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1、超滤简介超滤(UF)是在压差推动力作用下利用膜的透过性能，达到分离水中离子、分子 以及某种微粒为目的的膜分离技术。它介于微滤和纳滤之间，超滤膜孔径范围为 1nm0.1p m。超滤是一种流体切向流动和压力驱动的过滤过程，并按分子量大小来分离水中 颗粒。超滤膜的孔径大约在0.0020.1m范围内(MWCO约为1000-500000)。 溶解物质和比膜孔径小的物质能作为透过液透过滤膜，不能透过滤膜的物质将被截 留下来浓缩于排放液中。运行压力一般为1-7bar。原理超滤是一个错流和切向流的过程，要过滤的液体沿膜表面流动。这样在中空纤维的内壁上形成流体剪切的条件，而使得污染物较难在膜表面形成。高分子逋童
2、Dissolved SolidsFlow, Q进水R = Partial不对称離洼透水BODCOD小分子聚糖要过滤的水经由超滤给水泵加压后输入膜组件中。由于面膜内外的压力差，一部分水渗过滤膜，而水中的杂质则截留在剩余部分水中被过滤除去。特点（1）能完全去除微生物和微粒。（2）过滤效果不受原水水质影响。（3）能去除耐氯的病菌。（4）超滤的浓缩液中只含有原来水中含有的那些物质。（5）比起其他的传统方式，超滤中沉淀物的量明显较少。（6）支架的紧凑结构提高了空间利用率，节省费用，也可在现有的厂房中，可以 高度灵活的增加装置配备。（7）超滤可以实现全自动化工业连续生产。（8）由于超滤几乎能完全滤去形成覆
3、盖层的物质，所以可以在后续的膜净化步骤 中增加面积负荷，因而减小后续净化装置的规模分类超滤膜按结构分主要有四种：板式膜，卷式膜，管式膜，中空纤维膜。 超滤膜可分为对称膜和非对称膜。对称膜，又称各向同性膜，指各向均质的致密或多孔膜，物质在膜中各处的渗 透速率相同。非对称膜，又称各向异性膜，是由一个极薄的致密皮层（决定分离效果和传递速 率）和一个多孔支撑层（主要起支撑作用）组成。不对称膜又分为两类：一类为整体不对称膜（膜的皮层和支撑层为同一种材料）； 另一类为复合膜（膜的皮层和支撑层为不同种材料）。纳滤简介纳滤（NF）是介于超滤与反渗透之间的一种压力驱动膜分离技术，其截留分子量在 2001000
4、的范围内，孔径为几纳米，因此称为纳滤。由于纳滤膜表 面有一层均匀的超薄脱盐层，它比反渗透膜要疏松得多，且其操作压力比反渗 透低，因此纳滤又称为疏松型反渗透或低压反渗透。原理纳滤膜处于超滤和反渗透两者之间，且大部分为荷电膜，其对无机盐的分 离行为不仅由化学势梯度控制，同时也受电势梯度的影响，即纳滤膜的行为与 其荷电性能，以及溶质荷电状态相互作用都有关系。其传质机理根据分离对象 的不同，主要有以下两种类型。1、纳滤膜分离非电解溶液时的传质模型 其传质机理与反渗透类似，传质模型主要有溶解扩散模型、空间位阻 孔道模型等。（1） 溶解扩散模型溶解 -扩散模型是由 Lonsdale 等人提出的，其过程可概
5、括为 3 步： 溶质和溶剂在膜的料液侧表面外吸附和溶解； 溶质和溶剂之间没有相互作用，它们在各自化学位差的推动下仅以分子 扩散方式 （不存在溶质和溶剂的对流传递 ）通过渗透膜的活性层； 溶质和溶剂在膜的透过侧表面解吸。（2）空间位阻孔道模型。 纳滤膜分离电解质溶液时的传质模型 2、分离电解质溶液时的传质模型（1）Donnan 平衡模型 将荷电基团的膜置于含盐溶剂中时，溶液中的 反离子在膜内浓度大于其在主体溶液中的浓度， 而同名离子在膜内的浓度则低 于其在主体溶液中的浓度。 由此形成的 Donnan 位差阻止了同名离子从主体溶 液向膜内的扩散，为了保持电中性，反离子也被膜截留。（2）空间电荷模型
6、 （SC 模型） 它是表征膜对电解质及离子的截留性能 的理想模型，模型假设膜由孔径均一而且其壁面上电荷均匀分布的微孔组成。 该模型的基本方程有描述体积透过通量的 Navier-Stokes 方程、描述离子传递 的 Nernst-Plank 方程及描述离子浓度和电位关系的 Poisson-Boltzmann 方程 等。（3）固定电荷模型 （TMS 模型） 该模型假设膜是均质无孔的， 膜中固定电 荷的分布是均匀的，不考虑孔径等结构参数，认为离子浓度和电势能在传质方 向具有一定的梯度。固定电荷模型其实是空间电荷模型的简化形式。（4）杂化模型 该模型认为膜质相同且无孔，但离子在极细微的膜孔隙 中的扩散
7、和对流传递会受到立体阻碍作用的影响。该模型建立在扩展的 Nernst-Plank 方程上，用于表征两组分和三组分的电解质溶液的传递现象。特点(1) 具有纳米级孔径。(2) 纳滤膜对无机盐有一定的脱除率，大多数纳滤膜是复合膜，其表皮层由 聚电解质构成，膜的分离性能与原料液的 pH 值之间有较强的依赖关系；(3) 对疏水型胶体、油、蛋白质和其它有机物有较强的抗污染性，相比于 RONF具有操作压力低、水通量大的特点,纳滤膜的操作压力一般低于IMPa,故有“低 压反渗透”之称，操作压力低使得分离过程动力消耗低，对于降低设备的投资费用 和运行费用是有利的。常见的纳滤膜(1) 芳香聚酰胺类复合纳滤膜(2) 聚哌嗪酰胺类复合纳滤膜(3) 磺化聚砜类复合纳滤膜附：各种膜分离性能示意图
