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1、文章编号:1007-8924(2005)04-0085-04微滤膜与超滤膜:究竟有何不同?高大林13刘晓沙2(1.颇尔过滤器(北京)有限公司水处理部,北京100176;2.PallCorporation,NewYork11548,USA)摘要:介绍了微滤(MF)与超滤(UF)的主要应用情况,比较了微滤与超滤在病毒去除率、膜的耐久力,以及对下游反渗透保护的情况,重点强调了Pall微滤膜具有高的病毒去除率及非常低的断丝率.关键词:微滤;超滤;截留分子量;病毒去除率;膜的耐久力中图分类号:TQ028.8文献标识码:B近20
2、年来,尤其是最近8～10年,微滤(MF)与超滤(UF)被大量用于饮用水与工业水过滤.欧洲一些国家的市政供水领域倾向于超滤,这是因为当不使用化学或紫外消毒时,超滤对病毒的去除效果更好.在美国和加拿大,由于聚合膜的化学抵抗力以及可在更低的投资及运行成本下提供可靠的性能保证,因此在快速消毒时,广泛使用微滤.从总的过滤观点看,微滤和超滤被证实对下游膜系统具有相同的保护作用.不同出水水质主要是由膜的完整性失败造成的.颇尔微滤膜的耐久力比几乎所有的超滤膜的耐久力强,这是颇尔对反渗透膜保护出众性能的一个重要部分.本文简述了Pall
3、微滤的病毒去除率及性能,比较了PallMF与超滤的病毒去除率、膜的耐久力,以及微滤和超滤作为反渗透预处理的性能比较.图1孔径分布及去除范围物制药的超纯水系统,经常要求孔径在超滤至分子量为10000Da的范围,甚至比纳滤范围还小.然而,从经济性能角度,更小的膜孔径要求更好的进水水质.除了好的透过水水质,使用1万Da的膜处理自然地表水将导致膜迅速结垢以及膜通量迅速衰减,这将导致操作效率降低.截留分子量(MWCO)是超滤膜厂家描述膜截留能力的参数,它反映了膜截留能力超过90%的大分子质量(典型物质为聚乙二醇、右旋糖苷或者蛋
4、白质).因此截留分子量可作为膜孔径的测量尺度.截留-分子量曲线不显示尖锐的去除界限.此外,曲线的形状不仅取决于膜孔径的分布(见图2,Pall0.1μmMF膜孔径呈非常狭窄的正态分布曲线),还取决于测试的溶解大分子的构造(球状、分支状及线性)以及评价的操作条件.由于这些可变因素,截留分子量可能变化几千上万道尔顿.总的性能比较与孔径描述过滤分离图谱,见图1.膜工艺处理的进水水质以及系统中膜的位置将决定任一应用最优的膜系统配置.经常用于地表水处理的微滤和超滤,典型孔径范围为012μm至公称精度15万Da.在此孔径范围的膜允
5、许绝大多数无机物通过,截留离散的颗粒物质,并根据膜的截留分子量截留有机物.下面大量的测试及经验展示商业应用的超滤和微滤对悬浮物、浊度、有机物、微生物及SDI具有相似的去除结果.应用在微电子及生1收稿日期:2005-03-02;修改稿收到日期:2005-07-26作者简介:高大林(1975-),男,四川人,硕士,颇尔过滤器(北京)有限公司水处理部经理,从事水处理业务工作.3通讯联系人·86·膜科学与技术第25卷率为-315log.此水平的去除率,当结合氯消毒时,可提供优质的饮用水水质及公共健康保护.美国水工协会(AWW
6、A)研究基金会由Sethi等人7(2003)开展的一个项目挑战了总规模内对MS2病毒的去除率超过313log或99192%.PallMF系统进水在混凝沉淀后浊度小于2NTU.PallMF系统测试的第三方显示了微滤对MS2病毒去除的不定性.Dwyer与Collins8(2001)进行了多次证实原生质去除率的挑战实验,并从加尼福利亚健康服务部门———加尼福利亚州饮用水供应商的权威政府机构得到系统证书.MF系统在3种过膜压力(TMPs)测试———0108,0114和0121MPa下测试膜通量为108L/(m2·h).进水在
7、添加15mg/L的氯化铁后直接进入膜系统.MS2去除率的变化范围在0108MPa时311logs到0114MPa时411logs,0121MPa时去除率大约315logs.早期由MontgomeryWatson与SanDiego9(1999)开展的对Pall的挑战测试集中于没有投加混凝剂的原水.MontgomeryWatson与SanDiego在膜通量为87L/(m2·h)时采用了3种过膜压力:0108～0.1MPa,及0113～0115MPa及012～0122MPa.典型病毒去除率从低过膜压力时的015～0175l
8、og增加到中过膜压力的019～112log,高过膜压力为2～3log.综上所述,在挑战实验中PallMF干净膜柱对低浊度水的病毒的去除率至少为015～110log.混凝会提高干净膜柱的去除率至少达3logs.同时,具有高过膜压力结垢的膜的去除率为2～3log.图2Pall011μmMF孔径大小的典型分布迄今为止,由于测定截留分子量的国际标准还未
