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技術文章
超濾的簡介
點擊次數(shù)：3146 發(fā)布時間：2013-1-23
超濾簡介：
超濾又稱超過濾，用于截留水中膠體大小的顆粒，而水和低分子量溶質則允許透過膜。超濾的機理是指由膜表面機械篩分、膜孔阻滯和膜表面及膜孔吸附的綜合效應，以篩濾為主
?、?strong>原理：
?、瞥瑸V膜與超濾裝置
?、?strong>超濾膜的種類：
常用的超濾膜有：醋酸纖維素膜，聚砜膜，聚酰胺膜
②超濾裝置：主要有板框式、管式、卷式和中空纖維式等，與反滲透裝置類似。
Ⅰ板框式超濾裝置
優(yōu)點：裝置牢固，適合在廣泛的壓力范圍內(nèi)工作；流道間隙大小可調(diào)，原水流道不易被雜物堵塞；具有可拆性，清洗方便；通過增減膜及支撐板的數(shù)量可處理不同水量。
缺點：裝置較笨重；單位體積內(nèi)的有效膜面積較?。荒さ膹姸纫筝^高，一般做在無紡布上，以增強膜的機械性能。
Ⅱ管式超濾裝置
優(yōu)點：原液流道截留面積較大，不易堵塞；膜面的清洗比較容易，可化學清洗或擦洗。
缺點：單位體積內(nèi)膜的充填密度較低，占地面積大；膜管的彎頭及連接件多，設備安裝費時。
Ⅲ卷式超濾裝置
優(yōu)點：單位體積內(nèi)的有效膜面積較大，水在膜表面流動狀態(tài)比較好，結構緊湊，占地面積較小。缺點：進水預處理要求嚴格，對所用的膜強度要求較高，使用過程中，一旦發(fā)現(xiàn)膜破損須更換新的膜元件。
Ⅳ中空纖維式超濾裝置：
優(yōu)點：單位體積內(nèi)有效膜面積zui大，工作效率zui高，占地面積小。中空纖維無須支撐物。缺點：膜的清洗較困難，只能用水力沖洗或化學清洗，不能用機械清洗，另外，中空纖維膜損壞后要更換整個組件。
?、鄢瑸V工藝參數(shù)
主要參數(shù)有膜通量、膜清洗和膜壽命。
在操作壓力為0.11～0.6Mpa，溫度小于60℃時，超濾膜的膜通量以1～500L/m2h為宜。影響膜通量的因素有：進水流速、操作壓力、溫度、進水濃度和原水預處理等。
膜必須定期清洗，以延長膜的壽命，正常使用的膜的壽命為12～18個月。
④超濾在廢水處理中的應用
目前已應用在汽車制造行業(yè)噴漆廢水、金屬加工廢水以及食品工業(yè)廢水的處理及有用物質的回收。
超濾原理也是一種膜分離過程原理，超濾利用一種壓力活性膜，在外界推動力（壓力）作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對較高的物質,而水和小的溶質顆粒透過膜的分離過程。通過膜表面的微孔篩選可截留分子量為3x10000—1x10000的物質。當被處理水借助于外界壓力的作用以一定的流速通過膜表面時，水分子和分子量小于300—500的溶質透過膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于篩分作用被截留，從而使水得到凈化。也就是說，當水通過超濾膜后，可將水中含有的大部分膠體硅除去，同時可去除大量的有機物等。
超濾原理并不復雜。在超濾過程中，由于被截留的雜質在膜表面上不斷積累，會產(chǎn)生濃差極化現(xiàn)象，當膜面溶質濃度達到某一極*即生成凝膠層，使膜的透水量急劇下降，這使得超濾的應用受到一定程度的限制。為此，需通過試驗進行研究，以確定*的工藝和運行條件，zui大限度地減輕濃差極化的影響，使超濾成為一種可靠的反滲透預處理方法。
a．超濾與傳統(tǒng)的預處理工藝相比，系統(tǒng)簡單、操作方便、占地小、投資省、且水質極優(yōu)，可滿足各類反滲透裝置的進水要求。
b．合理地選擇運行條件和清洗工藝，可*控制超濾的濃差極化問題，使此預處理方法更可靠。
c．超濾對水中的各類膠體均具有良好的去除特性,因而可以考慮擴大到凝結水精處理及離子交換除鹽系統(tǒng)的預處理中。
在超濾過程中，水深液在壓力推動下，流經(jīng)膜表面，小于膜孔的深劑（水）及小分子溶質透水膜，成為凈化液（濾清液），比膜孔大的溶質及溶質集團被截留，隨水流排出，成為深縮液。超濾過程為動態(tài)過濾，分離是在流動狀態(tài)下完成的。溶質僅在膜表面有限沉積，超濾速率衰減到一定程度而趨于平衡，且通過清洗可以恢復。
超濾是以壓力為推動力的膜分離技術之一。以大分子與小分子分離為目的，膜孔徑在20－1000A°之間。中空纖維超濾器（膜）具有單位溶器內(nèi)充填密度高，占地面積小等優(yōu)點。
超濾技術的優(yōu)缺點
與傳統(tǒng)分離方法相比，超濾技術具有以下特點：
1.濾過程是在常溫下進行，條件溫和無成分破壞，因而特別適宜對熱敏感的物質，如藥物、酶、果汁等的分離、分級、濃縮與富集。
2.濾過程不發(fā)生相變化，無需加熱，能耗低，無需添加化學試劑，無污染，是一種節(jié)能環(huán)保的分離技術。
3.超濾技術分離效率高，對稀溶液中的微量成分的回收、低濃度溶液的濃縮均非常有效。
4.超濾過程僅采用壓力作為膜分離的動力，因此分離裝置簡單、流程短、操作簡便、易于控制和維護。
5.超濾法也有一定的局限性，它不能直接得到干粉制劑。對于蛋白質溶液，一般只能得到10～50%的濃度。
超濾裝置是在一個密閉的容器中進行，以壓縮空氣為動力，推動容器內(nèi)的活塞前進，使樣液形成內(nèi)壓，容器底部設有堅固的膜板。小于膜板孔徑直徑的小分子，受壓力的作用被擠出膜板外，大分子被截留在膜板之上。超濾開始時，由于溶質分子均勻地分布在溶液中，超濾的速度比較快。但是，隨著小分子的不斷排出，大分子被截留堆積在膜表面，濃度越來越高，自下而上形成濃度梯度，這日才超濾速度就會逐漸減慢，這種現(xiàn)象稱為濃度極化現(xiàn)象。為了克服濃度極化現(xiàn)象，增加流速，設計了幾種超濾裝置：
1.無攪拌式超濾
這種裝置比較簡單，只是在密閉的容器中施加一定壓力，使小分子和溶劑分子擠壓出膜外，無攪拌裝置濃度極化較為嚴重，只適合于濃度較稀的小量超濾。
2.攪拌式超濾
攪拌式超濾是將超濾裝置位于電磁攪拌器之上，超濾容器內(nèi)放人一支磁棒。在超濾時向容器內(nèi)施加壓力的同時開動磁力攪拌器，小分子溶質和溶劑分子被排出膜外，大分子向濾膜表面堆積時，被電磁攪拌器分散到溶液中。這種方法不容易產(chǎn)生濃度極化現(xiàn)象，提高了超濾的速度。
4.中空纖維超濾
由于膜板式超濾裝置，截留面積有限，中空纖維超濾是在一支空心柱內(nèi)裝有許多的，中空纖維毛細管，兩端相通，管的內(nèi)徑一般在0．2mm左右，有效面積可以達到1平方厘米每一根纖維毛細管像一個微型透析袋，極大地增大了滲透的表面積，提高了超濾的速度。納米膜表超濾膜也是中空超濾膜的一種。
超濾又稱超過濾，用于截留水中膠體大小的顆粒，而水和低分子量溶質則允許透過膜。超濾的機理是指由膜表面機械篩分、膜孔阻滯和膜表面及膜孔吸附的綜合效應，以篩濾為主
?、?strong>原理：
?、瞥瑸V膜與超濾裝置
?、?strong>超濾膜的種類：
常用的超濾膜有：醋酸纖維素膜，聚砜膜，聚酰胺膜
②超濾裝置：主要有板框式、管式、卷式和中空纖維式等，與反滲透裝置類似。
Ⅰ板框式超濾裝置
優(yōu)點：裝置牢固，適合在廣泛的壓力范圍內(nèi)工作；流道間隙大小可調(diào)，原水流道不易被雜物堵塞；具有可拆性，清洗方便；通過增減膜及支撐板的數(shù)量可處理不同水量。
缺點：裝置較笨重；單位體積內(nèi)的有效膜面積較?。荒さ膹姸纫筝^高，一般做在無紡布上，以增強膜的機械性能。
Ⅱ管式超濾裝置
優(yōu)點：原液流道截留面積較大，不易堵塞；膜面的清洗比較容易，可化學清洗或擦洗。
缺點：單位體積內(nèi)膜的充填密度較低，占地面積大；膜管的彎頭及連接件多，設備安裝費時。
Ⅲ卷式超濾裝置
優(yōu)點：單位體積內(nèi)的有效膜面積較大，水在膜表面流動狀態(tài)比較好，結構緊湊，占地面積較小。缺點：進水預處理要求嚴格，對所用的膜強度要求較高，使用過程中，一旦發(fā)現(xiàn)膜破損須更換新的膜元件。
Ⅳ中空纖維式超濾裝置：
優(yōu)點：單位體積內(nèi)有效膜面積zui大，工作效率zui高，占地面積小。中空纖維無須支撐物。缺點：膜的清洗較困難，只能用水力沖洗或化學清洗，不能用機械清洗，另外，中空纖維膜損壞后要更換整個組件。
?、鄢瑸V工藝參數(shù)
主要參數(shù)有膜通量、膜清洗和膜壽命。
在操作壓力為0.11～0.6Mpa，溫度小于60℃時，超濾膜的膜通量以1～500L/m2h為宜。影響膜通量的因素有：進水流速、操作壓力、溫度、進水濃度和原水預處理等。
膜必須定期清洗，以延長膜的壽命，正常使用的膜的壽命為12～18個月。
④超濾在廢水處理中的應用
目前已應用在汽車制造行業(yè)噴漆廢水、金屬加工廢水以及食品工業(yè)廢水的處理及有用物質的回收。
超濾原理也是一種膜分離過程原理，超濾利用一種壓力活性膜，在外界推動力（壓力）作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對較高的物質,而水和小的溶質顆粒透過膜的分離過程。通過膜表面的微孔篩選可截留分子量為3x10000—1x10000的物質。當被處理水借助于外界壓力的作用以一定的流速通過膜表面時，水分子和分子量小于300—500的溶質透過膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于篩分作用被截留，從而使水得到凈化。也就是說，當水通過超濾膜后，可將水中含有的大部分膠體硅除去，同時可去除大量的有機物等。
超濾原理并不復雜。在超濾過程中，由于被截留的雜質在膜表面上不斷積累，會產(chǎn)生濃差極化現(xiàn)象，當膜面溶質濃度達到某一極*即生成凝膠層，使膜的透水量急劇下降，這使得超濾的應用受到一定程度的限制。為此，需通過試驗進行研究，以確定*的工藝和運行條件，zui大限度地減輕濃差極化的影響，使超濾成為一種可靠的反滲透預處理方法。
a．超濾與傳統(tǒng)的預處理工藝相比，系統(tǒng)簡單、操作方便、占地小、投資省、且水質極優(yōu)，可滿足各類反滲透裝置的進水要求。
b．合理地選擇運行條件和清洗工藝，可*控制超濾的濃差極化問題，使此預處理方法更可靠。
c．超濾對水中的各類膠體均具有良好的去除特性,因而可以考慮擴大到凝結水精處理及離子交換除鹽系統(tǒng)的預處理中。
在超濾過程中，水深液在壓力推動下，流經(jīng)膜表面，小于膜孔的深劑（水）及小分子溶質透水膜，成為凈化液（濾清液），比膜孔大的溶質及溶質集團被截留，隨水流排出，成為深縮液。超濾過程為動態(tài)過濾，分離是在流動狀態(tài)下完成的。溶質僅在膜表面有限沉積，超濾速率衰減到一定程度而趨于平衡，且通過清洗可以恢復。
超濾是以壓力為推動力的膜分離技術之一。以大分子與小分子分離為目的，膜孔徑在20－1000A°之間。中空纖維超濾器（膜）具有單位溶器內(nèi)充填密度高，占地面積小等優(yōu)點。
超濾技術的優(yōu)缺點
與傳統(tǒng)分離方法相比，超濾技術具有以下特點：
1.濾過程是在常溫下進行，條件溫和無成分破壞，因而特別適宜對熱敏感的物質，如藥物、酶、果汁等的分離、分級、濃縮與富集。
2.濾過程不發(fā)生相變化，無需加熱，能耗低，無需添加化學試劑，無污染，是一種節(jié)能環(huán)保的分離技術。
3.超濾技術分離效率高，對稀溶液中的微量成分的回收、低濃度溶液的濃縮均非常有效。
4.超濾過程僅采用壓力作為膜分離的動力，因此分離裝置簡單、流程短、操作簡便、易于控制和維護。
5.超濾法也有一定的局限性，它不能直接得到干粉制劑。對于蛋白質溶液，一般只能得到10～50%的濃度。
超濾裝置是在一個密閉的容器中進行，以壓縮空氣為動力，推動容器內(nèi)的活塞前進，使樣液形成內(nèi)壓，容器底部設有堅固的膜板。小于膜板孔徑直徑的小分子，受壓力的作用被擠出膜板外，大分子被截留在膜板之上。超濾開始時，由于溶質分子均勻地分布在溶液中，超濾的速度比較快。但是，隨著小分子的不斷排出，大分子被截留堆積在膜表面，濃度越來越高，自下而上形成濃度梯度，這日才超濾速度就會逐漸減慢，這種現(xiàn)象稱為濃度極化現(xiàn)象。為了克服濃度極化現(xiàn)象，增加流速，設計了幾種超濾裝置：
1.無攪拌式超濾
這種裝置比較簡單，只是在密閉的容器中施加一定壓力，使小分子和溶劑分子擠壓出膜外，無攪拌裝置濃度極化較為嚴重，只適合于濃度較稀的小量超濾。
2.攪拌式超濾
攪拌式超濾是將超濾裝置位于電磁攪拌器之上，超濾容器內(nèi)放人一支磁棒。在超濾時向容器內(nèi)施加壓力的同時開動磁力攪拌器，小分子溶質和溶劑分子被排出膜外，大分子向濾膜表面堆積時，被電磁攪拌器分散到溶液中。這種方法不容易產(chǎn)生濃度極化現(xiàn)象，提高了超濾的速度。
4.中空纖維超濾
由于膜板式超濾裝置，截留面積有限，中空纖維超濾是在一支空心柱內(nèi)裝有許多的，中空纖維毛細管，兩端相通，管的內(nèi)徑一般在0．2mm左右，有效面積可以達到1平方厘米每一根纖維毛細管像一個微型透析袋，極大地增大了滲透的表面積，提高了超濾的速度。納米膜表超濾膜也是中空超濾膜的一種。