利用膜表面孔徑機(jī)械篩分作用，膜孔阻塞、阻滯作用和膜表面及膜孔對(duì)雜質(zhì)的吸附作用，去除廢水中的大分子物質(zhì)和微粒。一般認(rèn)為主要是篩分作用，其有效分離范圍為0.005-0.1μm的粒子或大分子，截留分子量在1000～500000之間的可溶性物質(zhì)，操作靜壓差為0.2-1MPa。當(dāng)被處理水借助于外界壓力的作用以一定的流速通過膜表面時(shí)，水分子和分子量小于300—500的溶質(zhì)透過膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于篩分作用被截留，從而使水得到凈化。也就是說，當(dāng)水通過超濾膜后，可將水中含有的大部分膠體硅除去，同時(shí)可去除大量的有機(jī)物等。
超濾過濾原理圖
一、超濾性能和作用
☆ 高精度：徹底濾除水中細(xì)菌、鐵銹、膠體、大分子有機(jī)物等物質(zhì)。保留對(duì)人體健康有益的微量元素，凈化水的微生物和濁度等主要指標(biāo)優(yōu)于瓶裝飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
☆ 長(zhǎng)壽命：由于超濾機(jī)采用垂直交叉過濾原理，自動(dòng)清洗、不易臟堵，因此在正常使用情況下濾芯壽命為普通凈水器的30—50倍。
☆ 大通量：可同時(shí)滿足直飲、美容、沐浴、食用、清潔衛(wèi)生等需要。
☆ 低成本：超濾設(shè)備通量大，壽命長(zhǎng)，是一種先進(jìn)的膜分離技術(shù)。利用超濾器能有效地去除水中的微粒、膠體、細(xì)菌、熱源和有機(jī)物，適用于以分離、濃縮、凈化為目的的各種生產(chǎn)工藝中。
二、超濾設(shè)備分類
超濾膜按結(jié)構(gòu)型式分為板框式(板式)、中空纖維式納米膜表超濾膜、管式、卷式等多種結(jié)構(gòu)。其中，中空纖維超濾膜是超濾技術(shù)中最為成熟與先進(jìn)的一種形式。中空纖維外徑0.4-2.0mm，內(nèi)徑0.3-1.4mm，中空纖維管壁上布滿微孔，孔徑以能截留物質(zhì)的分子量表達(dá)，截留分子量可達(dá)幾千至幾十萬。原水在中空纖維外側(cè)或內(nèi)腔加壓流動(dòng)，分別構(gòu)成外壓式與內(nèi)壓式中空超濾膜。超濾是動(dòng)態(tài)過濾過程，被截留物質(zhì)可隨濃縮液排除不致堵塞膜表面，可長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。
連續(xù)錯(cuò)流多級(jí)循環(huán)工藝圖
二、超濾工藝（濃差極化）
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，濃度越來越高，自下而上形成濃度梯度，這樣超濾速度就會(huì)逐漸減慢，這種現(xiàn)象稱為濃度極化現(xiàn)象。
溶液在膜的高壓側(cè)，由于溶劑和低分子物質(zhì)不斷透過超濾膜，結(jié)果在膜表面溶質(zhì)（或大分子物質(zhì)）的濃度不斷上升，產(chǎn)生膜表面濃度與主體流濃度的濃度差，這種現(xiàn)象稱為膜的濃差極化。
濃差極化的危害：
1、使膜面溶質(zhì)濃度增高，減小傳質(zhì)推動(dòng)力；
2、在膜面形成沉淀或凝膠層，增加透過阻力，影響膜的分離特性；
3、有機(jī)溶質(zhì)在膜面可能使膜發(fā)生溶脹或惡化膜的性能；
4、導(dǎo)致結(jié)晶析出，阻塞流道，運(yùn)行惡化；
概括地說，就是分離效果降低，截留率改變，通量下降。
減少濃差極化的方法：
1、選擇合適的膜組件結(jié)構(gòu)；
2、加入紊流器；
3、料液橫切流向設(shè)計(jì)；
4、料液脈沖流動(dòng)；
5、螺旋流；
6、提高流速；
7、適當(dāng)提高進(jìn)料液溫度降低粘度，增大傳質(zhì)系數(shù)
三、超濾設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)：
1、超濾膜元件采用世界著名膜公司產(chǎn)品，確保了客戶得到目前世界上優(yōu)質(zhì)的有機(jī)膜元件，從而確保截留性能和膜通量。
2、系統(tǒng)回收率高，所得產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良，可實(shí)現(xiàn)物料的高效分離、純化及高倍數(shù)濃縮。
3、處理過程無相變，對(duì)物料中組成成分無任何不良影響，且分離、純化、濃縮過程中始終處于常溫狀態(tài)，特別適用于熱敏性物質(zhì)的處理，完全避免了高溫對(duì)生物活性物質(zhì)破壞這一弊端，有效保留原物料體系中的生物活性物質(zhì)及營養(yǎng)成分。
4、系統(tǒng)能耗低，生產(chǎn)周期短，與傳統(tǒng)工藝設(shè)備相比，設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用低，能有效降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
5、系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)先進(jìn)，集成化程度高，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少，操作與維護(hù)簡(jiǎn)便，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低。
6、系統(tǒng)制作材質(zhì)采用衛(wèi)生級(jí)管閥，現(xiàn)場(chǎng)清潔衛(wèi)生，滿足GMP或FDA生產(chǎn)規(guī)范要求。
7、控制系統(tǒng)可根據(jù)用戶具體使用要求進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)，結(jié)合先進(jìn)的控制軟件，現(xiàn)場(chǎng)在線集中監(jiān)控重要工藝操作參數(shù)，避免人工誤操作，多方位確保系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
四、超濾設(shè)備應(yīng)用：
1、工業(yè)廢水的處理
a·回收電泳涂漆廢水中的涂料
b·各種含油廢水的處理
2、紡織工業(yè)上漿料的回收
3、造紙工業(yè)廢液處理
4、采礦及冶金工業(yè)廢水的處理
5、城市污水處理：家庭污水處理和地溝污水處理
6、飲用水的生產(chǎn)和半導(dǎo)體工業(yè)高純水的制備
7、食品工業(yè)的應(yīng)用
a·回收乳清中的蛋白質(zhì)
b·牛奶超濾以增加奶酪收率
c·果汁的澄清
d·食用油的精練
8、醫(yī)藥產(chǎn)品的除菌
9、生物技術(shù)工藝
a·各種酶的提取
b·激素的提取
c·從血液中提取血清蛋白回收病毒
d·發(fā)酵液中分離菌體
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