在生活污水處理設備應用的工藝中，超濾處理是一種類似于反滲透的膜過濾形式，從液體流入源中分離出固體顆粒。該過程在顆粒捕獲尺寸去除方面介于微濾和納濾之間。它可用作其他處理過程的預過濾器，也經(jīng)常應用于生活污水處理系統(tǒng)中，或用作飲用水和廢水處理應用中的三級過濾。

一、在生活污水處理設備中，超濾系統(tǒng)是怎么運行的？

考慮到簡單高效的需求，超濾處理的工作原理是使用壓力梯度迫使水通過半透膜，將較大的顆粒和礦物質(zhì)留在另一側。當然，這種膜過濾器可以以多種方式實施。因此，我們將討論和描述超濾系統(tǒng)的不同潛在配置。

1.流程配置

流入的原水如何相對于膜的方向流動會影響該系統(tǒng)過程的運行。每種配置都有一定的優(yōu)缺點，需要在設計超濾處理系統(tǒng)時加以考慮。

2.由外向內(nèi)

對于圓柱形膜，原水從外部向內(nèi)流向中心軸。這種流動模式在總懸浮固體 (TSS) 較高的情況下效果很好，而不是由內(nèi)向外流動。

3.反向

流入的原水流入膜管的中心空間，然后徑直向外流出。當需要均勻的流體動力學時，這種流動模式是最好的，但在更高的 TSS 應用中效果不佳。

4.橫流

進水平行于膜的長度流動，但穿過膜的壓力梯度將水吸引到另一側，固體以薄層形式聚集在膜上。產(chǎn)生錯流需要更多的能量，但固體層可以在較薄的層中保持更長時間。

5.死胡同

流動垂直于膜表面。過濾后的水通過膜，而固體留在另一側，厚厚地粘在膜表面。產(chǎn)生死端流不需要太多能量，但固體層積聚得更快，這使得這種配置對于較低的源水污染物濃度更有用。

二、生活污水處理設備的超濾系統(tǒng)配置

關于如何設置整個系統(tǒng)的兩個主要考慮因素是基于容器類型和膜的充氣方式。從技術上講，大多數(shù)生活污水處理設備中的超濾處理系統(tǒng)在膜完全被流體包圍的意義上是浸沒式的，指由裝滿原水的大水箱和多個膜放入其中的系統(tǒng)，水箱有專門的入水口和出水口。

1.加壓

當膜被封閉在某種加壓外殼單元內(nèi)時。系統(tǒng)通常由并聯(lián)連接在一起的多個容器組成。每個容器都有自己的入口和出口，它們連接到一個集管，將來自所有容器的處理過的流出物合并成一個流。除了板框式膜結構的情況外，這些容器也往往是圓柱形的。

2.通風

為了防止膜不斷在其表面聚集固體，超濾裝置實施曝氣系統(tǒng)，產(chǎn)生氣泡沖刷膜表面以擦去積聚的固體。在過濾裝置內(nèi)設置曝氣系統(tǒng)有兩種選擇。

3.融合

在一個集成系統(tǒng)中，一切都包含在一個單元中。例如，曝氣器直接位于膜下方的浸沒式水箱。或者，在容器底部帶有曝氣器的壓力容器。

4.分離

在這里，原始進水在一個單獨的罐中充氣，然后被泵送到裝有膜的罐或容器中。

三、生活污水處理設備的類型

1.聚合

這些膜由聚合物材料制成，例如聚砜、聚丙烯、醋酸纖維素和聚乳酸。聚合物膜因其效率和成本效益而更常用。

2.陶瓷制品

陶瓷膜的材料種類繁多，從氧化鋁和碳化硅到二氧化鈦和二氧化鋯。它們以面對高溫或腐蝕性化學品的彈性而聞名，但價格也貴得多。

四、生活污水處理設備中膜的配置

膜的大小和形狀與系統(tǒng)的運行方式有很大關系。每種膜配置都有特定的優(yōu)缺點，因此，必須仔細選擇。

1.管狀

想象一捆吸管捆在一起，每根吸管內(nèi)都卷著一層薄膜。管子本身是可滲透的，所以當進水被泵入時，它開始進入半透膜，水通過它，然后通過管子進入容器腔。然后將腔中產(chǎn)生的滲透物送到下一個處理階段。管式系統(tǒng)通常僅在由內(nèi)向外流動的情況下運行，因此膜不會在管內(nèi)塌陷。

2.中空纖維

這種配置類似于管狀系統(tǒng)，但在管狀容器內(nèi)沒有支撐膜。相反，膜本身看起來更像是中空的煮熟的意大利面條，它直接暴露在原水中。這些系統(tǒng)可以由內(nèi)向外或由外向內(nèi)運行，但細而柔韌的纖維可能容易斷裂。

3.板框

把東西放在廚房里，把它想象成一個三明治。在兩個平膜之間夾一個隔板，然后將多個隔板堆疊在一起，中間留出一些空間。進水在相鄰的膜之間流動，過濾后的滲透水通過膜到達隔板，該隔板具有將其輸送到滲透（處理過的）水出口的通道。

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