新闻资讯
——
科普知识系列-话说超滤
发布时间：
2019-10-29 11:17
来源：
作者：
分类：
1什么是超滤膜?
超滤(缩写UF)膜是高分子分离膜的一种。分离机理主要靠膜孔径筛分，工作原理如图所示：
在膜的进水侧施加压力让给水沿膜表面流动，水和小分子物质透过膜孔成为透过液(产水)，被膜截留的颗粒物和大分子杂质则随浓缩水带出膜表面，从而实现水的净化。
超滤有两种过滤方式：全量过滤和错流过滤。如果和砂滤一样，要进水全部变为产水，浓缩水为零，叫全量过滤。如果进水中杂质较多，需要将杂质随浓缩水连续排出，此种过滤方式称为错流过滤。超滤经常采用错流方式运行。
2超滤膜的表面是什么样的?
超滤膜的材质有聚丙烯PP，聚氯乙烯PVC，聚砜PS，聚醚砜PES，聚偏氟乙烯PVDF等多种高分子材料，制成的超滤膜组件也有平板式，管式，中孔纤维式等多种形式，但无论哪种膜材质的膜组件中的超滤膜都有与图2近似的膜断面结构：超滤膜是由极薄的表面分离皮层和较厚的多孔支撑层构成，分离皮层和多孔支撑层是一次成形的。因膜断面及两侧表面是不对称的，故也称为非对称膜。尽管结构不对称，但膜材质是相同的，故又称为均质膜。
我公司超滤膜的SEM断面图
3超滤膜主要性能指标有哪些?
以水处理为例，超滤膜性能主要分为产水能力和分离能力两部分。
▶超滤膜产水性能：
1)膜面积，实际使用的膜组件中的有效膜面积，单位是m2。
2)膜装填密度，单位体积膜组器(或膜池)体积内装填的膜面积，单位m2/m3。
3)产水量，单位时间内透过膜的水流量，单位是m3/h，或m3/d.
4)产水通量，单位膜面积上的透过水量，单位是L/m2/h，或m/d
注意：因为水粘度受水温影响，所以计算膜的产水量或产水通量时还必须注明水温。
5)透膜压差(TMP)，即膜两侧的压力差。这是超滤过程的推动力。单位是 kPa或bar。计算公式：
TMP=(P进水-P浓水)/2-P产水
6)透水系数, 单位是L/m2/h/Kpa, @25℃。
计算公式：
透(产)水通量=透水通量/透膜压差
透水系数的物理意义为：在标准25℃温度下，单位时间，单位膜面积，单位推动力下的透过水量。透水系数是衡量超滤膜产水性能最本质的指标。
▶超滤膜分离性能
1)截留分子量(MWCO),单位是道尔顿D。
超滤膜在规定条件下对某一已知分子量物质的截留率达到 90%时，该物质的分子量为该超滤膜的截留分子量。各种超滤膜的截留分子量范围为数百至上百万道尔顿，截留分子量是超滤膜最基本的分离性能。
2)截留率，超滤膜对特定组分的脱除能力，单位为百分数 %。
计算公式：
R=(1-Cp/Cf)×100%
式中：R，截留率;Cf，Cp，进料液和透过液中特定组分的浓度。
4考核超滤膜的指标有哪些?
主要考核指标有三个：总悬浮物TSS、浊度(单位NTU)和SDI。SDI是RO膜污染指数(早期叫淤泥密度指数)，是RO和NF膜进水条件的重要考核指标，超滤膜产水一般应达到 SDI<3.
5超滤膜与微滤膜的区别?
UF与MF都是过滤膜，主要用于去除水(溶液)中的非溶解性杂质，但UF膜比MF膜过滤精度更高。MF分离精度是按膜孔径大小评价，而UF是按截留分子量大小评价的。当然UF的孔径小于MF，一般MF膜的孔径范围是0.1-0.5μm，而UF膜的孔径范围是0.001-0.1μm。
6超滤膜与RO、NF的区别?
▶RO和NF是脱盐膜，主要功能是去除水(溶液)中的溶解性杂质。而UF作为过滤膜主要去除非溶解性杂质，不能脱盐。污水生化处理用的MBR膜也多为超滤膜，超滤膜作为水净化单元，除独立使用外，还常用于RO或NF膜的前处理。
▶由于UF膜不脱盐，无需克服渗透压，加上膜孔径的差异，UF膜系统的运行压力远低于NF、RO膜系统。
▶UF膜的分离表皮层与支撑层材质是相同的，故UF膜是单质膜，而主流RO膜为分离皮层与支撑层材质不同的复合膜，其分离皮层是聚酰胺，支撑层为聚砜或聚醚砜等多孔膜。
7超滤膜的工业应用有哪些?
▶ 市政供水，工业用水，各种规模饮用水的深度净化处理。
▶反渗透、纳滤或电渗析的过滤前处理。
▶污水处理处理中的膜过滤和MBR膜过滤。
▶生物发酵，制药，食品等物料水溶液的浓缩，分离，提纯。
下一页
下一页