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超濾膜介紹

用于超濾過(guò)程中的人工透膜。一般由高分子材料如：醋酸纖維素類(lèi)、醋酸纖維素酯類(lèi)、聚乙烯類(lèi)、聚砜類(lèi)及聚酰胺類(lèi)等制成。一般預(yù)先制成管式、板面式、卷式、毛細(xì)管式等各種型式的膜組件，然后組裝多個(gè)組件在一起應(yīng)用，以增大過(guò)濾面積并便于維修。

簡(jiǎn)介

超濾膜是一種用于超濾過(guò)程能將一定大小的高分子膠體或懸浮顆粒從溶液中分離出來(lái)的高分子半透膜。以壓力為驅(qū)動(dòng)力，膜孔徑為1～100nm，屬非對(duì)稱(chēng)性膜類(lèi)型。孔密度約10/cm，操作壓力差為100～1000kPa，適用于脫除膠體級(jí)微粒和大分子，能分離濃度小于10%的溶液。

結(jié)構(gòu)

這種高分子聚合膜具有不對(duì)稱(chēng)的微孔結(jié)構(gòu)，分為兩層：上層為功能層，具有致密微孔和攔截大分子的功能，其孔徑為1～20nm；下層具有大通孔結(jié)構(gòu)的支撐層，起增大膜強(qiáng)度的作用。

功能層較薄，透水通量大。一般先制成管式、板面式、卷式、毛細(xì)管式等各種型的組件，然后組裝多個(gè)組件在一起應(yīng)用，以增大過(guò)濾面積。膜的超濾過(guò)程在本質(zhì)上是機(jī)械篩濾過(guò)程，膜表面孔隙的大小是主要的控制因素。超過(guò)濾膜能分離的溶質(zhì)(高分子或溶體)為1～30nm大小的分子，它排斥的物質(zhì)除膜的特性外，還與物質(zhì)分子的形狀、大小、柔度及操作條件等有關(guān)。早期的超濾膜用玻璃紙、硝酸纖維膜等。

制作材料

通常由各種高分子材料制成，如醋酸纖維素類(lèi)、醋酸纖維素酯類(lèi)、聚乙烯類(lèi)、聚砜類(lèi)、聚酰胺類(lèi)以及芳香族聚合物類(lèi)等。

應(yīng)用領(lǐng)域

超濾膜已廣泛用于工業(yè)廢水和工藝水的深度處理，如化工、食品和醫(yī)藥工業(yè)中大分子物質(zhì)的濃縮、純化和分離，生物溶液的除菌，印染廢水中染料的分離，石油化工廢水中回收甘油，照相化學(xué)廢水中回收銀以及超純水的制備等。此外，還可用于污泥濃縮脫水等。

性能表征

性能用純水透水率平方米·小時(shí)和截留分子量和截留百分率表示。純水透過(guò)率越大越好，截留率一般要求>99%。高質(zhì)量的超濾膜孔密度很大，孔徑分布很窄。

分類(lèi)

按結(jié)構(gòu)分有非對(duì)稱(chēng)膜和對(duì)稱(chēng)膜兩種。前者具有較密致表層，表層厚度為0.1微米或更小，并具有有序排列微孔，底層厚度為200～250微米， 屬于表層過(guò)濾; 后者為各間同性，沒(méi)有皮層，孔隙都是一樣的，屬深層過(guò)濾。工業(yè)用為非對(duì)稱(chēng)膜，其組件形式有中空纖維式、板式、板框式、管式等。成膜材料有纖維素、醋酸纖維素、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚砜、聚偏氯乙烯、聚丙烯腈、改性丙烯酸聚合物、交鏈的聚乙烯醇、磺化聚砜及聚砜酰胺等。是一種新型的化工單元操作，廣泛應(yīng)用于分離、濃縮、純化各種生物制劑、藥品和食品工業(yè)、血液處理、廢水處理以及超純水制備時(shí)的終端處理裝置。

超濾技術(shù)

超濾（ultrafiltration，UF）技術(shù)是介于微濾和納濾之間的一種膜分離技術(shù)，平均孔徑為3~100 nm，具有凈化、分離、濃縮溶液等功能。其截留機(jī)理主要包括膜的篩分作用和靜電作用，過(guò)濾介質(zhì)為超濾膜，在兩側(cè)壓力差的驅(qū)動(dòng)下，只有低分子量溶質(zhì)和水能夠通過(guò)超濾膜，從而達(dá)到凈化、分離、濃縮的目的。超濾膜技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，早使用的超濾膜是天然的動(dòng)物臟器薄膜，初的超濾一直作為一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)工作而沒(méi)有得到發(fā)展，直到 20 世紀(jì)70 年代，超濾技術(shù)才進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用的快速發(fā)展階段。目前（2018年），超濾膜材料已從醋酸纖維素（CA）擴(kuò)大到聚苯乙烯（PS）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚碳酸酯（PC）、聚丙烯腈（PAN）、聚醚砜（PES）和尼龍（PA）等，截留分子量從 103發(fā)展至 106。由于超濾具有設(shè)備簡(jiǎn)單 、占地面積小、相態(tài)不變、操作壓力低、材料要求低、設(shè)備簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍也從研究領(lǐng)域迅速延伸至實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域，如電子、醫(yī)藥、電泳漆、飲料、食品化工、醫(yī)療和廢水處理及回收利用等。