詳細介紹
超濾過濾器是以壓力為推動力的膜分離技術之一。以大分子與小分子分離為目的,膜孔徑在20-1000A°之間。中空纖維超濾器(膜)具有單位溶器內充填密度高,占地面積小等優點。
在超濾過程中,水溶液在壓力推動下,流經膜表面,小于膜孔的溶劑(水)及小分子溶質透水膜,成為凈化液(濾清液),比膜孔大的溶質及溶質集團被截留,隨水流排出,成為濃縮液。超濾過程為動態過濾,分離是在流動狀態下完成的。溶質僅在膜表面有限沉積,超濾速率衰減到一定程度而趨于平衡,且通過清洗可以恢復。
超濾起源于是1748年,Schmidt用棉花膠膜或璐膜分濾溶液,當施加一定壓力時,溶液(水)透過膜,而蛋白質、膠體等物質則被截留下來,其過濾精度遠遠超過濾紙,于是他提出超濾一語,1896年,Martin制出了*張人工超濾膜,其20世紀60年代,分子量級概念的提出,是現代超濾的開始,70年代和80年代是高速發展期,90年代以后開始趨于成熟。我國對該項技術研究較晚,70年代尚處于研究期限,80年代末,才進入工業化生產和應用階段。
超濾裝置如同反滲透裝置,有板式、管式(內壓列管式和外壓管束式)、卷式、中空纖維式等形式。濃差極化乃是膜分離過程的自然現象,如何將此現象減輕到低程度,是超濾技術的重要課題之一。目前采取的措施有:①提高膜面水流速度,以減小邊界層厚度,并使被截留的溶質及時由水帶走;②采取物理或化學的洗滌措施。
超濾過濾器可用于去除溶液(比如水)中的顆粒物。UF膜*的0.01-0.1μm孔徑,能有效地去除細菌、大多數病毒、膠體 。 采用超濾(UF)+反滲透(RO)技術對經常規劃處理達標排放的工業廢水作進一步處理??捎行コ龔U水中的有機物、色度、硬度、和大部分離子。達到回用于生產的標準,既可減少廢水排放,又可降低生產成本。
超濾是采用中空纖維過濾新技術,配合三級預處理過濾清除自來水中雜質;超濾微孔小于0.01微米,能*濾除水中的細菌、鐵銹、膠體等有害物質,保留水中原有的微量元素和礦物質。
通過膜表面的微孔篩選可截留分子量為3x10000—1x10000的物質。當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,水分子和分子量小于300—500的溶質透過膜,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,當水通過超濾膜后,可將水中含有的大部分膠體硅除去,同時可去除大量的有機物等。
超濾原理并不復雜。在超濾過程中,由于被截留的雜質在膜表面上不斷積累,會產生濃差極化現象,當膜面溶質濃度達到某一極*即生成凝膠層,使膜的透水量急劇下降,這使得超濾的應用受到一定程度的限制。為此,需通過試驗進行研究,以確定佳的工藝和運行條件,大限度地減輕濃差極化的影響,使超濾成為一種可靠的反滲透預處理方法。
超濾分類
過濾膜根據所加的操作壓力和所用膜的平均孔徑的不同,可分為微孔過濾、超濾和反滲透三種。微孔過濾所用的操作壓通常小于4×10^4 Pa,膜的平均孔徑為500?!?4微米,用于分離較大的微粒、細菌和污染物等。超濾所用操作壓為4×10^4 Pa~7×10^5 Pa,膜的平均孔徑為10-100埃,用于分離大分子溶質。反滲透所用的操作壓比超濾更大,常達到35×10^5 Pa~140×10^5 Pa,膜的平均孔徑小,一般為10埃以下,用于分離小分子溶質,如海水脫鹽,制高純水等。
超濾應用
在生物制品中應用超濾法有很高的經濟效益,例如供靜脈注射的25%人胎盤血白蛋白(即胎白)通常是用硫酸銨鹽析法、透析脫鹽、真空濃縮等工藝制備的,該工藝流程硫酸銨耗量大,能源消耗多,操作時間長,透析過程易產生污染。改用超濾工藝后,平均回收率可達97.18%;吸附損失為1.69%;透過損失為1.23%;截留率為98.77%。大幅度提高了白蛋白的產量和質量,每年可節省硫酸銨6.2噸,自來水16000噸。目前國外生產超濾膜和超濾裝置較有名的廠家是美國的Milipore公司和德國的Sartorius公司。
超濾在廢水處理中的應用
(1)還原性染料廢水處理;
(2)電泳涂漆廢水處理;
(3)含乳化油廢水處理;
(4)生活污水處理