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1、所谓滤膜过滤就是利用连续的组织间的孔和分子排列间隙进行分离操作。根据对象物质的大小和过滤驱动力分类为MF(微滤)膜、UF(超滤)膜、离子交换膜、RO(反浸透)膜等。下图表示各种滤膜分离的对象物、滤膜，以及旭化成MICROZA的膜分离技术领域。1m为1/1000mm，1nm为1/100万mm。压力差、离子交换等原理有很多，这里主要说明通过压力差的分离。RO(反浸透)UF(超滤)MF(微滤)RO(反浸透)膜是用膜将浓厚液和稀薄液分开，向浓溶液侧施加比浸透压大的压力，仅让水分子通过膜，从浓溶液侧移动到稀薄溶液侧，进行离子类和低分子有机物的分离。 UF(超滤)膜具有0.001m0.01m的孔径，根据膜
2、的孔径和溶质分子大小进行筛分，进行溶质的分离、截留、浓缩、精制。MF(微滤)膜具有数m0.1m的孔径，可以高精度而且高效率地分离精制液体中含有的悬浮物和胶体粒子。净水处理一般常用的膜过滤方式有全量过滤方式和错流方式2种。全量过滤方式是全量过滤供给水的全量方式，是与一般砂滤相同的方式。与砂过滤一样必须定期地进行清洗。但是错流是向膜面平行流动，这样可以抑制膜供给水中的悬浊物质和胶体在膜面的堆积。一般在超滤中常常采用错流方式。过滤方式与原水水质、滤膜的材料和分离性能、滤膜组件构造、清洗方法等有很大的关系，因此必须选择适合处理条件的方法。 从成本来看，全量过滤方式不需要错流方式那样的平行流，因此动力费
3、少。错流方式膜面流速越高在膜面上就越不容易堆积附着物质，从防止膜污染的角度来看，必须实现高膜面流速。但是，膜面流速越高增加运行成本，因此必须全面考虑处理水量和清洗效果的关系，设计经济的膜面流速。全量过滤方式错流过滤方式膜分离技术原则上就是分离溶媒和溶质的技术，把压力差作为驱动力通过膜进行分离的滤膜有RO(反浸透)膜、UF(超滤)膜、MF(微滤)膜。通过这些滤膜可以分离、精制、浓缩溶液中的胶体、低分子物质以及离子。RO膜的典型使用例子有把海水加压约6MPa得到真水的海水淡水化和果汁的浓缩废水处理等。UF膜的典型使用例子不限于溶解性的高分子，还有病毒、细菌、酵母、胶体、微粒子等的分离、精制、浓缩等
4、。因为膜过滤可以在常温以下的低温下进行，所以常常用于容易变质的医药、食品工艺，也可以用于内霉素的除去、生酒的火落菌过滤等。MF膜的典型使用例子有高精度高效率地除去、精制或分离水、有机溶剂、化学药品等液体中含有的悬浮物、胶体粒子、菌体以及空气等各种气体等中浮游的微粒子、细菌。除此之外，还有把浓度差作为驱动力进行分离的透析膜和把电位差作为驱动力利用溶液中分子的电气化学特性和分子大小不同进行分离的电气透析法。作为透析膜的具体例子有用透析膜透析慢性肾不全患者的血液，透析膜可以除去血液中的杂质实现血液净化。这些膜经常使用小型而且可靠型高的中空纤维膜组件。1) 有机膜的材料用于有机膜的材料有聚乙烯(PE)
5、、四氟化乙烯(PTFE)、聚丙烯(PP)、醋酸纤维素(CA)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰亚胺(PI)、聚砜(PS)、聚醚砜(PES)等。材料不同亲水性和疏水性也不同，耐热性和耐药品性也不同。2) 无机膜的材料用于无机膜的材料有氧化铝(氧化铝A1203)、氧化锆(氧化锆Zr02)、氧化钛(氧化钛Ti02)等，还有不锈钢(SUS)、玻璃(SP6)制的膜。MF膜(微滤)和UF(超滤)膜都是以压力作为驱动力的分离法，因此有很多共同点，两种膜不同点如下所述。1.分离对象物质的尺寸MF膜的孔径为0.01m10m。因此，可以过滤比孔径大的物质，即固液分离。UF膜可以过滤分子量几千至数十万的高分子物质、胶体物质
6、，让此以下的低分子物质、离子类透过，即分子筛选。就两膜的区分范围而言有重叠的部分，MF膜的孔粗，UF膜的孔细。2.分离原理MF膜能阻止的物质是具有形状的粒子或菌体等。比这些粒子、菌体小的物质均可以透过，不发生浓度分极现象。即分离是在膜表面通过过滤或在膜表面和膜内部的阻止进行分离的。 UF膜是通过表面的致密层(也称为双皮层)进行分离的。在致密层有孔，比这些孔径大的分子、粒子被分离。因此，膜表面附近有浓度分极现象。3.操作压力MF膜通常在减压状态至200kPa以下运行。UF膜通常在减压状态至300kPa以下运行。4.膜压和强度膜压相同，但是材料、构造、制法等不同其强度也不同。中空纤维UF膜的膜壁厚
7、一般是150300m，但是中空纤维MF膜用延伸法制造的膜厚度一般是50100m。壁厚虽然薄，但是断裂强度和伸长度与UF膜一样的MF膜情况也有。5.表面状态MF膜和UF膜的电子显微镜照片(约放大1万倍)如右所示。MF膜可以清楚地看到孔，但是UF膜根本看不到。MICROZA UFMICROZA MF膜组件大致分为外壳收装方式的加压式组件和放置槽内的浸入方式的组件。加压式滤膜组件是把滤膜芯(滤膜和支撑体等部件一体化的部件)收装到外壳里作为滤膜组件使用。一般用水泵把供给水压入壳体内进行过滤。超滤膜和反浸透膜大多数是采用外壳收装方式，如下图所示有各种各样的滤膜组件。照片：旭化成MICROZA(加压式中空
8、纤维膜组件)下图：其他加压组件褶式滤膜组件(平膜：MF) 卷式滤膜组件(平膜：RO、UF)单体型滤膜组件(陶瓷)管式滤膜组件(软管式膜：RO、UF)关于滤膜组件的耐久性，即寿命没有明确的作为特性或数值的基准。过滤运行一段时间之后性能降低的原因大致可以分为滤膜组件构成材料的物理性、化学性以及生物学性的劣化(滤膜损坏、破裂、收缩、分解等变化)和作为过滤器的性能降低(滤膜组件的堵塞、表面堵塞、流路堵塞等污染)两种。1. 滤膜组件构成材料的劣化关于构成材料的劣化，因过滤时的水温、滤膜的物理性负荷状态、物理清洗时的反复应力、化学清洗的频率、对使用药品的耐药品性等使用条件或保管不同而不同。2. 过滤器性能的降低长时间使用滤膜之后，因微粒子悬浮物、溶解性高分子、难溶性化合物等造成膜表面的附着物形成、膜孔部位堵塞、滤膜组件的流路堵塞、膜过滤流束降低或膜间差压上升、过滤器的过滤性能降低。因此，需要设定抗污染的过滤条件，同时通过反洗或空气擦洗的物理清洗，以保持过滤器性能。另外，物理清洗的方法不能恢复性能时，则通过化学清洗来恢复性能。需要化学清洗的时间间隔变短，或化学清洗也不能恢复性能时，则需要更换滤膜。
