超滤膜分离技术基础

【资料简介】

超滤膜的过滤原理

      超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的的净化、分离和浓缩的目的。

 超滤膜过滤原理图

原液一般指需要净化、分离或浓缩的溶液，透过液指原液中透过超滤膜而被滤除大分子溶质的那部分液体，浓缩液则是原液中因分离出透过液而剩余的高浓度溶液。在净化水工程中，原液是指原水进水，透过液即为净化水，浓缩液则是排放的废水。

内压式和外压式中空纤维超滤膜：

      一个中空纤维超滤膜组件主要是由成百到上千根细小的中空纤维丝和膜外壳两部分组成，一般将中空纤维膜内径在之间的超滤膜称为毛细管式超滤膜，毛细管式超滤膜因内径较大，因此不易被大颗粒物质堵塞，更适用于过滤原液浓度较大的场合。

按进水方式的不同，中空纤维超滤膜又分为内压式和外压式两种：

      内压式：即原液*入中空丝内部，经压力差驱动，沿径向由内向外渗透过中空纤维成为透过液，浓缩液则留在中空丝的内部，由另一端流出，其中环氧树脂端封的作用是在中空纤维膜丝的端头密封住膜丝之间的间隙，从而使原液与透过液分离，防止原液不经过膜丝过滤而直接渗入到透过液中。

      外压式中空纤维超滤膜则是原液经压力差沿径向由外向内渗透过中空纤维成为透过液，而截留的物质则汇集在中空丝的外部，外压式中空纤维超滤膜

      全量过滤和错流过滤方式：中空纤维超滤膜的过滤方式主要分为全量过滤和错流过滤两种：

      全量过滤方式是指原液中的水分子全部渗透过超滤膜，没有浓缩液流出，

      而错流过滤方式则是在过滤的过程中有一部分的浓缩液体从超滤膜的另一端排掉。  

      超滤的过滤孔径：

      从表一中可以看出，在膜法分离技术中膜的微孔径在20*10-10m~1000*1-10m之间的过滤膜称为超滤膜，即0.002-0.1um之间，而一般胶体体积均≥0.1um，乳胶≥0.5um，大肠菌、葡萄球菌等细菌体积≥0.2um，悬浮物、微粒子等体积≥5um，因此超滤膜可以过滤出溶液中的细菌、胶体、悬浮物、蛋白质等大分子物质。

      超滤膜分离技术的特点超滤膜的分离过程具有以下几个显著特点：

    在常温和低压下进行分离，因而能耗低，从而使设备的运行费用低。、设备体积小、结构简单，故投资费用低。

      超滤分离过程只是简单的加压输送液体，工艺流程简单，易于操作管理。、超滤膜是由高分子材料制成的均匀连续体，纯物理方法过滤，物质在分离过程中不发生质的变化，并且在使用过程中不会有任何杂质脱落，保证超滤液的纯净。

      以上特点决定了超滤膜的应用非常广泛，从普通家用饮水的净化到工业水处理都有大规模的应用，因而超滤膜分离技术作为国家火炬计划重点支持的六大*之一，具有广阔的发展前景。