微滤

微滤是去除水和其他液体中的悬浮颗粒、微生物、浊度和胶体物质的最重要、应用最广泛的膜分离工艺之一。由于其高效、低能耗、无需大量化学试剂以及进料质量优异等优点,该技术在近几十年来在各个行业中占据了特殊地位。

微滤膜的孔径通常为0.1 至 1 微米,因此可以去除各种细菌、悬浮物和一些病毒;但是,与纳滤或反渗透方法不同,它不能去除溶解的盐,主要用于物理去除颗粒。UPVC滤芯外壳(1)


微滤膜的结构和功能

微滤膜通常由聚合物材料制成,例如聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚乙烯和聚丙烯。这些膜有两种常见形式:

1.平板膜

这些膜具有薄板结构,通常用于实验室设备或一些小型工业系统。

2.中空纤维膜

它们是微滤系统中应用最广泛、最常见的膜类型。其结构类似于中空纤维,水流可以从纤维内部或外部通过。
该型号膜的优点:

  • 极高的联系水平

  • 低压降

  • 易于清洗

  • 高过滤效率

分离机制

微滤的主要机制是尺寸排阻。这意味着大于膜孔径的颗粒无法通过。
因此,微滤系统仅通过物理方式改善水质,无需复杂的化学反应。


MF系统中的流动方法类型

1.死胡同过滤

该方法中,所有进水都必须通过膜孔,任何大于膜孔的颗粒都会被截留在膜表面。
该方法适用于低浊度水。

2.错流过滤

在这种情况下,大部分流体平行于膜表面流动,只有一小部分被过滤。
优点:

  • 减少膜堵塞

  • 更长的膜寿命

  • 适用于浑浊和富含泥沙的水体


微滤技术的优势

由于其独特的特性,微滤技术已在许多行业中取代了氯化、沉淀或砂滤等传统方法。其最重要的优点包括:

1.低能耗

与反渗透 (RO) 等高压系统不同,MF 系统在非常低的压力下运行,从而降低了能源成本。

2.无需使用多种化学品

在许多情况下,只需定期清洗膜即可,化学品消耗量非常低。

3.输出质量非常高且均匀

在微滤过程中,出水的水质不取决于进水的水质,出水总是非常清澈均匀。

4.膜的寿命长

如果维护得当,微滤膜的使用寿命可达 5 至 10 年。

5.完全自动化的可能性

MF系统具有自动控制功能(工业自动化),并可进行智能清洗。


微滤技术的应用

微滤技术广泛应用于各个行业和领域。其中最重要的应用领域包括:

市政水处理

去除浊度、细菌、藻类和悬浮颗粒。

反渗透(RO)预处理

微滤最重要的应用之一是为反渗透系统制备水。这使得:

  • 减少反渗透膜堵塞

  • 延长膜寿命

  • 降低洗涤成本

食品行业(牛奶、酪乳、果汁等)

在乳制品行业,微滤技术用于消除细菌并延长产品保质期。
在饮料行业,它也用于澄清和提升产品品质。

制药和生物技术行业

用于分离微生物和生产超纯水。

游泳池和水上乐园

为了澄清水质并提高消毒系统的质量。

废水处理

在膜生物反应器(MBR)系统中,微滤膜发挥着至关重要的作用,并导致:

  • 减少污泥量

  • 提高产出质量

  • 减少氯化消毒的需求


微滤与其他膜过滤方法的区别

为了更好地了解微滤技术在膜技术中的地位,我们需要研究它与类似技术的区别。

方法毛孔大小能力应用
微滤(MF)0.1至1微米去除细菌、颗粒物和浊度反渗透预处理、乳制品、废水
超滤(UF)0.01至0.1微米去除病毒和蛋白质饮用水、生物技术
纳米过滤(NF)0.001至0.01微米去除硬度,部分盐分工业水处理
反渗透(RO)0.0001微米去除99%的盐分软水器

因此,微滤比超滤或反渗透更简单、更便宜,但其分离能力也较低,更多地用于物理去除颗粒。


微滤系统的主要组成部分

1.进料泵

产生必要的压力,使水能够通过膜。

2.膜壳

过滤器安装在专用隔间内。

3.微滤膜

系统中执行分离功能的最重要部分。

4.自动清洗系统(反冲洗+CIP)

防止膜堵塞。

5.电气面板和控制系统

用于自动控制流量、压力和冲洗。


微滤膜清洗方法

1.反冲洗

该方法是从相反方向施加压力,将收集到的颗粒从膜表面分离出来。

2.空气冲洗

空气注入可防止颗粒积聚并提高效率。

3. CIP – 化学清洗

包括:

  • 矿床酸

  • 对有机沉积物的益处

  • 次氯酸盐用于微生物防治


微滤膜堵塞的原因

  • 原水浊度高

  • 污泥和藻类积聚

  • 有机和矿物沉积物

  • 生物生长

  • 未能正确、定期清洗

为了防止这些问题,通常会使用砂滤器和碳滤器等预处理方法。


选择合适的微滤系统的标准

要选择最佳的MF系统,必须考虑各种参数:

● 进水水质

浊度、总悬浮固体含量、藻类含量等。

● 所需流量

每小时或每天的饮水量。

● 应用类型

例如,反渗透预处理、食品工业或废水处理。

● 膜类型

结构材料、孔径和机械强度。

● 过滤级别

取决于流量和水质。

● 如何清洗和保养

配备自动洗涤功能的系统通常效率更高。


微滤技术的未来

鉴于食品工业的增长、对高品质水需求的日益增加以及膜生物反应器(MBR)系统的发展,微滤(MF)的应用预计在未来几年将显著增长。此外,石墨烯膜和自清洁膜等新技术可以提高系统的效率和使用寿命。


结论

微滤(MF)是去除水和其他液体中的悬浮颗粒、细菌和浊度的最佳、最高效的膜分离技术之一。由于其高效、低能耗、良好的过滤效果和完全自动化的特性,该方法已在许多行业取代了传统方法。

从市政水处理到食品、制药和废水处理行业,微滤在改善水质和产品质量方面发挥着至关重要的作用。选择合适的微滤系统可以降低运营成本并显著提高产品质量。

微滤技术可去除以下颗粒:

  • 大于0.2微米的颗粒
  • 细菌
  • 污染堆
  • 悬浮固体颗粒

MF微滤器中颗粒的微米尺寸

  • 1微米
  • 5微米
  • 10微米
  • 20微米

不同长度的MF微滤器

  • 10英寸
  • 20英寸
  • 30英寸
  • 40英寸

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