科普知識系列-話說超濾
1什么是超濾膜?超濾(縮寫UF)膜是高分子分離膜的一種。分離機(jī)理主要靠膜孔徑篩分，工作原理如圖所示
2019/10/29
1什么是超濾膜?
超濾(縮寫UF)膜是高分子分離膜的一種。分離機(jī)理主要靠膜孔徑篩分，工作原理如圖所示：
在膜的進(jìn)水側(cè)施加壓力讓給水沿膜表面流動(dòng)，水和小分子物質(zhì)透過膜孔成為透過液(產(chǎn)水)，被膜截留的顆粒物和大分子雜質(zhì)則隨濃縮水帶出膜表面，從而實(shí)現(xiàn)水的凈化。
超濾有兩種過濾方式：全量過濾和錯(cuò)流過濾。如果和砂濾一樣，要進(jìn)水全部變?yōu)楫a(chǎn)水，濃縮水為零，叫全量過濾。如果進(jìn)水中雜質(zhì)較多，需要將雜質(zhì)隨濃縮水連續(xù)排出，此種過濾方式稱為錯(cuò)流過濾。超濾經(jīng)常采用錯(cuò)流方式運(yùn)行。
2超濾膜的表面是什么樣的?
超濾膜的材質(zhì)有聚丙烯PP，聚氯乙烯PVC，聚砜PS，聚醚砜PES，聚偏氟乙烯PVDF等多種高分子材料，制成的超濾膜組件也有平板式，管式，中孔纖維式等多種形式，但無論哪種膜材質(zhì)的膜組件中的超濾膜都有與圖2近似的膜斷面結(jié)構(gòu)：超濾膜是由極薄的表面分離皮層和較厚的多孔支撐層構(gòu)成，分離皮層和多孔支撐層是一次成形的。因膜斷面及兩側(cè)表面是不對稱的，故也稱為非對稱膜。盡管結(jié)構(gòu)不對稱，但膜材質(zhì)是相同的，故又稱為均質(zhì)膜。
我公司超濾膜的SEM斷面圖
3超濾膜主要性能指標(biāo)有哪些?
以水處理為例，超濾膜性能主要分為產(chǎn)水能力和分離能力兩部分。
?超濾膜產(chǎn)水性能：
1)膜面積，實(shí)際使用的膜組件中的有效膜面積，單位是m2。
2)膜裝填密度，單位體積膜組器(或膜池)體積內(nèi)裝填的膜面積，單位m2/m3。
3)產(chǎn)水量，單位時(shí)間內(nèi)透過膜的水流量，單位是m3/h，或m3/d.
4)產(chǎn)水通量，單位膜面積上的透過水量，單位是L/m2/h，或m/d
注意：因?yàn)樗扯仁芩疁赜绊?，所以?jì)算膜的產(chǎn)水量或產(chǎn)水通量時(shí)還必須注明水溫。
5)透膜壓差(TMP)，即膜兩側(cè)的壓力差。這是超濾過程的推動(dòng)力。單位是 kPa或bar。計(jì)算公式：
TMP=(P進(jìn)水-P濃水)/2-P產(chǎn)水
6)透水系數(shù), 單位是L/m2/h/Kpa, @25℃。
計(jì)算公式：
透(產(chǎn))水通量=透水通量/透膜壓差
透水系數(shù)的物理意義為：在標(biāo)準(zhǔn)25℃溫度下，單位時(shí)間，單位膜面積，單位推動(dòng)力下的透過水量。透水系數(shù)是衡量超濾膜產(chǎn)水性能最本質(zhì)的指標(biāo)。
?超濾膜分離性能
1)截留分子量(MWCO),單位是道爾頓D。
超濾膜在規(guī)定條件下對某一已知分子量物質(zhì)的截留率達(dá)到 90%時(shí)，該物質(zhì)的分子量為該超濾膜的截留分子量。各種超濾膜的截留分子量范圍為數(shù)百至上百萬道爾頓，截留分子量是超濾膜最基本的分離性能。
2)截留率，超濾膜對特定組分的脫除能力，單位為百分?jǐn)?shù) %。
計(jì)算公式：
R=(1-Cp/Cf)×100%
式中：R，截留率;Cf，Cp，進(jìn)料液和透過液中特定組分的濃度。
4考核超濾膜的指標(biāo)有哪些?
主要考核指標(biāo)有三個(gè)：總懸浮物TSS、濁度(單位NTU)和SDI。SDI是RO膜污染指數(shù)(早期叫淤泥密度指數(shù))，是RO和NF膜進(jìn)水條件的重要考核指標(biāo)，超濾膜產(chǎn)水一般應(yīng)達(dá)到 SDI<3.
5超濾膜與微濾膜的區(qū)別?
UF與MF都是過濾膜，主要用于去除水(溶液)中的非溶解性雜質(zhì)，但UF膜比MF膜過濾精度更高。MF分離精度是按膜孔徑大小評價(jià)，而UF是按截留分子量大小評價(jià)的。當(dāng)然UF的孔徑小于MF，一般MF膜的孔徑范圍是0.1-0.5μm，而UF膜的孔徑范圍是0.001-0.1μm。
6超濾膜與RO、NF的區(qū)別?
?RO和NF是脫鹽膜，主要功能是去除水(溶液)中的溶解性雜質(zhì)。而UF作為過濾膜主要去除非溶解性雜質(zhì)，不能脫鹽。污水生化處理用的MBR膜也多為超濾膜，超濾膜作為水凈化單元，除獨(dú)立使用外，還常用于RO或NF膜的前處理。
?由于UF膜不脫鹽，無需克服滲透壓，加上膜孔徑的差異，UF膜系統(tǒng)的運(yùn)行壓力遠(yuǎn)低于NF、RO膜系統(tǒng)。
?UF膜的分離表皮層與支撐層材質(zhì)是相同的，故UF膜是單質(zhì)膜，而主流RO膜為分離皮層與支撐層材質(zhì)不同的復(fù)合膜，其分離皮層是聚酰胺，支撐層為聚砜或聚醚砜等多孔膜。
7超濾膜的工業(yè)應(yīng)用有哪些?
? 市政供水，工業(yè)用水，各種規(guī)模飲用水的深度凈化處理。
?反滲透、納濾或電滲析的過濾前處理。
?污水處理處理中的膜過濾和MBR膜過濾。
?生物發(fā)酵，制藥，食品等物料水溶液的濃縮，分離，提純。
暫無數(shù)據(jù)
地址：貴州省貴陽市貴陽國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)黎陽大道1518號
營銷中心：北京市豐臺區(qū)汽車博物館東路盈坤世紀(jì)G座16層
關(guān)注微信公眾號
