超濾膜分離技術(shù)
1960年，在Loeb-Sourirajan試制成功不對(duì)稱RO CA膜的影響下，1963年Michaels開發(fā)了不同孔徑的不對(duì)稱CA超濾膜，基于CA膜物化性質(zhì)的限制，1965年開始，不斷有新品種的高聚物超濾膜問世，并很快商品化，1965－1975年是UF大發(fā)展的階段，膜材料有無機(jī)材料(如氧化鋁、二氧化鋯等)，合成高分子材料：聚砜、聚酰胺、醋酸纖維素、聚醚砜、聚丙烯晴等。
超過濾俗稱超濾又稱UF，是一種固液分離的技術(shù)。它的核心是一種膜俗稱超濾膜。超濾膜是一種高分子聚合物它的分子量范圍5,000~200,000，孔隙范圍0.02 ~ 0.03μM。利用超濾膜能夠分離固液的特性以去除液體中的固體粒子也可以利用特定孔隙的膜將液體中某些成份提煉出來。
工作原理
超濾利用一種壓力活性膜，在外界推動(dòng)力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對(duì)較高的物質(zhì),而水和小的溶質(zhì)顆粒透過膜的分離過程(原理見下圖)。通過膜表面的微孔篩選可截留分子量為3x10000—1x10000的物質(zhì)。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。
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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，操作靜壓差為0.2-1MPa。
在外力的作用下，被分離的溶液以一定的流速沿著超濾膜表面流動(dòng)，溶液中的溶劑和低分子量物質(zhì)、無機(jī)離子，從高壓側(cè)透過超濾膜進(jìn)人低壓側(cè)，并作為濾液而排出；而溶液中高分子物質(zhì)、膠體微粒及微生物等被超濾膜截留，溶液被濃縮并以濃縮液形式排出。
濃差極化
在超濾過程中，由于被截留的雜質(zhì)在膜表面上不斷積累，會(huì)產(chǎn)生濃差極化現(xiàn)象，當(dāng)膜面溶質(zhì)濃度達(dá)到某一極限時(shí)即生成凝膠層，使膜的透水量急劇下降，這使得超濾的應(yīng)用受到一定程度的限制。為此，需通過試驗(yàn)進(jìn)行研究，以確定最佳的工藝和運(yùn)行條件，最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(yù)處理方法。料液流速、操作壓力、溫度、運(yùn)行周期、進(jìn)料濃度、料液的預(yù)處理、膜的清洗都是其影響因素。
其減緩措施：一是提高料液的流速，控制料液的流動(dòng)狀態(tài)，使其處于紊流狀態(tài)，讓膜面處的液體與主流更x好地混合；二是對(duì)膜面不斷地進(jìn)行清洗，消除已形成的凝膠層。
超濾膜組件
超濾的膜組件分為：板式、管式、卷式和中空纖維組件。其中，中空纖維式國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的一種，其特點(diǎn)有: 清洗性好，膜阻力；均勻微孔分布；纖維內(nèi)徑多種規(guī)格；無內(nèi)部?jī)?nèi)阻力；
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又根據(jù)膜的致密層是在中空纖維的內(nèi)表面或者外表面，雙分為內(nèi)壓式和外壓式，F(xiàn)在應(yīng)用的為清一色全為外壓式。主要優(yōu)點(diǎn)為單位容積內(nèi)裝填的有有效膜面積大，且占地面積小。
工業(yè)應(yīng)用
1) 食品工業(yè)，如乳制品工業(yè)，果汁飲料和酒類的加工；
2) 生物工程，如酶的精制，生物活性物質(zhì)的濃縮分離；
3) 環(huán)境工程，如在紡織、造紙、金屬加工中廢水的處理；
4) 醫(yī)療衛(wèi)生，如血液、腹水的超濾凈化，人體生長(zhǎng)激素提取等。
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