初步均有良好且低成本的效果。,新世膜公司总裁郭兴中,例3：旭化成超滤及微滤膜组件全球销售平均每年增长超30,据慧聪化工网2010年2月21日讯 目前旭化成在中国有约20个子公司和分支机构，在多个领域生产和销售多种产品。2007年旭化成在中国的销售额达到约100亿元。旭化成的目标是到2010年（截至2011年3月
25、31日）销售额达到1200亿元，营业利润达到100亿元。Microza超滤及微滤膜组件是旭化成的高性能产品之一，全球销售平均每年增长超过30%。其浙江杭州子公司旭化成分离膜装置（杭州）有限公司负责组装Microza过滤膜组件。,在医疗器械领域，作为该领域日本领先的生产商，旭化成还是世界第二大人工肾脏（血液透析器）产品生产商。,为适应不断增长的血液透析病人对人工肾脏的需求，旭化成在浙江杭州设立了旭化成医疗器械（杭州）有限公司组装人工肾脏，该厂的产能在2007年5月增加了1倍。旭化成还建立了一个为中国市场服务的人工肾脏销售子公司。,1 薄层流道超滤组件,薄层流道超滤组件是一种内压管式膜组件，此组件
26、的主要优点是，在低流量下可达到高线速和大通量。,4-2,2中空丝型超滤组件,中空丝型超滤组件是以特殊的丙烯腈为原料，在一定条件下拉丝而成的膜。中空丝膜与一般的超过滤膜相比较，有以下优点：1)化学稳定性好，在pH值为210范围内，可使用1年以上。有抗氯和抗其他有机溶剂的性能。2)可随时反冲洗，这对通常的膜组件是不可能的。反冲洗是每隔3060分钟自动进行的。3)与众不同的是，这种中空丝膜的内外两表面上都有活化层。因此，从两面任何方向都能滤过。4)对含有较多沉淀物的被处理液，也可使用。它的主要处理对象液体是高、低粘性液体和含悬浮物的淤水等。,4-1-5 超过滤技术的应用,表4-3 超滤膜的应用领域,
27、超滤膜的典型应用是从溶液中分离大分子物质和胶体，所能截留的溶质分子量范围为5001000000。它已广泛用于食品、医药、工业废水处理、超纯水制备及生物技术工业，其中最重要的是食品工业，乳清处理是其最大市场；在工业废水处理方面应用得最普遍的是电泳涂漆过程；在超纯水制备中超滤是重要过程。城市污水处理及其他工业废水处理以及生物技术领域都是超滤未来的发展方向。虽然超滤的应用领域很广，但其主要应用还是在于溶液的净化、分离和浓缩方面，且多采用错流操作。,1.水处理中的应用,工业废水处理城市污水处理水的净化直饮水制备、水的深度处理回用等超纯水制备,（1）水的净化饮用水制备、水的深度处理回用等,例1：中空纤维
28、超滤膜直饮水机出现在浙江建德新安江广场,据建德新闻网2009年1月13日讯 近日，新安江自来水厂和广安物业在新安江广场和文化广场分别安装了两台直饮水机。在广场活动的市民若口渴，便可直接取水饮用。经过新安江自来水厂化验室多次检测，直饮水机的各项指标均符合卫生部颁发的瓶装饮用水卫生标准，可以直接饮用。新安江水厂还将持续长效地对该直饮水机的水质进行检测，保证老百姓可以放心、安全、卫生地饮用。该直饮水机通过中空纤维超滤膜处理，利用膜壁微孔，使溶液中水或低分子物质通过，而大分子颗粒、胶状物质及细菌则被截流，从而达到净化水的目的。其工艺与瓶装饮用水的处理工艺类似，完全可以和瓶装饮用水相媲美。,例2：以浸入
29、式超滤膜技术为核心的短流程净水工艺中试成果通过鉴定,据中国水网2009年1月6日讯 参加鉴定的专家考察了设在南通市芦泾水厂内的1500m3/d的中试装置，并听取了主要研究人员的汇报。鉴定专家经过考察对这一研究课题表现了浓厚的兴趣，并对取得的成果给予了充分肯定，一致认为：该课题结合水厂常规处理工艺流程及工艺结构特点，以及工艺改造的需求，以提高水质为目标，研究了以浸入式超滤膜技术为核心的短流程净水工艺，并在此基础上，提出了“芦泾水厂工艺改造方案”。,该成果提出了以浸入式超滤膜技术为核心、集絮凝、超滤、污泥浓缩于一体的短流程工艺,该工艺突出了低跨膜压差、低通量的理念，充分利用水厂原有工作水头，采用分
30、膜单元运行方式，减轻了膜污染，系统运行稳定，出水浑浊度低于0.02NTU，生物安全性大幅度提高；该工艺节约用地，节省投资，为老水厂改造和新建水厂提供了一条新的技术路线，符合资源节约型产业化发展方向，有广阔的市场应用前景。芦泾水厂工艺改造方案切实可行，实施后具有示范意义。项目成果具有创新性，达到国际先进水平。鉴定委员会一致同意通过鉴定。,例3：应用立昇浸入式超滤膜南通自来水芦泾水厂膜工程竣工,据中国水网2009年12月31日讯 南通市自来水公司芦泾水厂水处理工艺改造膜工程竣工。这是南通市自来水公司近期技术含量最高，施工难度最大的技术改造项目。该工程采用了经过一年多试验的短流程浸入式超滤膜水处理工
31、艺。该处理工艺出水浊度达到0.05NTU，超过生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）规定的要求。芦泾水厂始建于1973年，现有处理工艺已不适应更高的水质要求。为了提高水厂的出水水质，适应新形势的需要，南通水司于2007年提出了对芦泾水厂进行技术改造的任务。,超滤膜是近年来在净水工艺中提高水质的一项高科技的成果，日益为人们所认识。,根据芦泾水厂的实际情况，于2008年初，开始在芦泾水厂进行了PVC超滤膜净水工艺的研究。通过一年多的中试，研究出具有创新意识的以超滤膜为核心的短流程工艺。2009年1月，专家对“以浸入式超滤膜技术为核心的短流程净水工艺”科技成果进行了鉴定。在芦泾水厂中试基础上形
32、成的“新型超滤膜水处理装备”被授予09年南通市科技进步奖一等奖。,根据试验取得的成果及水厂的具体条件，制订了水厂25000立方米/天的改造方案,将水厂原有一组斜管沉淀池改造为集絮凝、沉淀、超滤膜过滤、反洗水回收、污泥浓缩为一体的短流程处理构筑物。2009年6月改造工程开始动工，于2009年12月10日开始进行调试，并于12月31日正式通水运行。出水水质达到设计要求。芦泾水厂附近地区将用上优于国家饮用水卫生标准的优质水。浸入式超滤膜过滤技术，特别是以浸入式超滤膜技术为核心的短流程净水工艺，具有占地面积小、对进水水质要求相对宽松、出水水质稳定优良、充分利用水厂原有占地和工作水头等特点，是水厂改造的
33、可资选择的方案，具有广阔的应用前景。,例4：降低水浊度济南水厂将引入超滤膜法水深度处理工艺,据大众网2009年2月7日讯 全运会、园博会2009年在济南举办，保障供水、供电、供气等安全成为当前一项重要工作。济南市将结合国家“水体污染控制与治理”重大科学技术研究专项，投入2.7亿元对水厂进行工艺改造，大幅降低滤前水浊度。水厂将引入活性炭和超滤膜等水深度处理工艺，降低出厂水浊度。增设水质检测设备。其中，将设置鱼类水生物预警系统，让对水质敏感的鱼儿成为市民饮水的“守卫者”之一。进厂水、滤后水、出厂水将分别设置鱼类水生物预警系统，提高应变水质突发事件的能力。,例5：广东佛山市饮用水厂拟采用超滤取代砂滤
34、提高水质安全,据南方报网2010年3月18日讯 自来水中的微生物（致病菌）通过何种处理能妥善解决？有机物和氨氮等污染物同时存在于水中又如何处理？佛山水业集团将于今年内投资千万元，开展城市饮用水微生物学安全问题及污染处理问题超滤取代砂滤提高水质安全目前为止，全国包括佛山在内的大部分饮用水厂还在采用常规的混凝沉淀过滤工艺。虽然自来水通过肉眼看已经很清澈了，但是随着国家饮用水水质标准的要求越来越高，尤其是针对微生物学安全性，如两虫、致病菌等问题，原有的混凝沉淀过滤工艺已经无法保障水质绝对安全，开水煮沸是一种控制水中微生物做法，希望在原水处理阶段就尽可能减少水中有害微生物。,原有技术难以保证出水的微生
35、物学安全性，而超滤可完全地截留细菌，是一种安全的绿色饮用水处理工艺，在欧美、亚洲的日本、新加坡等发达国家和地区得到了很好的应用。由于其造价已经降低到可接受的水平，在国内目前正在逐步得到推广应用。,能在不增加占地面积的情况下提高产水量，还能取得巨大的经济效益。该项目将利用水业集团属下的沙口水厂中试基地以及石湾水厂35万吨/天的超滤膜工艺生产流程进行生产性应用研究，从多个方面探讨以超滤用于常规工艺升级换代改造的可行性，着重研究超滤取代砂滤工艺处理佛山地区水源水的除污染特性，以及超滤过程中膜污染的规律、机制及控制策略。,针对佛山地区日常水源水中同时存在有机物和氨氮等污染物、并间歇性爆发高浓度有机物如
36、酚类以及氨氮、亚硝酸盐氮污染情况，提出超滤膜粉末活性炭生物反应器的技术方案。,该方案利用活性炭吸附去除中等分子量有机物，利用生物降解去除小分子量有机物和氨氮、亚硝酸盐氮，最后利用超滤膜的物理分离作用截留颗粒物和微生物，使受污染的水能尽快达到国家饮用水使用标准。佛山水业集团希望通过研究超滤膜粉末活性炭生物反应器将活性炭吸附、微生物降解以及超滤的物理分离作用有机结合，使其能在同一个反应器内完成，从而经济有效地深度处理受污染的水源水，这也是国内外先进的水处理技术。,例6：研究超滤技术佛山水业让市民在2015年前享用到直饮水,据南方报网2010年3月19日讯 现在或许还有市民这样认为，连自来水偶尔还会
37、有怪味，直饮水短期内就不敢奢望了。而记者从佛山水业集团获悉，禅城区的供水水质将在2015年全面达到目前欧美发达国家的水平，即市民打开水龙头就可以享用到优质饮用水（直饮水）。佛山水业集团企业技术中心希望通过研究超滤膜粉末活性炭生物反应器将活性炭吸附、微生物降解以及超滤的物理分离作用有机结合，使其能在同一个反应器内完成，从而经济有效地深度处理受污染的水源水。目前该项技术已经进入研究、改进阶段，预计将在明年完成。,据介绍，禅城区的供水水质将在2015年全面达到目前欧美发达国家的水平，即市民直接享用直饮水。现在全市只有中心组团新城区（2006年开始）用上了直饮水，供水能力为5000立方米/天，主要用户
38、为新闻中心、世纪莲体育中心和即将交楼的依云水岸。预计5年后，禅城区可在全市率先推广直饮水入户。而且随着工艺的改进和大规模应用，直饮水造价也将逐步降低。,例6：无锡中桥水厂超滤膜深度处理解决了富营养化湖泊水藻类爆发影响出厂水水质问题,据太湖明珠网2010年1月5日讯 在2007年水危机后，现在无锡人喝的自来水除了通过一般城市常规的106项指标检测外，又根据本地水质的特点，增加了94项监测项目，检测的指标达到200种，饮用水水源地水质预警预测已达到国内领先水平。中桥水厂东侧，一幢蓝色的“大车间”里，有去年底刚刚投入运行的深度处理工程。车间里是十组有着SIEMENS（西门子）标志的“水管大阵”当今国
39、际上最先进的超滤膜饮用净水系统。日处理量15万吨，生产流程：太湖水经南泉水源厂初加工后进入中桥水厂，再通过混凝沉淀、过滤、消毒等工序，进入城市管网送到千家万户。,超滤膜深度处理,超滤膜深度处理，就是在消毒前，经过“超滤膜饮用净水系统”。系统的十组设备里，每一组都有228根膜柱，每根柱内又有7400根中空纤维膜丝，它的外径只有1毫米，内径是0.53毫米，管壁上密布着无数个0.04微米的“小洞”。水分子能通过“小洞”，藻类、细菌等等的“脏东西”却进不去。“钻进”中空纤维膜丝里的水，就是生产出的水。一些厂家出产的纯净水甚至都达不到这么高的要求。,超滤膜深度处理解决了富营养化湖泊水藻类爆发影响出厂水水
40、质问题,中桥水厂超滤膜深度处理一期工程（15万立方米/天），是国内饮用水行业第一个、也是最大的同类工程。这项当今国际最先进的技术，能使产水浊度保持在0.05NTU以下，几乎能全部去除藻类和细菌。藻类的去除不仅能够较大地改善出厂水口感，并极大地提高了饮用水的安全性，彻底解决了富营养化湖泊水藻类爆发影响出厂水水质的问题。它不仅能使无锡的饮用水安全更有保障，还将为同行提供宝贵的经验。,例7：德国滢格超滤膜签获巴基斯坦1600座小型饮用水厂大单,2010-2-9 近日，作为全球高端超滤膜供应商德国滢格又签大单，为巴基斯坦1600座小型水厂提供超滤膜组件，为当地居民提供合格的饮用水。该项目名为“Clea
41、n Drinking Water for All(CDWA)”（中文翻译：“全民洁净饮用水”），是由一些国际援助组织发起和融资的。项目的目标是在巴基斯坦全国的全部35个省建设现代化的小型饮用水厂。目前，6000个水厂已经开始启动，最终政府希望建设20000个至30000个这样的小型饮用水厂。在巴基斯坦最大的省旁遮普，1600座水厂已经开始建设，其中的每一个水厂都要使用德国滢格公司的超滤膜组件。,巴基斯坦的饮用水基础设施十分薄弱，巴基斯坦每年入医院的病人大约有20%至40%是由于饮用了被污染的水而发病的。,当地政府希望通过CDWA项目来改善这个局面。第一阶段的目标在世在全国范围内建设6000座水
42、厂，每个水厂都采用超滤工艺。在旁遮普省，人口有8750万，在已经计划的1600水厂中，滢格和西门子公司及KSB公司合作，滢格公司负责为水厂供应超滤膜组件，后者负责水厂的建设。滢格多孔膜超滤技术在行业处于领先地位。超滤膜组件技术具有很多技术优势，其中之一就是独特的7孔多孔膜丝。是全球唯一一个能提供5年膜丝断丝质保的超滤膜生产商。膜丝及组件都在德国原产，有着最严格的质量保证，这使得其产品具有长期的稳定性和可靠性。,（2）工业废水处理,例1：胜利油田石化总厂建成陶瓷膜超滤凝结水除油除铁装置,据中国石化新闻网2010年1月19日讯 在胜利油田石化总厂污水处理场，每天近4000吨的工业废水通过污水回用处
43、理装置变成了“清泉”，每年回收工业废水100多万吨，工业用水重复利用率达97.3%。近年来，该厂积极采用新技术、新工艺，通过技术创新，取得显著的节水减排效果。2008年投资219万元，建成投用70吨/小时陶瓷膜超滤过滤器凝结水除油除铁装置，凝结水除油率和除铁率分别达到98%和96%以上，完全满足于生产工艺的需要，可直接在循环系统中使用。通过一系列节水减排措施，全厂炼油生产新鲜水单耗明显下降，确保了水资源高效利用。,例2：滢格膜超滤被欧盟选中试验超滤超声波处理纺织废水,据慧聪水工业网2010年1月15日讯 德国滢格公司被欧盟选中参与其超滤超声波处理纺织废水试验项目。该项目由欧盟发起并资助，项目目
44、的是试验是否可以用超滤超声波的组合工艺取代成本昂贵的反渗透工艺，成功地、经济地去除纺织废水中的有机物质（比如染料）。超滤工艺通过物理方式去除原水中的固体、颗粒、细菌、病毒等。在选用参与试验的超滤膜时要求很高，最终选定滢格的多孔超滤膜。滢格公司做了大量试验和研究，从膜工艺方面及系统方面进行优化，以达到项目的要求。,为了更好地进行试验和测试，该项目在意大利城市托斯卡纳区（Tuscany）附近纺织工业镇普拉托（Prato）设立了一个试验基地，处理当地的市政废水。普拉托是一个纺织工业城市，市政废水中含有大量纺织废水。滢格公司首席技术官Peter Berg博士评价，“我们很荣幸被欧盟选中参与这个颇有意义
45、的项目。目前，去除纺织废水中的有机物比如染料使用反渗透，但是这种方式成本昂贵。如果超滤超声波的工艺模式证明有效，则能为业界降低大量投资成本，在世界范围都有重大的意义”。,（3）污水处理,例1：天津膜天膜中空纤维超滤技术正在广泛应用于污水处理,中国水网2010年3月讯 天津开发区一展厅内，一个普通的水族箱，中间有一层隔板，板的一边是混浊的污水，另一边是清水，经过中空纤维超滤膜处理，乌黑的垃圾液变得无色透明，数条金鱼畅游其间。,该项技术已被广泛应用于工业和生活污水的处理。,这种技术使用的是中空纤维超滤膜，用聚偏氟乙烯材料制成，不仅容易清洗，而且可以反复使用，寿命长达5年左右。通过应用连续膜（CMF
46、）过滤水处理技术，就可把污水处理厂处理后的污水再深度处理成净化水，能够代替自来水，用于浇地、冲厕、洗车、锅炉补充水等，甚至可以饮用。并且这种净化水的产水率很高，100吨污水能生产出96吨水质优于自来水、仅次于纯净水的净化水。,例2：天津碱厂与恩那社共同研发超滤膜水处理雨洪利用项目,据人民网天津视窗2010年3月24日讯 天津碱厂是塘沽工业企业中的用水大户，天津碱厂与恩那社天津高科技水处理有限公司共同研发了高科技含量的雨洪水利用项目。项目投资约3000万元，整体设计出水能力为每小时500吨，采用全封闭的水处理技术，用北塘水库的雨洪水作为原水，经处理后制成高品质锅炉用除盐水。与传统的水处理技术相比
47、，这个项目采用了超滤膜技术，不仅能除去水中胶体、悬浮物、细菌和病毒，还除去高分子有机物，降低浊度、色度。项目投入运行后，每年可减少引滦水使用量300万吨。而且比以往使用引滦水每吨降低1元钱的运行成本，年节约资金达365万元。,（4）超纯水制备,例1：在超纯水制备中的应用,许多工业用水要求非常严格，特别是电子工业中许多地方都要使用高纯水，这对保证产品质量起着重要的作用。例如，在集成电路半导体器件的切片、研磨、外延、扩散和蒸发等工艺过程中，要反复用高纯水进行清洗；集成电路在很小面积内有许多电路，相邻元件之间，只有0.002 mm左右的距离。因此，清洗用水要求很严格，一般要求无离子、无可溶性有机物、
48、无菌体和大于0.5m的粒子。,目前，国内超纯水生产用的原水大多为自来水或井水，其中的有机物、胶悬体及微粒等甚多。反渗透法作为既可脱盐，又可去除有机物，微粒、胶体物等的综合手段，有其优越性。然而，迄今国内反渗透产品尚未受到普遍重视，多数厂希望用超过滤与现有的制水流程结合起来，制取合格的纯水。,使用,自来水,预过滤,超滤或微滤,反渗透,阴、阳离子交换树脂混合床,超滤,分配系统微滤,使用点微滤,净化流程如下,2果汁的澄清,刚刚从苹果中榨取的果汁，由于含有丹宁、果胶和苯酚等化合物而呈现出浑浊状。传统方法采用酶、皂土和明胶使其沉淀，然后取上清液过滤而获得澄清的果汁。,通过超滤或微滤来澄清果汁，只需先部分
49、脱除果胶，可减少酶的用量、省去皂土和明胶、节约原材料，并且省工省时；同时果汁回收率也有所提高，达9899。另外，经超滤处理的果汁质量也有所提高，浊度仅0.40.6 NTU(传统工艺为1.53.0NTU)。又因超滤可除去菌体，因而使其获得了更长的保质期。,4-3,例：新疆一源实业新建果汁生产线超滤工艺和技术处于世界领先,据喀什政府信息网2009年2月5日讯 新疆一源实业有限公司位于喀什市中亚南亚工业园区，自2007年2月1日正式成立以来，不断发展壮大，先后成立了喀什一分公司、麦盖提分公司、叶城分公司。目前，该公司生产的浓缩石榴汁、浓缩葡萄汁、浓缩苹果汁、杏酱、黄桃酱等产品远销欧盟及美国、日本、澳
50、大利亚、俄罗斯等数十个国家。去年，生产总值达3亿元，销售额2亿元，出口额约1500万美元。,浓缩石榴汁超滤过滤工艺和技术处于世界领先地位,目前，一源喀什一分公司、麦盖提分公司、叶城分公司已拥有世界先进的果（蔬）制品生产线，年产鲜果（蔬）加工能力近37万吨。生产的产品全部通过ISO9001:2000质量体系认证、HACCP体系的国际认证和犹太教国际认证（犹太教主要指清真食品的纯性），其中浓缩石榴汁超滤过滤工艺和技术处于世界领先地位，产品的品质和石榴汁的色泽及纯度居世界前列。2008年，一源公司三个工厂共生产杏酱7700吨，生产石榴浓缩汁500吨，分别仅完成生产计划的30%；生产葡萄浓缩汁200吨
