对于粒径5μm以上的杂质,可以选用5μm过滤精度的滤器去除,但对于0.3~5μm间的微细颗粒和胶体,利用上述常规的过滤技术很难去除。虽然超滤对这些微粒和胶体去除作用,但对中空纤维超滤膜的危害是极为严重的。特别是胶体粒子带有电荷,是物质分子和离子的聚合体,胶体所以能在水中稳定存在,主要是同性电荷的胶体粒子相互排斥的结果。向原水中加入与胶体粒子电性相反的荷电物质(絮凝剂)以打破胶体粒子的稳定性,使带荷电的胶体粒子中和成电中性而使分散的胶体粒子凝聚成大的团块,而后利用过滤或沉降便可以比较容易去除。常用的絮凝剂有无机电解质,如硫酸铝、聚合氯化铝和氯化铁。有机絮凝剂如聚丙稀酰胺、聚丙稀酸钠、聚乙稀亚胺等。由于有机絮凝剂高分子聚合物能通过中和胶粒表面电荷,形成氢键和“搭桥”使凝聚沉降在短时间内完成,从而使水质得到较大改善,故近年来高分子絮凝剂有取代无机絮凝剂的趋势。
流速是指原液(供给水)在膜表面上的流动的线速度,是超滤系统中的超滤一项重要操作参数。流速较大时,不但造成能量的浪费和产生过大的压力降而且加速超滤膜分裂性能的衰退。反之,如果流速较小,截留物在膜表面形成的边界层厚度增大,引起浓度极化现象,既影响了透水速率,又影响了透水质量。流速是根据实验来确定的。中空纤维超滤膜,在进水压力维持在0.2MPa以下时,内压膜的流速仅为0.1m/s,该流速的流型处在完全层流状态。外压膜可获得较大的流速。毛细管型超滤膜,当毛细管直径达 3mm时,其流速可适当提高,对减少浓缩边界层有利。必须指出两方面问题,其一是流速不能任意确定,由进口压力与原液流量有关,其二是对于中空纤维或毛细管膜而言,流速在进口端是不一致的,当浓缩水流量为原液的10%时,出口端流速近似为进口端的10%,此外提高压力增加了透过水量,对流速的提高供献极微。因此增加毛细管直径,适当提高浓缩水排量(回流量),可以使流速获得提高,特别是在超滤浓缩过程中,如电泳漆的回收时可有效提高其超滤速率。
超滤膜在运行相当长的一段时间后,在浓差极化影响下,逐渐形成凝胶层和污染物沉积层,并在压力差的作用下慢慢被压实,使流体阻力显著增加,透水通量急剧下降,采用物理方法不能使通量恢复时,必须用化学清洗剂进行清洗。
但对膜进行清洗时,应当注意两点:一是必须事先弄清楚污染物的组成及污染性质。这样才能采取有效的清洗方法。二是如能用清水冲洗,应尽量用清水冲洗。只有当清水冲洗达不到理想效果时,才考虑用化学清洗方法。为此超滤膜的清洗,又可分为物理清洗法和化学清洗法两种。