超滤技术简易描述
超滤技术简易描述概述超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一。以大分子与小分子分离为目的， 膜孔径在201000A之间。中空纤维超滤器（膜）具有单位溶器内充填密度高， 占地面积小等优点。在超滤过程中，水溶液在压力推动下，流经膜表面，小于膜孔的溶剂（水） 及小分子溶质透水膜，成为净化液（滤清液），比膜孔大的溶质及溶质集团被截 留，随水流排出，成为浓缩液。超滤过程为动态过滤，分离是在流动状态下完成 的。溶质仅在膜表面有限沉积，超滤速率衰减到一定程度而趋于平衡，且通过清洗可以恢复。超滤起源于是1748年，Schmidt用棉花胶膜或璐膜分滤溶液，当施加一定压 力时，溶液（水）透过膜，而蛋白质、胶体等物质则被截留下来，其过滤精度远 远超过滤纸，于是他提出超滤一语，1896年，Martin制出了第一张人工超滤膜， 其20世纪60年代，分子量级概念的提出，是现代超滤的开始，70年代和80年代是高速发展期，90年代以后开始趋于成熟。我国对该项技术研究较晚，70年代尚处于研究期限，80年代末，才进入工业化生产和应用阶段。超滤装置如同反渗透装置，有板式、管式（内压列管式和外压管束式）、卷 式、中空纤维式等形式。浓差极化乃是膜分离过程的自然现象，如何将此现象减 轻到最低程度，是超滤技术的重要课题之一。采取的措施有：提高膜面水流速 度，以减小边界层厚度，并使被截留的溶质及时由水带走； 采取物理或化学的 洗涤措施。、定义超滤是采用中空纤维过滤新技术，配合三级预处理过滤清除自来水中杂质； 超滤微孔小于0.01微米，能彻底滤除水中的细菌、铁锈、胶体等有害物质，保 留水中原有的微量元素和矿物质。二、原理超滤是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过 一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分 子物质得到了部分的纯化。超滤原理也是一种膜分离过程原理， 超滤利用一种压 力活性膜，在外界推动力（压力）作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的 物质，而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。 通过膜表面的微孔筛选可截留分 子量为3x10000- 1x10000的物质。当被处理水借助于外界压力的作用以一定的 流速通过膜表面时，水分子和分子量小于 300-500的溶质透过膜，而大于膜孔 的微粒、大分子等由于筛分作用被截留，从而使水得到净化。也就是说，当水通 过超滤膜后，可将水中含有的大部分胶体硅除去，同时可去除大量的有机物等。超滤原理并不复杂。在超滤过程中，由于被截留的杂质在膜表面上不断积累， 会产生浓差极化现象，当膜面溶质浓度达到某一极限时即生成凝胶层，使膜的透水量急剧下降，这使得超滤的应用受到一定程度的限制。为此，需通过试验进行研究，以确定最佳的工艺和运行条件，最大限度地减轻浓差极化的影响， 使超滤 成为一种可靠的反渗透预处理方法。四、分类过滤膜根据所加的操作压力和所用膜的平均孔径的不同，可分为微孔过滤、 超滤和反渗透三种。微孔过滤所用的操作压通常小于2X 105Pa,膜的平均孔径为500埃14微米，用于分离较大的微粒、细菌和污染物等。超滤所用操作压 为1X 105 Pa6X 105 Pa，膜的平均孔径为10-100埃，用于分离大分子溶质。 反渗透所用的操作压比超滤更大，常达到20X 105 Pa70X 105 Pa,膜的平均孔径最小，一般为10埃以下，用于分离小分子溶质，如海水脱盐，制高纯水等。五、优缺点超滤技术的优点是操作简便，成本低廉，不需增加任何化学试剂，尤其是超 滤技术的实验条件温和，与蒸发、冷冻干燥相比没有相的变化，而且不引起温度、 pH的变化，因而可以防止生物大分子的变性、失活和自溶。在生物大分子的制备技术中，超滤主要用于生物大分子的脱盐、 脱水和浓缩等。超滤法也有一定的 局限性，它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液，一般只能得到 1050%勺 浓度。六、超滤膜超滤技术的关键是膜。膜有各种不同的类型和规格，可根据工作的需要来选用。早期的膜是各向同性的均匀膜，即常用的微孔薄膜，其孔径通常是0.05mm和0.025mm近几年来生产了一些各向异性的不对称超滤膜，其中一种各向异性 扩散膜是由一层非常薄的、具有一定孔径的多孔"皮肤层"（厚约0.1mm1.0mm， 和一层相对厚得多的（约1mm更易通渗的、作为支撑用的"海绵层"组成。皮肤 层决定了膜的选择性，而海绵层增加了机械强度。由于皮肤层非常薄，因此高效、 通透性好、流量大，且不易被溶质阻塞而导致流速下降。 常用的膜一般是由乙酸 纤维或硝酸纤维或此二者的混合物制成。近来为适应制药和食品工业上灭菌的需 要，发展了非纤维型的各向异性膜，例如聚砜膜、聚砜酰胺膜和聚丙烯腈膜等。这种膜在pH 114都是稳定的，且能在90C下正常工作。超滤膜通常是比较稳 定的，若使用恰当，能连续用12年。暂时不用，可浸在1%甲醛溶液或0.2%NaN3 中保存。超滤膜的基本性能指标主要有：水通量 cm3/（cm2 .h）;截留率（以百 分率表示）；化学物理稳定性（包括机械强度）等。
