超滤系统操作参数包含流速、压力、压力降、浓水排放量、回收比和温度

来源: 铭源凯德过滤设备（北京）有限公司

超滤系统操作参数包含流速、压力、压力降、浓水排放量、回收比和温度

（ 1 ）供水温度的调整

超滤膜透水性能的发挥与温度高低有直接的关系，超滤膜组件标定的透水速率*般是用纯水在25℃条件下测试的，超滤膜的透水速率与温度成正比，温度系 数约为0.02/1℃，即温度每升高1℃，透水速率约相应增加2.0％。因此当供水温度较低时（如＜5℃），可采用某种升温措施，使其在较高温度下运行， 以提高工作效率。但当温度过高时，同样对膜不利，会导致膜性能的变化，对此，可采用冷却措施，降低供水温度。

（ 2 ）供水PH值的调整

用不同材料制成的超滤膜对 PH 值的适应范围不同，例如醋酸纤维素适合pH=4～6，PAN和PVDF等膜，可在PH=2～12的范围内使用，如果进水超过使用范围，需要加以调整，目前常用的PH调节剂主要有酸（HCl和H2SO4）等和碱（NaOH等）。

由于溶液中无机盐可以透过超滤膜，不存在无机盐的浓度*化和结垢问题，因此在预处理水质调整过程中*般不考虑它们对膜的影响，而重点防范的是胶质层的生成、膜污染和堵塞的问题。
2  操作参数

正确的掌握和执行操作参数对超滤系统的长期和稳定运行是*为重要的，操作参数*般主要包括：流速、压力、压力降、浓水排放量、回收比和温度。

A 、流速：

流速是指原液（供给水）在膜表面上的流动的线速度，是超滤系统中的超滤*项重要操作参数。流速较大时，不但造成能量的浪费和产生过大的压力降而且加 速超滤膜分裂性能的衰退。反之，如果流速较小，截留物在膜表面形成的边界层厚度增大，引起浓度*化现象，既影响了透水速率，又影响了透水质量。*流速是 根据实验来确定的。中空纤维超滤膜，在进水压力维持在0.2MPa以下时，内压膜的流速仅为0.1m/s，该流速的流型处在完全层流状态。外压膜可获得较大的流速。毛细管型超滤膜，当毛细管直径达3mm时，其流速可适当提高，对减少浓缩边界层有利。必须指出两方面问题，其*是流速不能任意确定，由进口压力 与原液流量有关，其二是对于中空纤维或毛细管膜而言，流速在进口端是不*致的，当浓缩水流量为原液的10％时，出口端流速近似为进口端的10％，此外提高 压力增加了透过水量，对流速的提高供献*微。因此增加毛细管直径，适当提高浓缩水排量（回流量），可以使流速获得提高，特别是在超滤浓缩过程中，如电泳漆 的回收时可有效提高其超滤速率。在允许的压力范围内，提高供给水量，选择*流速，有利于中空纤维超滤膜性能的保证。

B 、压力和压力降 ：

中空纤维超滤膜的工作压力范围为0.1～0.6MPa ，是泛指在超滤的定义域内，处理溶液通常所使用的工作压力。分离不同分子量的物质，需要选用相应截留分子量的超滤膜，则操作压力也有所不同。*般塑壳中空纤维内压膜，外壳耐压强度小于0.3MPa，中空纤维耐压强度*般也低于0.3MPa，因而工作压力应低于0.2MPa，而膜的两侧压差应不大于 0.1MPa。外压中空纤维超滤膜耐压强度可达0.6MPa，但对于塑壳外压膜组件，其工作压力亦为0.2MPa。必须指出，由于内压膜直径较大，当用作 外压膜时，易于压扁并在粘结处切断，引起损坏，因此内外压膜不能通用。

当需要超滤液具有*定压力以供下*工序使用时，应采用不锈钢外壳超滤膜组件，该中空纤维超滤膜组件，使用压力达到0.6MPa ，而提供超滤液的压力可达30m水柱，即0.3MPa压强，但必须保持中空纤维超滤膜内外两侧压差不大于0.3MPa 。

在选择工作压力时除根据膜及外壳耐压强度为依据外，必须考虑膜的压密性，及膜的耐污染能力，压力越高透水量越大，相应被截留的物质在膜表面积聚越多，阻力越大，会引起透水速率的衰减。此外进入膜微孔中的微粒也易于堵塞通道。总之，在可能的情况下，选择较低工作压力，对膜性能的充分发挥是有利的。

中空纤维超滤膜组件的压力降，是指原液进口处压力与浓缩液出口处压力之差。压力降与供水量，流速及浓缩水排放量有密切关系。特别对于内压型中空纤维或毛细管型超滤膜，沿着水流方向膜表面的流速及压力是逐渐变化的。供水量，流速及浓缩水排量越大，则压力降越大，形成下游膜表面的压力不能达到所需的工作压力。膜组件的总的产水 量会受到*定影响。在实际应用中，应尽量控制压力降值不要过大，随着运转时间延长，由于污垢积累而增加了水流的阻力，使压力降增大，当压力降高出初始值 0.05MPa时应当进行清洗，疏通水路。

C 、回收比和浓缩水排放量：

在超滤系统中，回收比与浓缩水排放量是*对相互制约的因素。回收比是指透过水量与供给量之比率，浓缩水排放量是指未透过膜而排出的水量。因为供给水 量等于浓缩水与透过水量之和，所以如果浓缩水排放量大，回收比较小。为了保证超滤系统的正常运行，应规定组件的*小浓缩水排放量及*大回收比。在*般水处 理工程中，中空纤维超滤膜组件回收比约为50～90％。其选择根据为进料液的组成及状态，即能被截留的物质的多少，在膜表面形成的污垢层厚度，及对透过水 量的影响等多种因素决定回收比。在多数情况下，也可以采用较小的回收比操作，而将浓缩液排放回流入原液系统，用加大循环量来减少污垢层的厚度，从而提高透 水速率，有时并不提高单位产水量的能耗。

D 、工作温度：

超滤膜的透水能力随着温度的升高而增大，*般水溶液其粘度随着温度而降低，从而降低了流动的阻力，相应提高了透水速率。在工程设计中应考虑工作现场 供给液的实际温度。特别是季节的变化，当温度过低时应考虑温度的调节，否则随着温度的变化其透水率有可能变化幅度在50％左右，此外过高的温度亦将影响膜 的性能。通常情况下中空纤维超滤膜的工作温度应在25±5℃，需要在较高温度状态下工作则可选用耐高温膜材料及外壳材料。