纤维膜

中空纤维膜(hollow fiber membrane)：外形像纤维状，具有自支撑作用的膜。它是非对称膜的一种，其致密层可位于纤维的外表面／如反渗透膜，也可位于纤维的内表面(如微滤膜和超滤膜)。对气体分离膜来说，致密层位于内表面或外表面均可。[1]

基本原理

筛分过程，操作压力一般在0.7-7kPa，原料液在静压差作用下，透过一种过滤材料。过滤材料可以分为多种，比如折叠滤芯、熔喷滤芯、布袋式除尘器、微滤膜等。透过纤维素或高分子材料制成的微孔滤膜，利用其均一孔径，来截留水中的微粒、细菌等，使其不能通过滤膜而被去除。

决定膜的分离效果的是膜的物理结构，孔的形状和大小。微孔膜的规格目前有十多种，孔径范围为0.1～75μm，膜厚120～150&μm。

技术应用

超滤是一种以筛分为分离原理，以压力为推动力的膜分离过程，过滤精度在0.005-0.01μm范围内，可有效去除水中的微粒、胶体、细菌、热源及高分子有机物质。可广泛应用于物质的分离、浓缩、提纯。

早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来，随着超滤技术的发展，如今超滤膜技术的应用领域已经很广，主要包括食品工业、饮料工业、乳品工业、生物发酵、生物医药、医药化工、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收以及环境工程等等。

原水在中空纤维外侧或内腔加压流动，分别构成外压式与内压式中空超滤膜。超滤是动态过滤过程，被截留物质可随浓缩液排除不致堵塞膜表面，可长期连续运行。

超滤膜按结构型式分为板框式(板式)、中空纤维式、纳米膜表超滤膜、管式、卷式等多种结构。其中，中空纤维超滤膜是超滤技术中最为成熟与先进的一种形式。中空纤维外径0.4-2.0mm，内径0.3-1.4mm，中空纤维管壁上布满微孔，孔径以能截留物质的分子量表达，截留分子量可达几千至几十万。

超滤过程无相转化，常温下操作，对热敏性物质的分离尤为适宜，并具有良好的耐温、耐酸碱和耐氧化性能，能在60℃以下，pH为2-11的条件下长期连续使用。

种类

混合纤维酯微孔滤膜;硝酸纤维素滤膜;聚偏氟乙烯滤膜;醋酸纤维素滤膜;再生纤维素滤膜;聚酰胺滤膜;聚四氟乙烯滤膜以及聚氯乙烯滤膜等。技术常用于电子工业、半导体、大规模集成电路生产中使用的高纯水等的进一步过滤。

应用领域

通过膜技术进行水处理，应用于制药、酿造、餐饮、化工、市政污水回佣、医院、小区污水回用、造纸等生产生活污水处理。膜分离技术是一种广泛应用于溶液或气体物质分离、浓缩和提纯的分离技术。膜壁微孔密布，原液在一定压力下通过膜的一侧，溶剂及小分子溶质透过膜壁为滤出液，而大分子溶质被膜截留，达到物质分离及浓缩的目的。膜分离过程为动态过滤过程，大分子溶质被膜壁阻隔，随浓缩液流出，膜不易被堵塞，可连续长期使用。过滤过程可在常温、低压下运行，无相态变化，高效节能。

中空纤维膜是分离膜的一种重要形式，我公司膜产品包括中空纤维微虑膜（MF）、中空纤维超滤膜（UF）、中空纤维反渗透膜（RO）、中空纤维帘式膜（FPM）等以及MBR技术的应用，主要应用于矿泉水净化、生产生活用水净化、医药提纯、果汁浓缩、造纸电镀化工等污染行业水处理与回收、城市污水回用等医药、化工、建筑、纺织、造纸、石化等行业。

中空纤维膜

采用方案

双向流（TWF）中空纤维膜分离系统连续膜过滤系统（CMF）膜生物反应器（MBR）浸入式帘式膜抽滤可根据曝气池尺寸灵活定制目前膜技术在国内已开始广泛应用，膜技术推广也已进入成熟期，采用膜技术进行污染物与水分子进行分离，可将宝贵的水资源进行二次利用，同时污染物中的贵重金属离子也可以过滤浓缩回收使用，经济效益十分可观，知名石化、羊绒制造、饮料、医药、城市污水处理等单位已大规模应用，不占地，不耗费能源，投资收益明显，前景极为广阔。

●发酵液除菌过滤

●发酵液菌体浓缩回用

●酱油、醋等酿造产品的澄清过滤

●果酒、药酒、低度白酒的澄清过滤除浊

●茶饮料、果饮料澄清过滤浓缩

●中药提取液的分离和精制

●高浓度高黏度溶液过滤

●城市污水回收

●住宅小区或大楼中水回用

●自来水、地下水除菌除浊净化

●反渗透系统的前级预处理

●海水淡化前级预处理

●餐饮行业自来水净化

●家用饮水的除菌净化

●矿泉水无菌净化

●医疗用水除菌

●血液制品分离与精制

●葡萄酒澄化过滤

●居民小区、住宅单元供水净化

●农村井水除浊除菌脱碱

●机加切削液与轧钢冷却液等油水分离

●油田回注水净化

●纺织退浆废水、乳液分离

●造纸、电镀、化工等废水处理

●食品加工中牛奶提纯、肉类、果蔬、谷物、大豆、味精、酒精、酿酒、饮料等加工废水处理

聚丙烯中空纤维超滤膜

1)壳体采用抗冲击的ABS料，承压能力在16KG以上，并且壁厚加厚1mm,完全可承受进水可能出现的各种压力冲击，确保在冲击水压下不会出现破裂现象，避免了超滤膜在使用的过程中长期受压，材质产生蠕变引起漏水。

2)每一支HUF90膜装填1400根膜丝，长度加长100mm,增大了15%的膜面积。

3)端盖为半球凸出结构，与传统的端面平面结构相比，使进水在端面膜丝的分布更均匀，并且壁厚加厚1mm，确保在冲击水压下不破裂。

4)壳体与螺纹套之间的粘接选用法国进口胶水粘接，粘接长度加长了，连接间隙均匀一致。在使用过程中不会出现漏水.脱胶现象，并且完全达到卫生标准。

5)端盖与壳体的连接螺纹采用锯齿型螺纹，增大了扭距和负载，不会出现滑牙.漏水现象。

6)膜的有效面积大，水通量大，纯水通量1800升，远高于国内同种规格产品。

7)耐压与防漏结构设计，确保HUF90中空纤维超滤膜不会出现漏水、脱胶、滑牙、暴胶等现象。

8)进出水口为国标通用的直径45mm螺纹的活接套，可直接与1寸的ABS或PVC饮水管粘接，无需另外安装活接头。更换HUF90中空纤维超滤膜组件时只需将进出水口的4个标准直径45mm的活接套拧下，即可将整个中空纤维超滤膜取下，再换上新的HUF90中空纤维超滤膜组件即可。

中空纤维超滤膜使用前的处理

中空纤维超滤膜在工作的时候，会有大量的水中悬浮物、胶体、微生物和其他杂质附在表面，使膜受到污染。所以在供水前有一定的处理要求。同时对超滤供水的温度、PH值也有一定限度的要求。因此对超滤供水进行适当的是预处理，满足供水要求的条件，对超滤膜的使用寿命和工作效率都是很重要。

1、供水温度

超滤膜的透水性能发挥与水温度的高低有直接的关系，一般水温在25℃条件下超滤膜才能达到标准的透水率。超滤膜的透水率与水温成正比，水温度每升高1℃，透水速率约相应增加2.0％，所以适当的采用升温措施是有利于提高工作效率的。但温度也不要太高，这样对膜不利，可能会导致膜的性能的变化。

2、供水PH值

不同材料的超滤膜对PH值的适应范围也是不同的，比如醋酸纤维素适合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调节剂主要有酸等和碱。

中空纤维超滤膜的一般养护知识

中空纤维超滤膜是超滤技术中应用最为广泛的一种构型。由于中空纤维超滤膜的生产连续化，膜质量易于均一，优良的膜一般无缺陷，组件中膜装填密度大，膜面积大，因而体积较其他构型(管式、板式等)为小。

中空纤维超滤膜填料组件，品质的优劣，除了外观以外，内在质量差异甚大。

a.在0.1-0.2MPa充气压力下，中空纤维膜表面绝无气泡泄漏，有气泡表明膜有缺陷，截留性能必然低劣。

b.在一定温度压力下，(0.1MPa、25℃)纯水通量应适中，约为120-200L/m2/h,过高膜易堵塞，过低效率低。

c.中空纤维膜的耐压强度(内外侧压力差)应在0.3MPa以上。为提高水通量以降低膜的厚度，增加疏松度，而牺牲膜的强度是不足取的。

d.截留性能以测定透过水的污染指数(SDI)值来判定，理论上当一般浊度进水时，超滤产水SDI值应为零，但限于取样、测试仪器及环境的污染，通常SDI值至少小于2，正常值应在1.0以下。

中空纤维超滤膜组件的使用寿命介绍

1.优质的超滤膜组件，耐压、孔径均一无缺陷，膜表面光滑等。

2.正确的工艺流程，超滤装置特别是大型装置，必须具备反冲洗、快速冲洗、化学冲洗以及充气冲洗等管路及自动控制系统。那种一进两出的简单管路系统，虽然设备费用最低，但严重影响膜的使用寿命。

3.良好的操件条件，必须根据原水水质，设定操件条件，如操作压力，超滤水浓缩水比例，反冲洗，快速冲洗频率、强度、时间、化学冲洗周期、药品的选择，以及操作方法。

中空纤维超滤膜正常的养护方法：

1.原水采用杀菌剂杀灭细菌及微生物。保持适当余氯量;

2.预过滤去除固体颗粒悬浮体，在胶体含量较高时，采用絮凝沉淀预处理;

3.定时反冲洗快速冲洗，定期化学冲洗;

4.动态过滤，排放浓缩水，回收比视原水水质而定;

5.缓慢升降压，防止冲击。

膜的清洗

中空纤维超滤膜在连续正常运行过程中，必须定时、定期进行各种方法的清洗。

目前常用的清洗方法主要有下列几种：

背压反冲洗法：以洁净的水，从超滤液侧进入向正面进行冲洗，由于膜的正反方向耐压程度不一，一般只能以低压进行反冲洗，反冲洗强度不大，效果不大。必须选择耐压强度较高的膜，以较高的压力，较大的流量进行反冲洗，效果最好。冲洗时间30～60秒即可。

等压水力冲洗法：关闭超滤水出口阀门，全开浓缩水出口阀门，使膜面流速增大，对去除表面附着松软物质较为有效。

化学清洗法：根据膜表面污染物质的种类，选择适当的化学药品与之进行溶解、氧化或其他化学反应达到去除的目的。常用的化学药品的选择必须根据膜材料的性质选择，如酸类、碱类、氧化剂、杀菌剂、表面活性剂以及加酶洗涤剂等。进行方法与正常超滤过程相同，清洗液自原液入口处进入，浓缩液及超滤液全部返回清洗液容器，循环后排放，以净水洗净即可。

清洗方法

超滤装置在其长期使用过程中，膜表面会被它截留的各种有害杂质所复盖，甚至膜孔也会被更为细小的杂质堵塞而使其分离性能下降。原水预处理质量的好坏，只能解决膜被污染速度的快慢问题，而无法从根本上解决污染问题。即使预处理再彻底，水中极少量的杂质也会日积月累而使膜的分离性能逐渐受到影响，因此，一般超滤系统都应当建立清洗和再生技术。

清洗超滤膜元件方法可分物理方法和化学方法两大类。

水—气混合清洗法：将净化过的压缩空气与水流一道进入超滤膜内，水—气混液会在膜表面剧烈的搅运作用而去除比较坚实的杂质。效果比较好，但应注意压缩空气的压力与流量。热水及纯水冲洗法：热水(30℃～40℃)冲洗膜表面，对那些粘稠而又有热溶性的杂质去除效果明显。纯水溶解能力强。纯水循环冲洗效果比较好。

负压反向冲洗法：是一种从膜的负面向正面进行冲洗方法，对内外有致密层的中空纤维或毛细管超滤膜是比较适宜的。这是一种行之有效但常与风险共存的方法，一旦操作失误，很容易把膜冲裂或者破坏中空纤维或毛细管与粘结剂的粘结面而形成泄漏。

下面有清洗方案可供参考。

(1)先用清水冲洗整个超滤系统。水温最好采用膜组件所能承受的较高温度。

(2)选用合适的清洗剂进行循环清洗。清洗剂中可含EDTA或六偏磷酸盐之类的络合剂。

(3)用清水冲洗，去除清洗剂。

(4)在规定条件下校核膜的透水通量。如未能达到预期数值时，重复第二步、第三步清洗过程。

(5)用0.5%的甲醛水溶液进行消毒贮存。

重点是检查进水的FI值(应控制FI﹤5)、PH值和余氯等项目。当测定的FI值达到进水指标后方可输入超滤装置。PH值的大小是根据超滤膜的材质而定的。一般情况下，超滤膜在PH=2～11之范围内均可以使用。余氯是为了杀菌或去除有机物投加药品剩余的物质，根据制膜材质的种类来控制进水中的余氯含量。

超滤系统组装完成后，在起动之前还必须对系统中所有设备进行清洗，以冲洗掉设备管路中的碎屑及其他有害杂质。一般常采用分段清洗法，即按照工艺流程路线由前往后按设备和管路分段清洗。以保证设备安全运行。

理清工艺流程路线，检查各有关设备和管路是否有误接的地方，同时还要检查进、出口阀门开关是否正确，特别是要注意浓缩水出口阀门不能全部关闭，以防止该系统在封闭状态下运行，因压力过高而损坏设备。

利用某种化学药品与膜面有害物质进行化学或溶解作用来达到清洗的目的。选择化学药品的原则，一是不能与膜及其他组件材质发生任何化学反应或溶解作用，二是不能因为使用化学药品而引起二次污染。