超濾膜介紹

用于超濾過程中的人工透膜。一般由高分子材料如：醋酸纖維素類、醋酸纖維素酯類、聚乙烯類、聚砜類及聚酰胺類等制成。一般預(yù)先制成管式、板面式、卷式、毛細(xì)管式等各種型式的膜組件，然后組裝多個(gè)組件在一起應(yīng)用，以增大過濾面積并便于維修。

簡介

超濾膜是一種用于超濾過程能將一定大小的高分子膠體或懸浮顆粒從溶液中分離出來的高分子半透膜。以壓力為驅(qū)動(dòng)力，膜孔徑為1～100nm，屬非對(duì)稱性膜類型。孔密度約10/cm，操作壓力差為100～1000kPa，適用于脫除膠體級(jí)微粒和大分子，能分離濃度小于10%的溶液。

結(jié)構(gòu)

這種高分子聚合膜具有不對(duì)稱的微孔結(jié)構(gòu)，分為兩層：上層為功能層，具有致密微孔和攔截大分子的功能，其孔徑為1～20nm；下層具有大通孔結(jié)構(gòu)的支撐層，起增大膜強(qiáng)度的作用。

功能層較薄，透水通量大。一般先制成管式、板面式、卷式、毛細(xì)管式等各種型的組件，然后組裝多個(gè)組件在一起應(yīng)用，以增大過濾面積。膜的超濾過程在本質(zhì)上是機(jī)械篩濾過程，膜表面孔隙的大小是主要的控制因素。超過濾膜能分離的溶質(zhì)(高分子或溶體)為1～30nm大小的分子，它排斥的物質(zhì)除膜的特性外，還與物質(zhì)分子的形狀、大小、柔度及操作條件等有關(guān)。早期的超濾膜用玻璃紙、硝酸纖維膜等。

制作材料

通常由各種高分子材料制成，如醋酸纖維素類、醋酸纖維素酯類、聚乙烯類、聚砜類、聚酰胺類以及芳香族聚合物類等。

應(yīng)用領(lǐng)域

超濾膜已廣泛用于工業(yè)廢水和工藝水的深度處理，如化工、食品和醫(yī)藥工業(yè)中大分子物質(zhì)的濃縮、純化和分離，生物溶液的除菌，印染廢水中染料的分離，石油化工廢水中回收甘油，照相化學(xué)廢水中回收銀以及超純水的制備等。此外，還可用于污泥濃縮脫水等。

性能表征

性能用純水透水率平方米·小時(shí)和截留分子量和截留百分率表示。純水透過率越大越好，截留率一般要求>99%。高質(zhì)量的超濾膜孔密度很大，孔徑分布很窄。

分類

按結(jié)構(gòu)分有非對(duì)稱膜和對(duì)稱膜兩種。前者具有較密致表層，表層厚度為0.1微米或更小，并具有有序排列微孔，底層厚度為200～250微米， 屬于表層過濾; 后者為各間同性，沒有皮層，孔隙都是一樣的，屬深層過濾。工業(yè)用為非對(duì)稱膜，其組件形式有中空纖維式、板式、板框式、管式等。成膜材料有纖維素、醋酸纖維素、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚砜、聚偏氯乙烯、聚丙烯腈、改性丙烯酸聚合物、交鏈的聚乙烯醇、磺化聚砜及聚砜酰胺等。是一種新型的化工單元操作，廣泛應(yīng)用于分離、濃縮、純化各種生物制劑、藥品和食品工業(yè)、血液處理、廢水處理以及超純水制備時(shí)的終端處理裝置。

超濾技術(shù)

超濾（ultrafiltration，UF）技術(shù)是介于微濾和納濾之間的一種膜分離技術(shù)，平均孔徑為3~100 nm，具有凈化、分離、濃縮溶液等功能。其截留機(jī)理主要包括膜的篩分作用和靜電作用，過濾介質(zhì)為超濾膜，在兩側(cè)壓力差的驅(qū)動(dòng)下，只有低分子量溶質(zhì)和水能夠通過超濾膜，從而達(dá)到凈化、分離、濃縮的目的。超濾膜技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，早使用的超濾膜是天然的動(dòng)物臟器薄膜，初的超濾一直作為一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)工作而沒有得到發(fā)展，直到 20 世紀(jì)70 年代，超濾技術(shù)才進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用的快速發(fā)展階段。目前（2018年），超濾膜材料已從醋酸纖維素（CA）擴(kuò)大到聚苯乙烯（PS）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚碳酸酯（PC）、聚丙烯腈（PAN）、聚醚砜（PES）和尼龍（PA）等，截留分子量從 103發(fā)展至 106。由于超濾具有設(shè)備簡單 、占地面積小、相態(tài)不變、操作壓力低、材料要求低、設(shè)備簡單等特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍也從研究領(lǐng)域迅速延伸至實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域，如電子、醫(yī)藥、電泳漆、飲料、食品化工、醫(yī)療和廢水處理及回收利用等。