超濾技術(shù)

趙工：  

一、超濾原理

    超濾是一種與膜孔徑大小相關(guān)的篩分過(guò)程，以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動(dòng)力，以超濾膜為過(guò)濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當(dāng)原液流過(guò)表面時(shí)，超濾膜表面密布的許多細(xì)小的微孔只允許水及水分子物質(zhì)通過(guò)而成為透過(guò)液，而原液中體對(duì)于膜表面微孔的物質(zhì)則被截留在膜的過(guò)液側(cè)，成為濃縮液，因而實(shí)現(xiàn)對(duì)原液的凈化，分離和濃縮的目的。

   超濾原理并不復(fù)雜。在超濾過(guò)程中，由于被截留的雜質(zhì)在膜表面上不斷積累，會(huì)產(chǎn)生濃差極化現(xiàn)象，當(dāng)膜面溶質(zhì)濃度達(dá)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(yīng)用受到一定程度的限制。為此，需通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行研究，以確定*的工藝和運(yùn)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(yù)處理方法。

二、超濾的優(yōu)點(diǎn)

　　a． 超濾與傳統(tǒng)的預(yù)處理工藝相比，系統(tǒng)簡(jiǎn)單、操作方便、占地小、投資省、且水質(zhì)極優(yōu)，可滿足各類反滲透裝置的進(jìn)水要求。

　　b． 合理地選擇運(yùn)行條件和清洗工藝，可*控制超濾的濃差極化問(wèn)題，使此預(yù)處理方法更可靠。 

　　c．超濾對(duì)水中的各類膠體均具有良好的去除特性,因而可以考慮擴(kuò)大到凝結(jié)水精處理及離子交換除鹽系統(tǒng)的預(yù)處理中。

超濾的特點(diǎn)：

        1. 濾過(guò)程是在常溫下進(jìn)行，條件溫和無(wú)成分破壞，因而特別適宜對(duì)熱敏感的物質(zhì)，如藥物、酶、果汁等的分離、分級(jí)、濃縮與富集。

        2. 濾過(guò)程不發(fā)生相變化，無(wú)需加熱，能耗低，無(wú)需添加化學(xué)試劑，無(wú)污染，是一種節(jié)能環(huán)保的分離技術(shù)。

        3. 超濾技術(shù)分離效率高，對(duì)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(guò)程僅采用壓力作為膜分離的動(dòng)力，因此分離裝置簡(jiǎn)單、流程短、操作簡(jiǎn)便、易于控制和維護(hù)。

        5. 超濾法也有一定的局限性，它不能直接得到干粉制劑。對(duì)于蛋白質(zhì)溶液，一般只能得到10～50％的濃度。

三、超濾裝置 

    是在一個(gè)密閉的容器中進(jìn)行，以壓縮空氣為動(dòng)力，推動(dòng)容器內(nèi)的活塞前進(jìn)，使樣液形成內(nèi)壓，容器底部設(shè)有堅(jiān)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(kāi)始時(shí)，由于溶質(zhì)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(lái)越高，自下而上形成濃度梯度，這時(shí)超濾速度就會(huì)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(shè)計(jì)了幾種超濾裝置：

 1. 無(wú)攪拌式超濾

　　這種裝置比較簡(jiǎn)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(wú)攪拌裝置濃度極化較為嚴(yán)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)放入一支磁棒。在超濾時(shí)向容器內(nèi)施加壓力的同時(shí)開(kāi)動(dòng)磁力攪拌器，小分子溶質(zhì)和溶劑分子被排出膜外，大分子向?yàn)V膜表面堆積時(shí)，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。

3. 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(xì)管，兩端相通，管的內(nèi)徑一般在0．2mm左右，有效面積可以達(dá)到1平方厘米每一根纖維毛細(xì)管像一個(gè)微型透析袋，*地增大了滲透的表面積，提高了超濾的速度。

四、超濾技術(shù)的應(yīng)用 

早期的工業(yè)超濾應(yīng)用于廢水和污水處理。三十多年來(lái)，隨著超濾技術(shù)的發(fā)展，如今超濾膜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)很廣，主要包括食品工業(yè)、飲料工業(yè)、乳品工業(yè)、生物發(fā)酵、生物醫(yī)藥、醫(yī)藥化工、生物制劑、中藥制劑、臨床醫(yī)學(xué)、印染廢水、食品工業(yè)廢水處理、資源回收以及環(huán)境工程等等

超濾的優(yōu)點(diǎn)及特點(diǎn)：

l. *材質(zhì)，延長(zhǎng)使用壽命

    采用親水性強(qiáng)的H-PVDF材料，制成*的雙皮層結(jié)構(gòu)膜絲，具有*低化學(xué)性，足以抵抗強(qiáng)酸強(qiáng)堿的侵蝕；機(jī)械強(qiáng)度高，不易斷裂，適應(yīng)多次的氣擦洗和化學(xué)清洗，延長(zhǎng)了膜絲服務(wù)壽命。

2. 抗壓結(jié)構(gòu)，持續(xù)低能耗穩(wěn)定運(yùn)行

    外壓式結(jié)構(gòu)的陶氏超濾膜，可*經(jīng)受高強(qiáng)度的水沖擊力，同時(shí)也能保持通量，且進(jìn)水要求低，適用源水范圍更廣。同時(shí)，外壓式結(jié)構(gòu)丹絲不易堵塞，清洗頻率大幅降低，節(jié)約能耗，節(jié)省成本。

3. 超小孔徑，保障高效過(guò)濾

4. 適用范圍廣

    超濾的外壓式結(jié)構(gòu)和的布水方式，容許更寬的進(jìn)水懸浮物含量，更適合于水質(zhì)較差的應(yīng)用條件，并同時(shí)保證很高的水回收率。

5. 運(yùn)行費(fèi)用低

超濾外壓式可采用低廉的氣水混合清洗方式，高效保持通量的*穩(wěn)定，節(jié)約化學(xué)清洗劑消耗。

此外，陶氏超濾膜的優(yōu)異表現(xiàn)已獲飲用水標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證（NSF認(rèn)證），其模塊式的構(gòu)造，便捷的安裝，更使它成為了水處理項(xiàng)目的*選擇！幫助客戶實(shí)現(xiàn)高效率，低成本，安全穩(wěn)定的水處理解決方案！

• 超濾品牌產(chǎn)品介紹

1. 美國(guó)陶氏（DOW）超濾膜

   型號(hào)：SFP2880   SFP2860    SFP2660

 陶氏超濾膜極其均勻的孔徑分布，可有效屏蔽各種污染物， 對(duì)于復(fù)雜多變的水質(zhì)，都可提供穩(wěn)定的可持續(xù)的高品質(zhì)產(chǎn)水。陶氏超濾膜僅有0.03μm公稱孔徑，過(guò)濾精度高，對(duì)細(xì)菌和病原體的去除率高達(dá)99.99%，使其獲得優(yōu)良的產(chǎn)水品質(zhì)。

1. 陶氏超濾膜SFP系列說(shuō)明

     SFP系列超濾膜是陶氏化學(xué)新型的超濾膜組件，使用偏聚氟乙烯（PVDF）材質(zhì)，采用外壓式過(guò)濾方式，主要特點(diǎn)有單支膜面積大，產(chǎn)水水量大，產(chǎn)水水質(zhì)好，使用壽命長(zhǎng)，運(yùn)行費(fèi)用低。

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