[摘要] 摘要： 本文介绍了半死端超滤膜技术的典型设备，和运行工艺及其优化。并且介绍了在世界范围内此项技术在地下水，地表水，等常规水源处理，
摘要： 本文介绍了半死端超滤膜技术的典型设备，和运行工艺及其优化。并且介绍了在世界范围内此项技术在地下水，地表水，等常规水源处理，以及海水和污水回用等非常规水源方面的应用。关键词： 超滤 半死端 水处理 应用
在20世纪的最后10年，世界范围内水处理设施的拥有者开始出现了转变。（可饮用）供水开始逐渐由大规模的，政府控制运营的方式转变为私人拥有的，多个国家共同参与的事业，并且也被视为本世纪的下一个商业机会。由此，出现了对新的水处理技术以及降低水处理成本的需求。此种需求必然导致膜技术的兴起。从60年代开始，膜技术最早起源于海水淡化的反渗透膜。而后膜技术得到了非常迅速的发展，并且被广泛应用于越来越多的领域。既脱盐反渗透后，一系列更疏松的渗透膜被开发出来，包括从纳滤（疏松反渗透），到超滤（去除细菌和病毒），到微滤（去除悬浮固体）。并且任何一种应用都有其独特的，可以特殊设计的膜来满足要求。在早期大部分膜过滤采用错流过滤的形式，即液体沿与膜面水平的方向流动，这样的过滤形式可以防止“膜垢”的产生，但却仅有一小部分的液体真正能够过滤出来。因此这种过滤形式导致非常高的能耗，从而阻碍了膜在大规模水处理设施上的应用。
1 综述
于水处理，尤其是大规模的水处理设施，能耗已经成为一个非常明显的重要指标。如果膜技术要成为大规模的水处理设施的主要技术之一，就一定要降低能耗。因此，许多膜制造商开始开发低能耗的膜过滤系统，即所谓的死端过滤或半死端过滤。
此系统的工作原理类似咖啡过滤机，水中的固体悬浮物沉降在膜的表面。这部分固体通常被成为“污垢”，只要水中含有固体悬浮物，就必然会有“污垢”产生。为保证膜的产水量保持不变，膜过滤压力必然不断增加，因此运行一段时间后需要从与过滤相反的方向对膜进行清洗，因此有时我们也称为“半死端过滤”。沉积在膜表面的固体被清洗排出，从而膜又恢复了最初设计的性能。虽然反冲洗能够去除系统中大部分的膜污染，但有时仍然需要更有效的办法对膜进行彻底清洗。因为许多物质黏附在膜表面，仅通过机械力无法将其去除。这部分物质通常为有机物或微生物有机物，经过较长时间的运行，这部分物质会堵塞膜孔。膜的堵塞问题应该被称为“污垢”，它是运行过程不希望发生的情况。堵塞物可以溶解（对于一些小分子有机物）并通过膜，如果其对膜表面的黏附不是非常强的情况下；或者被膜截留，对于一些微生物有机物，当它们附着在膜表面后，还会进一步繁殖。这种膜污染的主要通过化学清洗去除，也是一种可逆污染。膜污染真正的问题是那些无法去除的不可逆的污染。
2 半死端超滤技术
近几年发展的发展的半死端过滤技术是XIGATM的核心技术，它是根据8寸半死端过滤超滤膜组件发展起来的。XIGATM的核心技术采用8寸压力容器，这是通常反渗透的标准设计。在每个压力容器中，可以放入多个膜组件。每个膜组件为1.5米长，毛细管式膜，膜丝内径0.8或1.5mm，每个膜组的膜面积为22或35m2。膜过滤的过程分为过滤、反洗、和化学加强反洗三个步骤。
成功应用半死端过滤技术的关键，是将过滤、反洗、化学加强反洗三个过程合理设计，从而使最终用户获得最低的运行费用。因此没有必要将单位膜面积的出水率总是保持在尽可能大的水平上。因为反冲洗不必加入任何化学药剂，并且进行时间很短（通常为20～60秒）因此反冲洗的费用远远低于化学加强反洗，我们认为反冲洗是去除膜表面沉积污垢的首选方法。
为了更清楚的解释这个问题，下图表示系统运行过程中膜两端压力的变化。图中A段表示过滤过程，B段表示反洗过程，C短表示化学加强反洗过程（CEB）。
A过程进行中，对于特定的水质，需要保证的关键指标是膜通量和膜过滤压力。因此若降低反洗和化学加强反洗的频率，就将影响膜的通量。同时就将使系统的投资增加。另外一个方法是改善入水的水质，通过加药或进行化学预处理。这同样要增加投资和运行费用，因此通常要根据实际在这两种办法中进行权衡。
对于B过程，膜过滤压降取决于膜表面垢层的厚度，和反洗时的机械压力。反洗应尽可能充分，保证能够被反洗掉的污垢充分去除，这是推迟化学加强反洗的频率的一种有效方法。另外这个过程中也存在反洗的机械压力（如反洗水的流量）和改变垢层厚度（加入预处理）这两种方案之间的权衡的问题。
C过程，化学加强反洗（CEB），仅在进行了反冲洗后膜两端的过滤压降仍然达到了预定值后，或者在预先设定的较长的反洗次数以后。所使用的化学清洗剂是一些常规化学药剂的混合物，包括次氯酸钠、双氧水、次氯酸等，可以非常地容易的处理掉污垢层。
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