超濾和微濾技術(shù)的過程原理
超過濾(簡(jiǎn)稱超濾)和微孔過濾(簡(jiǎn)稱微濾)也是以壓力差為推動(dòng)力的膜分離過程，一般用于液相分離，也可用于氣相分離，比如空氣中細(xì)菌與微粒的去除。
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超濾所用的膜為非對(duì)稱膜，其表面活性分離層平均孔徑約為10一200?，能夠截留分子量為500以上的大分子與膠體微粒，所用操作壓差在0.1—0.5MPa。原料液在壓差作用下，其中溶劑透過膜上的微孔流到膜的低限側(cè)，為透過液，大分子物質(zhì)或膠體微粒被膜截留，不能透過膜，從而實(shí)現(xiàn)原料液中大分子物質(zhì)與膠體物質(zhì)和溶劑的分離。超濾膜對(duì)大分子物質(zhì)的截留機(jī)理主要是篩分作用，決定截留效果的主要是膜的表面活性層上孔的大小與形狀。除了篩分作用外，膜表面、微孔內(nèi)的吸附和粒子在膜孔中的滯留也使大分子被截留。實(shí)踐證明，有的情況下，膜表面的物化性質(zhì)對(duì)超濾分離有重要影響，因?yàn)槌瑸V處理的是大分子溶液，溶液的滲透壓對(duì)過程有影響。從這一意義上說，它與反滲透類似。但是，由于溶質(zhì)分子量大、滲透壓低，可以不考慮滲透壓的影響。
微濾所用的膜為微孔膜，平均孔徑0.02—10 ，能夠截留直徑0.05—10 的微；蚍肿恿看笥100萬的高分子物質(zhì)，操作壓差一般為0.01～0.2MPa。原料液在壓差作用下，其中水(溶劑)透過膜上的微孔流到膜的低壓側(cè)，為透過液，大于膜孔的微粒被截留，從而實(shí)現(xiàn)原料液中的微粒與溶劑的分離。微濾過程對(duì)微粒的截留機(jī)理是篩分作用，決定膜的分離效果是膜的物理結(jié)構(gòu)，孔的形狀和大小。
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超濾膜一般為非對(duì)稱膜，其制造方法與反滲透法類似。超濾膜的活性分離層上有無數(shù)不規(guī)則的小孔，且孔徑大小不一，很難確定其孔徑，也很難用孔徑去判斷其分離能力，故超濾膜的分離能力均用截留分子量來予以表述。定義能截留90％的的物質(zhì)的分子量為膜的截留分子量。工業(yè)產(chǎn)品一般均是用截留分子量方法表示其產(chǎn)品的分離能力，但用截留分子量表示膜性能亦不是完美的方法，因?yàn)槌朔肿哟笮?以外，分子的結(jié)構(gòu)形狀，剛性等對(duì)截留性能也有影響，顯然當(dāng)分子量一定，剛性分子較之易變形的分子，球形和有側(cè)鏈的分子較之線性分子有更大的截留率。目前用 作超濾膜的材料主要有聚砜、聚砜酰胺、聚丙烯氰、聚偏氟乙烯、醋酸纖維素等。
微濾膜一般均為均勻的多孔膜，孔徑較大，可用多種方法測(cè)定，可直接用測(cè)得的孔徑來表示其膜孔的大小。
超濾與微濾原理
超濾及微濾是依托于材料科學(xué)發(fā)展起來的先進(jìn)的膜分離技術(shù)。超濾和微濾均是利用多孔材料的攔截能力，以物理截留的方式去除水中一定大小的雜質(zhì)顆粒。在壓力驅(qū)動(dòng)下，溶液中水、有機(jī)低分子、無機(jī)離子等尺寸小的物質(zhì)可通過纖維壁上的微孔到達(dá)膜的另一側(cè)，溶液中菌體、膠體、顆粒物、有機(jī)大分子等大尺寸物質(zhì)則不能透過纖維壁而被截留，從而達(dá)到篩分溶液中不同組分的目的。該過程為常溫操作，無相態(tài)變化，不產(chǎn)生二次污染。
超濾是利用超濾膜的微孔篩分機(jī)理，在壓力驅(qū)動(dòng)下，將直徑為0.002-0.1μm之間的顆粒和雜質(zhì)截留，去除膠體、蛋白質(zhì)、微生物和大分子有機(jī)物。應(yīng)用于鍋爐給水處理、工業(yè)廢污水處理、飲用水的生產(chǎn)及高純水制備等。在給水處理中常作為反滲透、離子交換的預(yù)處理。
微濾也是利用微濾膜的篩分機(jī)理，在壓力驅(qū)動(dòng)下，截留直徑在0.1～1μm之間的顆粒，如懸浮物、細(xì)菌、部分病毒及大尺寸膠體，多用于給水預(yù)處理系統(tǒng)。
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