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家用凈水器超濾工藝原理解析
作者：admin 發(fā)布日期：2020-05-14 22:58:24
超濾技能是一種運(yùn)用膜別離技能的篩分進(jìn)程，以膜兩邊的壓力差為驅(qū)動(dòng)力，以超濾膜為過濾介質(zhì)，在必定的壓力下，當(dāng)原液流過膜表面時(shí)，超濾膜表面布滿的許多細(xì)微的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進(jìn)液側(cè)，成為濃縮液，因而完成對(duì)原液的凈化、別離和濃縮的意圖。
每米長的超濾膜絲管壁上約有60億個(gè)0.01微米的微孔，其孔徑只允許水分子、水中的有利礦物質(zhì)和微量元素通過，而較小細(xì)菌的體積都在0.02微米以上，因而細(xì)菌以及比細(xì)菌體積大得多的膠體、鐵銹、懸浮物、泥沙、大分子有機(jī)物等都能被超濾膜截留下來，然后完成了凈化進(jìn)程。
1、超濾膜的制水流程
自來水先進(jìn)入超濾膜管內(nèi)，在水壓差的效果下，膜表面上布滿的許多0.01微米的微孔只允許水分子、有利礦物質(zhì)和微量元素透過，成為凈化水。而細(xì)菌、鐵銹、膠體、泥沙、懸浮物、大分子有機(jī)物等有害于人體健康的物質(zhì)則被截留在超濾膜管內(nèi)，在超濾膜進(jìn)行沖刷時(shí)排出。
2、超濾膜沖刷流程
超濾膜運(yùn)用一段時(shí)間后，被截留下來的細(xì)菌、鐵銹、膠體、懸浮物、大分子有機(jī)物等有害于人體健康的物質(zhì)會(huì)依附在超濾膜的內(nèi)表面，使超濾膜的產(chǎn)水量逐步下降，尤其是自來水質(zhì)污染嚴(yán)峻時(shí)，更易引起超濾膜的阻塞，定時(shí)對(duì)超濾膜進(jìn)行沖刷可有用康復(fù)膜的產(chǎn)水量。
3、超濾膜濾芯
將成束的超濾膜絲通過澆鑄工藝后制成如下圖所示的超濾芯，濾芯由ABS外殼、外殼兩頭的環(huán)氧封頭和成束的超濾膜絲三部分所組成。環(huán)氧封頭填充了膜絲與膜絲之間的空地，構(gòu)成原液與透過液之間的阻隔，原液首要進(jìn)入超濾膜孔內(nèi)，經(jīng)超濾膜過濾后成為透過液，避免了原液不通過濾直接進(jìn)入到透過液中。
4、超濾膜濾芯膜絲總面積的核算：
在單位膜絲面積產(chǎn)水量不變的情況下，濾芯裝填的膜面積越大，則濾芯的總產(chǎn)水量越多，
其核算公式為：
S內(nèi)=πdL×n
S外=πDL×n
其間：S內(nèi)為膜絲總內(nèi)表面積，d為超濾膜絲的內(nèi)徑;
S外為膜絲總外表面積，D為超濾膜絲的外徑;
L為超濾膜絲的長度;
n為超濾膜絲的根數(shù)。
內(nèi)壓式和外壓式中空纖維超濾膜
一支超濾膜由成百到上千根細(xì)微的中空纖維絲組成，一般將中空纖維膜內(nèi)徑在0.6-6mm之間的超濾膜稱為毛細(xì)管式超濾膜，毛細(xì)管式超濾膜因內(nèi)徑較大，不易被大顆粒物質(zhì)阻塞。
按進(jìn)水方法的不同，超濾膜又分為內(nèi)壓式和外壓式兩種：
1、內(nèi)壓式：
即原液先進(jìn)入中空絲內(nèi)部，經(jīng)壓力差驅(qū)動(dòng)，沿徑向由內(nèi)向外滲透過中空纖維成為透過液，濃縮液則留在中空絲的內(nèi)部，由另一端流出，其流向拜見下圖所示：
2、外壓式:
中空纖維超濾膜則是原液經(jīng)壓力差沿徑向由外向內(nèi)滲透過中空纖維成為透過液，而截留的物質(zhì)則聚集在中空絲的外部，其流向見圖所示：
超濾膜的功能表征
超濾膜的功能通常是指膜的物化功能和別離透過功能，物化功能最重要的包括膜的機(jī)械強(qiáng)度、耐化學(xué)藥品、耐熱溫度規(guī)模和適用PH值規(guī)模等，別離透過功能首要指膜的水通量和切開分子量及截留率。
超濾膜資料及特性
首要資料 膜資料代號(hào)
膜資料 代號(hào)
聚砜 PS
醋酸纖維素 CA
再生纖維素 RC
聚丙烯腈 PAN
聚偏氟乙烯 PVDF
聚丙烯 PP
聚乙烯 PE
聚醚砜 PES
芳香聚酰胺 APA
聚砜酰胺 PSA
聚乙烯醇 PVA
PAN膜：
● 具有優(yōu)秀的化學(xué)穩(wěn)定性，有耐酸、耐堿以及耐水解的功能，能大規(guī)模的應(yīng)用于各種范疇;
● 膜絲具有非常好的強(qiáng)度和柔韌性;
● 通過親水改性，產(chǎn)水量大，并具有很強(qiáng)的抗污染性。
● 膜絲配方資料少，工藝簡單操控，不會(huì)出現(xiàn)象PVC質(zhì)料配方資料多而導(dǎo)致膜自身的異味問題。
PVDF膜：
● 耐紫外線，有優(yōu)秀的耐污染和化學(xué)腐蝕功能;
● 耐熱溫度能夠到達(dá)140℃，可采用超高溫的蒸汽和環(huán)氧乙烷滅菌消毒;
● 能在較寬的PH(1-13)規(guī)模內(nèi)運(yùn)用，能夠在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿和各種有機(jī)溶劑條件下運(yùn)用。
影響超濾膜組件產(chǎn)水量要素
1、溫度對(duì)產(chǎn)水量的影響：溫度升高水分子的活性增強(qiáng)，粘滯性減小，故產(chǎn)水量添加。反之則產(chǎn)水量削減，因而即便是同一超濾體系在冬天和夏天的產(chǎn)水量的差異也是很大的。
2、操作壓力對(duì)產(chǎn)水量的影響：在低壓段時(shí)超濾膜的產(chǎn)水量與壓力成正比聯(lián)系，即產(chǎn)水量跟著壓力升高跟著添加，但當(dāng)壓力值超越0.3MPa時(shí)，即便壓力再升高，其產(chǎn)水量的添加也很小，首要是因?yàn)樵诟邏合鲁瑸V膜被壓密而增大透水阻力所造成的。
3、進(jìn)水濁度對(duì)產(chǎn)水量的影響：進(jìn)水濁度越大時(shí)，超濾膜的產(chǎn)水量越少，并且進(jìn)水濁度大更易引起超濾膜的阻塞。
4、流速對(duì)產(chǎn)水量的影響：流速的改變對(duì)產(chǎn)水量的影響不像溫度和壓力那樣顯著，流速太慢簡單導(dǎo)致超濾膜阻塞，太快則影響產(chǎn)水量。
每米長的超濾膜絲管壁上約有60億個(gè)0.01微米的微孔，其孔徑只允許水分子、水中的有利礦物質(zhì)和微量元素通過，而較小細(xì)菌的體積都在0.02微米以上，因而細(xì)菌以及比細(xì)菌體積大得多的膠體、鐵銹、懸浮物、泥沙、大分子有機(jī)物等都能被超濾膜截留下來，然后完成了凈化進(jìn)程。
1、超濾膜的制水流程
自來水先進(jìn)入超濾膜管內(nèi)，在水壓差的效果下，膜表面上布滿的許多0.01微米的微孔只允許水分子、有利礦物質(zhì)和微量元素透過，成為凈化水。而細(xì)菌、鐵銹、膠體、泥沙、懸浮物、大分子有機(jī)物等有害于人體健康的物質(zhì)則被截留在超濾膜管內(nèi)，在超濾膜進(jìn)行沖刷時(shí)排出。
2、超濾膜沖刷流程
超濾膜運(yùn)用一段時(shí)間后，被截留下來的細(xì)菌、鐵銹、膠體、懸浮物、大分子有機(jī)物等有害于人體健康的物質(zhì)會(huì)依附在超濾膜的內(nèi)表面，使超濾膜的產(chǎn)水量逐步下降，尤其是自來水質(zhì)污染嚴(yán)峻時(shí)，更易引起超濾膜的阻塞，定時(shí)對(duì)超濾膜進(jìn)行沖刷可有用康復(fù)膜的產(chǎn)水量。
3、超濾膜濾芯
將成束的超濾膜絲通過澆鑄工藝后制成如下圖所示的超濾芯，濾芯由ABS外殼、外殼兩頭的環(huán)氧封頭和成束的超濾膜絲三部分所組成。環(huán)氧封頭填充了膜絲與膜絲之間的空地，構(gòu)成原液與透過液之間的阻隔，原液首要進(jìn)入超濾膜孔內(nèi)，經(jīng)超濾膜過濾后成為透過液，避免了原液不通過濾直接進(jìn)入到透過液中。
4、超濾膜濾芯膜絲總面積的核算：
在單位膜絲面積產(chǎn)水量不變的情況下，濾芯裝填的膜面積越大，則濾芯的總產(chǎn)水量越多，
其核算公式為：
S內(nèi)=πdL×n
S外=πDL×n
其間：S內(nèi)為膜絲總內(nèi)表面積，d為超濾膜絲的內(nèi)徑;
S外為膜絲總外表面積，D為超濾膜絲的外徑;
L為超濾膜絲的長度;
n為超濾膜絲的根數(shù)。
內(nèi)壓式和外壓式中空纖維超濾膜
一支超濾膜由成百到上千根細(xì)微的中空纖維絲組成，一般將中空纖維膜內(nèi)徑在0.6-6mm之間的超濾膜稱為毛細(xì)管式超濾膜，毛細(xì)管式超濾膜因內(nèi)徑較大，不易被大顆粒物質(zhì)阻塞。
按進(jìn)水方法的不同，超濾膜又分為內(nèi)壓式和外壓式兩種：
1、內(nèi)壓式：
即原液先進(jìn)入中空絲內(nèi)部，經(jīng)壓力差驅(qū)動(dòng)，沿徑向由內(nèi)向外滲透過中空纖維成為透過液，濃縮液則留在中空絲的內(nèi)部，由另一端流出，其流向拜見下圖所示：
2、外壓式:
中空纖維超濾膜則是原液經(jīng)壓力差沿徑向由外向內(nèi)滲透過中空纖維成為透過液，而截留的物質(zhì)則聚集在中空絲的外部，其流向見圖所示：
超濾膜的功能表征
超濾膜的功能通常是指膜的物化功能和別離透過功能，物化功能最重要的包括膜的機(jī)械強(qiáng)度、耐化學(xué)藥品、耐熱溫度規(guī)模和適用PH值規(guī)模等，別離透過功能首要指膜的水通量和切開分子量及截留率。
超濾膜資料及特性
首要資料 膜資料代號(hào)
膜資料 代號(hào)
聚砜 PS
醋酸纖維素 CA
再生纖維素 RC
聚丙烯腈 PAN
聚偏氟乙烯 PVDF
聚丙烯 PP
聚乙烯 PE
聚醚砜 PES
芳香聚酰胺 APA
聚砜酰胺 PSA
聚乙烯醇 PVA
PAN膜：
● 具有優(yōu)秀的化學(xué)穩(wěn)定性，有耐酸、耐堿以及耐水解的功能，能大規(guī)模的應(yīng)用于各種范疇;
● 膜絲具有非常好的強(qiáng)度和柔韌性;
● 通過親水改性，產(chǎn)水量大，并具有很強(qiáng)的抗污染性。
● 膜絲配方資料少，工藝簡單操控，不會(huì)出現(xiàn)象PVC質(zhì)料配方資料多而導(dǎo)致膜自身的異味問題。
PVDF膜：
● 耐紫外線，有優(yōu)秀的耐污染和化學(xué)腐蝕功能;
● 耐熱溫度能夠到達(dá)140℃，可采用超高溫的蒸汽和環(huán)氧乙烷滅菌消毒;
● 能在較寬的PH(1-13)規(guī)模內(nèi)運(yùn)用，能夠在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿和各種有機(jī)溶劑條件下運(yùn)用。
影響超濾膜組件產(chǎn)水量要素
1、溫度對(duì)產(chǎn)水量的影響：溫度升高水分子的活性增強(qiáng)，粘滯性減小，故產(chǎn)水量添加。反之則產(chǎn)水量削減，因而即便是同一超濾體系在冬天和夏天的產(chǎn)水量的差異也是很大的。
2、操作壓力對(duì)產(chǎn)水量的影響：在低壓段時(shí)超濾膜的產(chǎn)水量與壓力成正比聯(lián)系，即產(chǎn)水量跟著壓力升高跟著添加，但當(dāng)壓力值超越0.3MPa時(shí)，即便壓力再升高，其產(chǎn)水量的添加也很小，首要是因?yàn)樵诟邏合鲁瑸V膜被壓密而增大透水阻力所造成的。
3、進(jìn)水濁度對(duì)產(chǎn)水量的影響：進(jìn)水濁度越大時(shí)，超濾膜的產(chǎn)水量越少，并且進(jìn)水濁度大更易引起超濾膜的阻塞。
4、流速對(duì)產(chǎn)水量的影響：流速的改變對(duì)產(chǎn)水量的影響不像溫度和壓力那樣顯著，流速太慢簡單導(dǎo)致超濾膜阻塞，太快則影響產(chǎn)水量。
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