超濾技術讓水更清澈

是地球上最大的儲水庫，海水的大規模淡化已經有數十年的歷史。在非洲西部國家迦納，一座現代化的海水淡化裝置每天可生產六萬立方米的淡水，足夠供應50 萬人飲用。在這裡，巴斯夫子公司瀅格生產的超濾膜發揮了重要作用：它們被用於海水的預先處理環節，以提高淡化效果，並保護下游濾鹽器不被污染。濾鹽器採用了反滲透原理——水以單個分子的形式穿透敏感膜。由於在這個過程中需要施加80 巴（8000千帕）左右的壓力，因此，利用超濾技術進行預處理還有助於減少能源消耗。

海水在壓力作用下穿過巴斯夫Multibore^® 濾膜的微孔，沙、土、海藻甚至病原菌等雜質則被擋在膜外。乍看之下，超濾膜很像一根根白色細管，但從橫剖面來看，其內部十分複雜：纖維中含有七根供原水流過的毛細管。毛細管壁上佈滿直徑約20 奈米的小孔——其大小僅相當於蜘蛛絲的五百分之一。只有純水能夠穿透這些小孔進入塑膠纖維，並流到纖維之外，其它所有大於這一尺寸的顆粒都將被濾膜截留。

濾膜的生產需要豐富的專業知識和經驗。「挑戰在於如何在生產過程中製造如此之小的微孔，並使其在濾膜表面均勻分佈。」特性材料研究實驗室負責人NicoleJanssen 博士解釋道。她與團隊共同對濾膜纖維的效果和原物料- 巴斯夫^®聚醚碸塑膠 Ultrason E 進行了優化。「我們可以精確調整Ultrason 解決方案和工藝，使濾膜具備可靠的過濾性能。」

然而，要使纖維能夠可靠工作，不僅要確保微孔的尺寸和分佈正確無誤，纖維還必須具有優異的耐受性。來自於巴斯夫子公司瀅格的專家透過蜂巢結構解決了此難題。瀅格濾膜開發總監Martin Heijnen 說：「支撐結構中的七根毛細管使纖維處於一種力學穩定的狀態，因此具有良好的適應力，這有助於保護濾膜，防止產生可被細菌和病毒穿透的微小裂縫。」

在泵送海水的過濾裝置中——例如迦納的淡水淨化裝置——濾膜纖維被捆綁在一起，放入白色塑膠圓筒中，兩端用環氧樹脂黏到外殼上。運作過程中，下表面被密封，這樣只有毛細管上方開口保持通暢。原水在0.5 巴（50 千帕）的壓力下被泵入，並只能透過纖維毛細管內壁上的小孔流出，進而得到過濾後的淨水。

隨著時間的流逝，殘餘物會在毛細管內逐漸堆積，形成濾餅。為了確保水能夠穿透濾餅，就必須提高水壓。這不僅會增加能耗，也可能對濾膜造成壓力。因此，每一兩個小時就必須反轉水流方向，對過濾系統進行清洗：淨水短暫地從外部流入纖維，將濾餅沖出毛細管。

不過，微孔中的堵塞物或者糖和蛋白質等黏性物質可能無法沖出。它們只能透過化學方式加以清除（如使用氫氧化鈉、酸或次氯酸鹽），清理的間隔時間較長。不過，氧化劑也可能對Ultrason E 塑膠造成損傷。材料專家Janssen 和同事們希望改變這一情況。例如，她們正在研究如何提高毛細管過濾表面的親水性，換言之，使污染物更加難以沉澱下來。這樣可降低清洗難度，減少化學清洗步驟。「濾膜清洗間隔和使用壽命也相對延長。」Janssen 補充道。這些改進不僅對於海水預處理十分有用，對飲用水加工和汙水處理也很重要。