超纯水设备的超滤装备及流程

在各类工业超纯水设备中，超滤装置和反渗透装置相类似，主要膜组件有：板框式、管式、螺旋式、毛细管式、条槽式及中空纤维式等，现分别简介如下：

1、板框式组件    板框式组件首先应用的大规模超滤系统。这种设计起源于常规的过滤概念，类似于常规的板框压滤装置的设计。膜被放置在多孔的支撑板上，支撑板上也可垫有滤纸，两分蘖期多孔支撑板叠压在一起形成料液流道空间，构成一个膜组件，组件与组件之间可并联或串联。根据不同的需要，膜可以被直接浇铸在支撑板上，或放置在支撑板上。对于该种膜组件，膜表面发生的浓差极化现象较难控制，特别是当溶液中含有大量悬浮固体时，料液流道较易被堵塞。在板框式组件中的超滤膜通常采用拆卸或机械清洗。另外，板框式组件通常用垫圈密封，因此，由密封垫圈导致的泄漏也是一个不能忽视的问题。

2、管式膜组件  管式膜组件首先用于反渗透系统。这种组件明显的优点是可以控制浓差极化和结垢。而在反渗透系统中，管式膜已在很大程度上被中空纤维式和螺旋式组件所代替，这是因为它的投资和运行费用都很高。但在超滤系统，管工组件一直在使用着，这主要是由于管式膜对料液中的悬浮物具有一定的承受能力，它很容易用海绵球清洗而无需拆开设备。 管式膜组件有外压式和内压式两种。内压式管式膜被直接浇铸在多孔的不锈钢管内或用玻璃增强的塑料管内，也有将膜先浇铸在多孔滤纸上，然后外部用管子来支持。加压下的料液从管内流过，透过膜所得的产品溶液在管外侧被收集。膜管可以串联或并联安装。管家式膜组件的主要优点是可以大地调节料液流速，有效地控制浓差极化，膜生成污垢后容易清洗。其缺点是投资和运行费相当高，单位体积内膜的比表面积较低。目前，国内已有管径为1－2.5cm的各种管式膜组件及相应设备可供选用。

3、螺旋式组件  螺旋式双称卷式组件已广泛用于反i渗透系统。大体上，它是一种卷起的板式系统。料液流道在膜和多孔膜支撑材料之间流动，过滤液汇集到中心管。根据料液和滤出液的流道，可设计成几个螺旋式组件连接起来，增大单位体积中膜的比表面积，降低投资和运行费用。但这种装置难以有效地控制浓差极化，甚至当溶液中只含有中等浓度的悬浮固体时，也会发生严重的结垢。因此，螺旋式组件在超滤中的使用受到了限制。近年来根据不同的物料选择不同的膜组件隔网，以达到增大流道间距，控制浓差极化的目的。

4、毛细管式组件  由具有直径5－1.5mm的大量毛细管膜组成，单位体积中膜的比表面积较大。毛细管膜由溶液纺丝制得，无支撑管加强。料液通过毛细管中心向上流动，而滤液从毛细管壁涌出沿管壁向下流动。这种组件能较好地控制料液的流动，但操作压力不能太高。当毛细管的内径太小时，就可能出现毛细管被堵塞问题。因此，无论任何情况下，都必须对料液进行有效的预处理。由于这种膜是用纤维纺纱工艺，因此其投资费用较低。系统也提供了良好的供料控制条件。

5、条槽式膜组件，这种条槽式膜组件与反渗透中的中空纤维组件相类似，但这种组件中的膜不是薄的中空纤维组成，而是在开有轴向槽的棒浇铸百对称膜制成。将这种棒束装入一承压管中，料液在棒外边流动。滤液顺轴向槽流出。这种膜组件单位体积内膜的比表面积也较高，但料液流速控制不如管式和毛细管式好。

6、中空纤维式组件 与中空纤维式反组件相似，只是孔径大小不同而已。