水处理工艺中的过滤技术是去除悬浮颗粒、胶体、微生物、有机物、溶解性物质等污染物的核心环节,广泛应用于市政饮用水、生产纯水(半导体UPW)、工业废水处理、海水淡化及污水回用等领域。
表面过滤(Surface Filtration):污染物在滤材表面形成滤饼被截留。典型:滤膜、滤芯、微滤筛。精确、易清洗或更换。
深度过滤(Depth Filtration):污染物被吸附或截留在滤材内部多孔结构中。典型:砂滤、活性炭、多介质滤床。容尘量大,适用于大流量预处理。
滤饼过滤(Cake Filtration):随着过滤进行,表面形成滤饼进一步提高过滤精度,常与表面过滤结合。
砂滤/多介质滤(Sand/Multimedia Filters):粒径通常0.5-10μm以上。功能:去除悬浮固体(TSS)、浊度、部分微生物。常作为预处理,成本低、处理量大。
活性炭过滤(GAC):吸附有机物、异味、氯、VOCs等。功能:脱色、除臭、去除有机污染物。
袋式/筒式/折叠滤芯(Bag/Cartridge Filters):1-100μm精度。功能:精密预处理或终端过滤,易更换。
按孔径/截留能力从大到小排序(“膜谱”):
微滤(MF, Microfiltration):孔径0.1-10μm(或0.05-5μm)。
功能:去除细菌、原生动物、悬浮颗粒、浊度。低压(1-2 bar)。常用于预处理或饮用水澄清,不能有效去除病毒和溶解盐。
超滤(UF, Ultrafiltration):孔径0.001-0.1μm。
功能:去除细菌、病毒、大分子有机物、胶体。低压(10-50 psi)。广泛用于饮用水、废水回用、RO预处理,可实现一定消毒效果。
纳滤(NF, Nanofiltration):孔径约0.001μm(1nm左右)。
功能:去除二价离子(硬度Ca²⁺、Mg²⁺)、有机物、农药、部分单价离子。介于UF和RO之间,中压(50-200 psi)。适用于软化水、脱色、去除小分子有机物。
反渗透(RO, Reverse Osmosis):孔径<0.0001μm(接近无孔)。
功能:去除几乎所有溶解盐、重金属、离子、有机物、微生物。高压(200-1000 psi)。核心用于海水淡化、纯水制备、工业 ultrapure water。脱盐率最高,但产水率和能耗需优化。
其他辅助过滤:离子交换(IX)、电除盐(EDI,常与RO联用)、生物过滤等。
典型工艺流程:常规处理(混凝→沉淀→砂滤)+ 膜处理(MF/UF + NF/RO)+ 消毒/后处理。
DuPont(原Dow FilmTec):RO/NF膜全球领导者。
Veolia(含SUEZ):全流程水处理解决方案,包括膜系统、砂滤等。
Pall Corporation:高端滤芯、膜系统,尤其工业和制药。
Hydranautics(日东电工)、Toray(东丽):高性能RO/UF膜。
Others:Jenfitch、Koch Membrane、Alfa Laval、Mann+Hummel、Shinoda等。
沃顿科技(Vontron):RO/NF/UF膜,全球销量领先的国产品牌。
其他:上海飞潮过滤、杭州大立过滤、浙江朝晖过滤(滤芯)、OriginWater(碧水源,膜生物反应器MBR)、Litree(立升,UF膜)、海拉水务等。
选型关键:根据水质、出水要求、能耗、维护成本综合选择。膜技术是趋势,但常规过滤仍是经济预处理基础。半导体等高纯水常采用UF+RO+EDI多级组合。