超滤专题介绍之预处理

超滤(Ultrafiltration)是一种微孔过滤技术，其工作原理是通过一定压力或一定真空度在膜面两侧形成驱动力，促使流体经过分布在膜表面中的10-100纳米的不对称微孔结构，通过其机械筛分、膜孔阻滞、膜表面及膜孔吸附的综合效应，来达到流体分离、分级、纯化、浓缩的目的。

由于超滤膜孔径已达纳米级，对于水中细菌、病毒、胶体、颗粒、大分子量有机物都具有高效的截留分离作用，已然成为水处理中常规应用技术之一。

预处理的重要性

超滤处理的各种水样中污染物的性质差异较大，评估及选择超滤前的预处理工艺，是超滤工艺能否运行的关键步骤之一。

预处理的作用就是最大限度地减少引起超滤膜运行崩溃的因素，通常是用来减少膜元件污堵，常见的超滤膜运行污染有以下几种类型：

针对以上可能导致膜元件污染的物质，如果一一检测会大大的增加系统设计和运维过程中的工作量，因此，各超滤膜厂家会针对自身的超滤膜产品设置相应的超滤膜元件进水水质要求。

目前市场上各个进水标准尚未完全统一的前提下，本文采用环境保护部2011年实施的《膜分离法污水处理工程技术规范》HJ 579-2010中提到的超滤膜相关标准作为超滤膜进水相关依据，以供您参考：

内压式中空纤维超滤/超滤系统进水参考值

外压式中空纤维超滤/超滤系统进水参考值

压力式超滤的预处理方式：

根据原水类型或超滤进水水质的波动等情况，预处理可采用絮凝沉淀、气浮或过滤等。

一、 沉淀

沉淀法利用水中悬浮颗粒的沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种方法。

1. 斜板/斜管沉淀池

斜板/斜管沉淀池是一种在沉淀池内设置许多间隔较小的平行倾斜板或者直径较小的平行倾斜管的沉淀池。其特点是沉淀效率高，池子池容小，占地面积少。斜板/斜管沉淀池因为沉淀时间较短，运行过程中水量及水质变化较为敏感，应注重日常的运行管理监控。

在同等的处理水量条件下，沉淀面积越大，沉淀池的效率越高。在沉淀池内增设一组斜板(斜管)既增大了沉淀面积，也缩短了沉淀时间，与此同时，板间(管间)的水流也由紊流变为层流，同样提高了沉淀效率。为了及时排泥，板(管)与水平面成45～60°安装。斜板(斜管)沉淀池分水、泥同向流、逆向流和横向流三种形式。

2.平流沉淀池

平流沉淀池构造简单，为一个长方形的水池，该类型的池与折板絮凝池直接连接，进水采用穿孔墙配水，出水采用指形集水槽集水，排泥采用机械虹吸排泥。流式沉淀池沉淀效果好，但占地面积大，常用于水量较大的水处理工程。

3. 高密度沉淀池

高效沉淀池工艺是依托污泥混凝、循环、斜管分离及浓缩等多种理论，通过合理的水力和结构设计，开发出的集泥水分离与污泥浓缩功能于一体的新一代沉淀工艺。其主要优点是采用池外泥渣回流的方式和投加高分子絮凝剂，使絮凝形成的絮体均匀和密集，因此具有较高的沉降速度。此外，沉淀池下部设置较大的浓缩区，其排放污泥的含固率可达3-14%，减少了水厂自用水率，有利于污泥的处理。

二、气浮

气浮与沉淀工艺不同，其依靠微气泡携带黏附于絮体上的污染物，使絮体与污染物强制上浮，达到固液分离的一种工艺。由于气泡的质量远小于水，浮力很大，因此可以促使絮体颗粒迅速上浮，提高固液分离的速度。

常见的气浮机类型有平流式加压溶气气浮机、竖流式加压溶气气浮机、高效浅层气浮机、涡凹气浮机等。

三、过滤：

1.多介质过滤器

多介质过滤器是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料，从而有效的除去悬浮杂质使水澄清的过程，常用的滤料有石英砂，无烟煤，锰砂等。

在水处理上使用的多介质过滤器，常见的有：无烟煤-石英砂-磁铁矿过滤器，活性炭-石英砂-磁铁矿过滤器，活性炭-石英砂过滤器等。

多介质过滤器的滤层设计，主要考虑的因素为：

①不同滤料具有较大的密度差，保证反洗扰动后不会发生混层现象；

②根据产水用途选择滤料；

③粒径要求下层滤料粒径小于上层滤料粒径，以保证下层滤料的有效性和充分利用。

2.V型滤池：

V型滤池是快滤池的一种形式，因为其进水槽形状呈V字形而得名，也叫均粒滤料滤池（其滤料采用均质滤料，即均粒径滤料）、六阀滤池（各种管路上有六个主要阀门）。

待滤水由进水总渠经进水阀和方孔后，溢过堰口再经侧孔进入被待滤水淹没的V型槽，分别经槽底均匀的配水孔和V型槽堰进入滤池，被均质滤料滤层过滤的滤后水经长柄滤头流入底部空间，由方孔汇入气水分配管渠，在经管廊中的水封井、出水堰、清水渠流入清水池。

3. 无阀滤池：

无阀滤池属于快滤池的一种类型。由于这种滤池在构造上不装闸阀，而是依靠水力学的虹吸原理，自动进水和反冲洗，故称之为无阀滤池。

无阀滤池来水由进水管送入滤池，经过滤层自上而下进行过滤，滤后清水从连通管进入清水箱储存，水箱蛮厚，清水从出水槽流入清水池。滤池运行过程中，滤层不断截留悬浮物，滤层阻力逐渐增大，促使虹吸上升管内的水位不断上升。当水位达到虹吸辅助管虹吸发生点时，水自该管下落，并通过抽气管不断将虹吸下降管中的空气带走，使得虹吸管内形成真空，发生虹吸作用。虹吸过程中，水箱中的水自下而上地通过滤层从而对滤层进行反冲洗。

四、其他

1.高级氧化

高级氧化技术又称做深度氧化技术，以产生具有强氧化能力的羟基自由基(·OH)为特点，在高温高压、电、声、光辐照、催化剂等反应条件下，使大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质。根据产生自由基的方式和反应条件的不同，可将其分为光化学氧化、催化湿式氧化、声化学氧化、臭氧氧化、电化学氧化、Fenton氧化等。

2. 生化处理

水处理中的生化处理属于二级处理，用以去除水体中的悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的，其工艺构成多种多样，可分为活性污泥法、氧化沟法、SBR法等等。目前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。生物处理的原理是通过生物作用，尤其是微生物的作用，完成有机物的分解和生物体的合成。将有机污染物转变成无害的气体、水和固体产物。

总结

超滤的预处理是超滤是否能够良好运行的关键步骤之一。超滤膜是否能够良好的运行与膜元件性质、膜工艺设计、现场运维息息相关。

如需进一步探讨请联系水艺膜。