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超滤膜技术介绍和TDS测试笔内容


一、超滤膜技术简介
超滤膜分离技术作为二十一世纪高新技术之一,以其常温、低压操作、无相变、能耗低 等显著特点成为一种分离过程的标准,在欧美等发达国家和地区得到了广泛的使用。国家 科委对超滤膜分离技术的开发也非常重视,将超滤膜分离技术作为国家“七.五”和“八. 五”的重点科技攻关项目,投入大量的资金和人力,开展专项科技攻关项目,使我国的超 滤技术水平迅速提高。在《“十五”

国家火炬计划重点支持的技术领域》中将超滤膜技术 列为火炬计划重点支持的六大高新技术领域中重点鼓励发展的产业,进一步推进了国内超 滤膜技术的发展和应用。 随着制膜技术的发展和生产规模化,超滤膜性能更加稳定,成本大为降低,目前在饮 用水净化、工业用水处理、饮料、生物、食品、医药、环保等许多方面已得到广泛应用。

二、超滤膜技术过滤原理及性能特点
超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为 过滤介质,在一定压力下,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允 许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在 膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。 1、 超滤膜的制水流程

自来水先进入超滤膜管内,在水压差的作用下,膜表面上密布的许多 0.01 微米的微孔 只允许水分子、有益矿物质和微量元素透过,成为直饮水。而细菌、铁锈、胶体、泥沙、悬 浮物、大分子有机物等有害物质则被截留在超滤膜管内,在超滤膜进行冲洗时排出。 2、超滤膜冲洗流程

超滤膜使用一段时间后,被截留下来的细菌、铁锈、胶体、悬浮物、大分子有机物等有 害物质会依附在超滤膜的内表面, 使超滤膜的产水量逐渐下降, 尤其是自来水质污染严重时,

更易引起超滤膜的堵塞,定期对超滤膜进行冲洗可有效恢复膜的产水量。 3、 超滤芯 将成束的超滤膜丝经过浇铸工艺后制成如下图所示的超滤芯, 滤芯由 ABS 外壳、 外壳两 端的环氧封头和成束的超滤膜丝三部分组成。 环氧封头填充了膜丝与膜丝之间的空隙, 形成 原液与透过液之间的隔离,原液首先进入超滤膜孔内,经超滤膜过滤后成为透过液,防止了 原液不经过滤直接进入到透过液中。

超滤芯示意图

二、内压式和外压式中空纤维超滤膜
一支超滤膜由成百到上千根细小的中空纤维丝组成, 一般将中空纤维膜内径在 0.6-6mm 之间的超滤膜称为毛细管式超滤膜,毛细管式超滤膜因内径较大,不易被大颗粒物质堵塞。 按进水方式的不同,超滤膜又分为内压式和外压式两种: 1、 内压式:即原液先进入中空丝内部,经压力差驱动,沿径向由内向外渗透过中空纤维 成为透过液,浓缩液则留在中空丝的内部,由另一端流出,其流向参见下图所示:

内压式中空纤维超滤膜 2、外压式:原液经压力差沿径向由外向内渗透过中空纤维成为透过液,而截留的物质则 汇集在中空丝的外部,其流向见图所示:

外压式中空纤维超滤膜 3、内压式与外压式的比较 内压式膜的内径一般比外压式膜的大,同时随着流体的中粒径的大小和流体粘度的增 加而要求增加。内压式一般流动状态好,没有死角,单位面积处理能力高。外压式一般填装 面积大,处理流体的特性对膜规格的选择的影响不大。一般水处理用内压式较多,而物料分 离方面各有所长。 特别是内压式膜组件的有效孔径一般比较均匀, 对于要求比较高的体系具 有显著的优势 4、泉来超滤膜采取的是内压式中空纤维超滤膜。

四、超滤膜的性能表征 超滤膜的性能表征
超滤膜的性能通常是指膜的物化性能和分离透过性能,物化性能主要包括膜的机械强 度、耐化学药品、耐热温度范围和适用 PH 值范围等,分离透过性能主要指膜的水通量和切 割分子量及截留率。

五、超滤膜材料及特性
主要材料:聚氯乙烯(PVC) 、聚偏氟乙烯(PVDF) 、聚丙烯腈(PAN) 、聚醚砜(PES) 。 PVC 膜: ● 具有优良的化学稳定性,有耐酸、耐碱以及耐水解的性能,能广泛应用于各种领域; ● ● 膜丝具有很好的强度和柔韧性; 经过亲水改性,具备很强的抗污染性。

PVDF 膜: ● ● ● 耐紫外线,有优良的耐污染和化学侵蚀性能; 耐热温度可以达到 140℃,可采用超高温的蒸汽和环氧乙烷杀菌消毒; 能在较宽的 PH(1-13)范围内使用,可以在强酸和强碱和各种有机溶剂条件下使用。

六、影响超滤膜产水量因素
1、温度对产水量的影响:温度升高水分子的活性增强,粘滞性减小,故产水量增加。反 之则产水量减少,因此即使是同一超滤系统在冬天和夏天的产水量的差异也是很大的。 2、操作压力对产水量的影响:在低压段时超滤膜的产水量与压力成正比关系,即产水量 随着压力升高随着增加,但当压力值超过 0.3MPa 时,即使压力再升高,其产水量的增加也 很小,主要是由于在高压下超滤膜被压密而增大透水阻力所致。 3、进水浊度对产水量的影响:进水浊度越大时,超滤膜的产水量越少,而且进水浊度大

更易引起超滤膜的堵塞。 4、流速对产水量的影响:流速的变化对产水量的影响不像温度和压力那样明显,流速太 慢容易导致超滤膜堵塞,太快则影响产水量。

七、欧派超滤膜的工艺参数、性能特点及过滤效果 欧派超滤膜的工艺参数、 超滤膜的工艺参数
1、基本工艺参数 a. 毛细管式中空纤维膜; b. 制膜材料为食品级 PVC; c. 切割分子量为 10 万道尔顿(约 0.01 微米) 。 d. 超滤膜丝内径 0.9mm,外径 1.6mm; e. 具有良好的机械性能和耐热、耐化学性能以及较强的抗污染能力; 注:PVC 原料分为普通级(有毒 PVC)和食品级(无毒 PVC)两种,可能的毒性是指 PVC 中 含有食品级 PVC 树脂单体氯乙烯(VC)含量低于 1.0×l0-6,可用于食品及医学。PVC 树脂加 工为各类制品时,一般均加入各种助剂以满足制品所需性能,硬质 PVC 制品(如硬质 PVC 管)多加入铅系稳定剂,软质 PVC 制品(如 PVC 保鲜膜)多加入增塑剂,现在媒体诟病的 PVC 有毒其实是指 PVC 制品的各种助剂。 欧派超滤膜采用食品级的 PVC 树脂原料直接纺制成超滤膜丝,不添加稳定剂、增塑剂, 不含铅、甲醛等对人体有害物质。 2、性能特点 超滤膜的性能特点直接决定了超滤膜净水器品质的好坏. 1.膜丝材质为食品级,不含铅、甲醛等对人体有害物质; 2.膜丝孔径只有 0.00001 毫米,能有效滤除水中的胶体、细菌、悬浮物、贾第鞭毛虫和隐 孢子虫等有害物质; 3.亲水性好,产水量大; 4.适用 PH 值范围广,为 1-13,不易受酸碱的化学腐蚀; 5.膜丝为食品级 PVC,稳定性高,在 8 年内性能保持不变不会出现分解、脆断、变色等 异常现象; 6.在传统的 PVC 管材等在制备过程中,为了增加管的强度,塑性等指标,会加入一些增 塑剂、稳定剂等辅料物质。我公司的 PVC 超滤膜采用纯食品级 PVC 粉末原料,纯物理制做, 没有添加增塑剂等物质。所以产品决不含铅。

3、欧派超滤膜过滤效果 欧派超滤膜过滤效果 水中的成分 悬浮物,微粒>2?m 污染密度指数(SDI ) 病原体 浊度 TOC 去除率(总有机碳) 胶体硅、胶体铁、胶体铝 滤除效果 100% 出水<3 >99.99% 出水<0.1NTU 25%(近似值,具体由有机物来源决定) >99.0%

微生物 隐孢子虫和贾第鞭毛虫去除率

99.999% 100%

九、其它滤芯 1、KDF 学名为高纯度铜锌合金 (KineticDegradationFluxion) ,是美国 Don HesKett 博士在 1984 年发明的一种新 型的水过滤介质。其净水原理是通过电化 学氧化-还原(电子转移)进行水处理 工作,对抑制细菌滋生、去除重金属效果卓著。 KDF

笔和水质电解仪 十、TDS 笔和水质电解仪
1、TDS 笔 1)TDS 是英文 total dissolved solids 的缩写,中文译名为溶解性总固体,测量单位为 毫克 / 升( mg/L ) , 它表明 1 升 水中溶有多少毫克溶解性总固体。通俗的讲: TDS 值代表了水中溶解物杂质含量, TDS 值越大,说明水中的杂质含量大,反之,杂质含量 小。 2)TDS 值的测量工具一般是用 TDS 笔,其测量原理实际上是通过测量水的电导率从而 间接反映出 TDS 值。在物理意义上来说,水中溶解物越多,水的 TDS 值就越大,水的 导电性也越好,其电导率值也越大。 3)TDS 笔使用方法:打开 TDS 笔探针盖,按下标有 ON/ OFF 按钮,待液晶屏显示后, 将 TDS 笔插入被测水中,待数值稳定后,按下标有 HOLD 按钮,拿出 TDS 笔读取数 值方可,测试完毕后,用干纸将 TDS 笔探针擦拭干净。 4)缺点: TDS 仅能测出水中的可导电物质,但无法测出细菌、病毒等物质。因此单独依 赖 TDS 水质测试来判断水质是否能生饮,并不是正确的作法 5)如果消费者执意认为 TDS 笔可检测水质是否生饮,可以将农夫山泉矿泉水做测试。 2、水质电解器(又名水质电解仪) 1)是美国食品医药管理局(F.D.A) ,认定用来对已经被污染的水进行基本判定的简 易的水质检测方法,对于需要检验水源纯净时很有实际意义。 2)使用方法: 2.1 准备检验水——取两只容量为 100~150 毫升的白色玻璃杯,一杯接自来水,另一 杯接待测试水, 排放在桌子上。 2.2 准备检验——将电解器平放于玻璃杯上,插上 220 伏电源。 2.3 检验——将电解器上的电源开关按钮按向 ON(开)的位置,开始检验。 2.4 通常检验的时间为 30 秒。结束时,先将电源开关按向 OFF(关)的位置,最后取 出电解器

2.5 注意事项:接通电源后,双手不得抓在电极上;不得将手指伸入检验水中;电解器 用完后,应用干布将电极擦干,并用细纱布将铁质极杆上的水擦净,并妥善保管 3)检测原理 仪器带有正负两极的电解棒(一个是铁棒,一个是铝棒),即作为电场引入的两 个电极。电解器通电以后,在电流的作用下,溶解出正价的 Fe3+离子,他们会与水 中负价的 OH-离子结合,形成不溶于水的 Fe(OH)3 微粒,这些微粒对水中胶体粒子 的凝聚和吸附活性很强,并由此形成对水中有机或无机物的吸附、凝聚过程。同时, 由于电流的作用,原来溶于水中的金属粒子,如锰、钾、钴等还原出来,并逐渐聚集 形成金属团,由于不同金属离子的显色不同,从而产生颜色的分离。 4)该测试仪不能被用来评价欧派品质,因为在用其测量矿泉水时,水中的矿物质也 可能会与水中的其它污染物发生一些化学反应,会给用户带来误判。 3、结论 由于欧派净水器在去除有害物质的同时, 保留了对人体有益的矿物质微量元素, 因此不 能用 TDS 测试笔和水质电解仪来检测泉来净水器的过滤水质。事实上, TDS 笔和水质电解 仪并不是用来检测水质好坏的, 而是用来检测水中是否含有导电离子的。 纯净水因为不含导 。 电离子,因此电解出来的水没有颜色变化,TDS 值也非常小,而经过欧派净水器过滤出来的 净化水或者是天然矿泉水,因为含有有益的矿物质微量元素,故 TDS 值都较高,电解后的水 也因为含导电离子, 经电解棒氧化后会呈现出各种颜色。 目前市场上用 TDS 笔和水质电解仪 来检测判断水质好与坏的做法是带有欺骗性的, 他们往往都是为了达到推销其反渗透纯水机 的目的。举例说,在纯净水中加些食盐电解,以及电解天然山泉水、矿泉水后也会出现和电 解自来水的一样的颜色现象, 而一瓶可乐或果汁的 TDS 值一般都在 400 以上, 所以 TDS 值并 不是表征水质好与差的指标,而是反映水中导电离子的含量多少。


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