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1、超滤原理超滤又称超过滤，用于截留水中胶体大小的颗粒，而水和低分子量溶质则允 许透过膜。超滤的机理是指由膜表面机械筛分、膜孔阻滞和膜表面及膜孔吸附的 综合效应，以筛滤为主。目录1. 1 超滤2. 2 超滤应用3. 3 应用范围超滤编辑原理超滤膜筛分过程，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，因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。超滤膜与超滤装置 超滤膜的种类： 常用的超滤膜有：醋酸纤维素膜，聚砜膜，聚酰胺膜 超
2、滤装置：主要有板框式、管式、卷式和中空纤维式等，与反渗透装置类似。I板框式超滤装置优点：装置牢固，适合在广泛的压力范围内工作；流道间隙大小可调，原水流道 不易被杂物堵塞；具有可拆性，清洗方便；通过增减膜及支撑板的数量可处理不 同水量。缺点：装置较笨重；单位体积内的有效膜面积较小；膜的强度要求较高，一般做 在无纺布上，以增强膜的机械性能。II管式超滤装置优点：原液流道截留面积较大，不易堵塞；膜面的清洗比较容易，可化学清洗或 擦洗。缺点：单位体积内膜的充填密度较低，占地面积大；膜管的弯头及连接件多，设 备安装费时。III卷式超滤装置优点：单位体积内的有效膜面积较大，水在膜表面流动状态比较好，结构紧
3、凑， 占地面积较小。缺点：进水预处理要求严格，对所用的膜强度要求较高，使用过 程中，一旦发现膜破损须更换新的膜元件。W中空纤维式超滤装置：优点：单位体积内有效膜面积最大，工作效率最高，占地面积小。中空纤维无须 支撑物。缺点：膜的清洗较困难，只能用水力冲洗或化学清洗，不能用机械清洗，另外， 中空纤维膜损坏后要更换整个组件。 超滤工艺参数主要参数有膜通量、膜清洗和膜寿命。在操作压力为0.110.6Mpa,温度小于60C时，超滤膜的膜通量以1500L/m2h 为宜。影响膜通量的因素有：进水流速、操作压力、温度、进水浓度和原水预处 理等。膜必须定期清洗,以延长膜的寿命,正常使用的膜的寿命为1218个月
4、。 超滤在废水处理中的应用 如今已应用在汽车制造行业喷漆废水、金属加工废水以及食品工业废水的处理及 有用物质的回收。超滤原理也是一种膜分离过程原理,超滤利用一种压力活性膜,在外界推动力（压 力）作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质,而水和小的溶质颗粒透 过膜的分离过程。通过膜表面的微孔筛选可截留分子量为 3x100001x10000 的 物质。当被处理水借助于外界压力的作用以一定的流速通过膜表面时,水分子和 分子量小于 300500 的溶质透过膜,而大 于膜孔的微粒、大分子等由于筛分作 用被截留,从而使水得到净化。也就是说,当水通过超滤膜后,可将水中含有的 大部分胶体硅除去,同时可去
5、除大量的有机物 等。超滤原理并不复杂。在超滤过程中,由于被截留的杂质在膜表面上不断积累,会 产生浓差极化现象,当膜面溶质浓度达到某一极限时即生成凝胶层,使膜的透水 量急剧下降,这使得超滤的应用受到一定程度的限制。为此,需通过试验进行研 究,以确定最佳的工艺和运行条件,最大限度地减轻浓差极化的影响,使超滤成 为一种可靠的反渗透预处理方法。a 超滤与传统的预处理工艺相比,系统简单、操作方便、占地小、投资省、且 水质极优,可满足各类反渗透装置的进水要求。b 合理地选择运行条件和清洗工艺,可完全控制超滤的浓差极化问题,使此预 处理方法更可靠。c.超滤对水中的各类胶体均具有良好的去除特性，因而可以考虑扩
6、大到凝结水精 处理及离子交换除盐系统的预处理中。在超滤过程中,水深液在压力推动下,流经膜表面,小于膜孔的深剂（水）及 小 分子溶质透水膜,成为净化液（滤清液）,比膜孔大的溶质及溶质集团被截留, 随水流排出,成为深缩液。超滤过程为动态过滤,分离是在流动状态下完成的。 溶 质仅在膜表面有限沉积,超滤速率衰减到一定程度而趋于平衡,且通过清洗 可以恢复。超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一。以大分子与小分子分离为目的,膜孔 径在201000A之间。中空纤维超滤器（膜）具有单位溶器内充填密度高，占 地面积小等优点。超滤技术的优缺点与传统分离方法相比，超滤技术具有以下特点：1. 滤过程是在常温下进行，条件
7、温和无成分破坏，因而特别适宜对热敏感的物 质，如药物、酶、果汁等的分离、分级、浓缩与富集。2. 滤过程不发生相变化，无需加热，能耗低，无需添加化学试剂，无污染，是 一种节能环保的分离技术。3. 超滤技术分离效率高，对稀溶液中的微量成分的回收、低浓度溶液的浓缩均 非常有效。4. 超滤过程仅采用压力作为膜分离的动力，因此分离装置简单、流程短、操作 简便、易于控制和维护。5. 超滤法也有一定的局限性，它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液，一 般只能得到1050%的浓度。超滤装置是在一个密闭的容器中进行，以压缩空气为动力，推动容器内的活塞前 进，使样液形成内压，容器底部设有坚固的膜板。小于膜板孔径直
8、径的小分子， 受压力的作用被挤出膜板外，大分子被截留在膜板之上。超滤开始时，由于溶质 分子均匀地分布在溶液中，超滤的速度比较快。但是，随着小分子的不断排出， 大分子被截留堆积在膜表面，浓度越来越高， 自下而上形成浓度梯度，这日才 超滤速度就会逐渐减慢，这种现象称为浓度极化现象。为了克服浓度极化现象， 增加流速，设计了几种超滤装置：1. 无搅拌式超滤 这种装置比较简单，只是在密闭的容器中施加一定压力，使小分子和溶剂分子挤 压出膜外，无搅拌装置浓度极化较为严重，只适合于浓度较稀的小量超滤。2. 搅拌式超滤搅拌式超滤是将超滤装置位于电磁搅拌器之上，超滤容器内放人一支磁棒。在超 滤时向容器内施加压力的
9、同时开动磁力搅拌器，小分子溶质和溶剂分子被排出膜 外，大分子向滤膜表面堆积时，被电磁搅拌器分散到溶液中。这种方法不容易产 生浓度极化现象，提高了超滤的速度。4. 中空纤维超滤 由于膜板式超滤装置，截留面积有限，中空纤维超滤是在一支空心柱内装有许多 的，中空纤维毛细管，两端相通，管的内径一般在0. 2mm左右，有效面积可以 达到 1 平方厘米每一根纤维毛细管像一个微型透析袋，极大地增大了渗透的表面 积，提高了超滤的速度。纳米膜表超滤膜也是中空超滤膜的一种。超滤应用超滤广泛用于如化工、医药、食品、环保等领域。超滤膜一种孔径规格一致，额 定孔径范围为1-30 纳米的微孔过滤膜。超滤以压力差为推动力，
10、超滤膜大多由 醋酯纤维素或与其性能类似的高分子材料制得。适于溶液中溶质的分离或浓缩， 也常用于其他分离技术难以完成的胶体、悬浮液的分离，其应用领域广泛。以压力差为推动力的膜过滤可区分为超滤膜过滤、微孔膜过滤和反渗透膜过滤三 类。它们的区分是根据膜层所能截留的最小粒子尺寸或分子量大小。以膜的额定 孔径范围作为区分标准时，则微孔膜(MF)的额定孔径范围为0.0310卩m；超 滤膜(UF)为1-30纳米；反渗透膜(RO)为0.00010.001m。由此可知，超滤膜 最 适于处理溶液中溶质的分离和增浓，或采用其他分离技术所难以完成的胶状 悬浮液的分离。超滤膜的制膜技术，即获得预期尺寸和窄分布微孔的技术
11、是极其 重要的。 孔的控制因素较多，如根据制膜时溶液的种类和浓度、蒸发及凝聚条 件等不同可得到不同孔径及孔径分布的超滤膜。超滤膜一般为高分子分离膜，用 作超滤膜的高分子材料主要有纤维素衍生物、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺及聚碳酸 酯等。超滤膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或中空纤维膜等形式，广泛用于 如医药工业、食品工业、环境工程等。筛子是用来筛东西的，它能将细小物体放 行，而将个头较大的截留下来。可是，您听说过能筛分子的筛子吗？超膜 这种超级筛子能将尺寸不等的分子筛分开来！那么，到底什么是超滤膜呢？ 超 滤膜是一种具有超级“筛分”分离功能的多孔膜。它的孔径只有几纳米到几十纳 米，也就是说只有一根头
12、发丝的1%。！在膜的一侧施以适当压力，就能筛出大于 孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于220纳米的颗粒。 超滤膜的结构有对称和非对称之分。前者是各向同性的，没有皮层，所有方向上 的孔隙都是一样的，属于深层过滤；后者具有较致密的表层和以指状结构为主的 底层，表层厚度为0.1 微米或更小，并具有排列有序的微孔，底层厚度为200 250 微米，属于表层过滤。工业使用的超滤膜一般为非对称膜。超滤膜的膜材料 主要有纤维素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯。（不是超滤应用）编辑 超滤技术广泛用于水处理设备工艺中：. 反渗透的预处理，原水包括海水、地表水、井水等. 城市、乡镇、农村供水处理。. 冷凝水回用，食品、饮料加工用水。. 制药用水除热源。. 处理地表水和井水用于饮用。. 深度处理废水进行回收利用。. 白酒的除浊，果酒、葡萄酒、黄酒的除菌、除浊。. 应用于食品、发酵、乳业中的浓缩处理。
