4.2　超微滤膜工艺结构

超微滤膜技术是膜技术领域中最为活跃的技术，其应用范围之广、规模之大均超过了其他的膜工艺技术。目前，超微滤技术除广泛应用于化工、医药、食品、饮料等行业的特殊料液处理外，在水处理方面也广泛应用于市政给水、给水深加工、中水处理、污水处理等诸多领域，特别是超微滤普遍用于大型反渗透系统预处理工艺之后，进一步加速了超微滤工艺应用规模的扩大。

与传统的混凝-砂滤工艺相比，超微滤工艺具有操作简单、运行灵活、产水质好、水质稳定、设备集成度高等诸多优势，在短短4～5年内迅速取代了传统的混凝-砂滤工艺，一举成为反渗透预处理系统的主导工艺。目前国内多数新装反渗透系统，特别是大中型系统均采用了超微滤为核心的预处理工艺。

超微滤预处理工艺的引入，有效地提高了预处理系统产水即膜系统进水的水质，促进了反渗透膜系统的长期稳定运行，甚至提高了反渗透膜系统的膜平均设计通量，提高了膜系统的设备效率。

超微滤工艺可分为分置式与浸没式两种结构。

4.2.1　分置式超微滤工艺结构

分置结构系指超微滤膜组件与原水容器的分置，由加压泵将原水从容器中抽取，并向超微滤装置提供工作压力。该结构是进水深加工领域常用的超微滤工艺结构，也是以海水、地下水、地表水、自来水为水源的反渗透系统中，超微滤预处理工艺的主要形式。如图4.5所示，以分置结构超微滤工艺为核心的反渗透系统预处理工艺流程中，新型的混凝-超微滤工艺取代了传统的混凝-砂滤工艺，并以20～100μm精度的叠片式过滤器（或称盘滤器）或以5～20μm精度的纤维式过滤器作为超微滤工艺的前处理。为强化超微滤工艺或纤维滤器的截留效果，常在盘滤器或纤维过滤器前投放混凝剂。该预处理系统中，炭滤器、软化器的功能仍然是去除游离氯、小粒径有机物与原水硬度，而精滤器的功能仅在于截留软化器等前级可能的泄漏滤料，是名副其实的保安过滤器。

图4.5　反渗透系统分置式超微滤预处理工艺流程

4.2.2　浸没式超微滤工艺结构

浸没结构系指超微滤膜组件浸没于生化反应池之中，由真空泵产生的负压提供超微滤装置的工作压力，又分为帘式、束式及板式结构。浸没式是污水处理领域中常用的超微滤工艺结构，是以工业废水、市政污水为水源的反渗透系统中超微滤预处理工艺的主要形式。图4.6示出了浸没式超微滤为核心的预处理工艺流程。该流程前部是典型的膜生物反应器，将超微滤膜置于好氧池液中，并利用好氧反应的曝气过程进行膜组件的清洗。膜生物反应器与传统的好氧生物反应器相比，具有产水水质好、容积负荷大、污泥浓度高、剩余泥量低、抗冲击负荷能力强、曝气强度小、工艺可控性强等一系列优势，是极具发展潜力的污水处理工艺。近年来浸没式结构开始应用于海水淡化、市政给水等自然水体的反渗透系统超微滤预处理工艺，工艺过程中采用的间歇曝气等措施可降低曝气能耗，以增强工艺的经济性。

图4.6　反渗透系统浸没式超微滤预处理工艺流程

中空超微滤组件的帘式结构横置运行方式，有利于利用曝气进行膜清洗，但膜丝易于受机械损伤而折断；束式结构立置运行方式的清洗效果较差，但受机械损伤较小；板式超微滤结构的机械强度最高，不存在断丝问题，但容积率低，设备效率低。