超滤膜应用水处理的什么方面?

超滤膜应用水处理的什么方面?
超滤膜应用水处理的什么方面?

超滤膜应用水处理的什么方面?
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20－1000A°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,水深液在压力推动下,流经膜表面,小于膜孔的深剂（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,成为深缩液.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.目前采取的措施有：①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；②采取物理或化学的洗涤措施.
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.
分类
超滤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4×10^4 Pa,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4×10^4 Pa～7×10^5 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35×10^5 Pa～140×10^5 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.
优点&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10～50％的浓度.
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,即现在常用的微孔薄膜,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0.1mm～1.0mm）,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.近年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 14都是稳定的,且能在90℃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1～2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.
超滤装置
超滤装置一般由若干超滤组件构成.通常可分为板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式四种主要类型.由于超滤法处理的液体多数是含有水溶性生物大分子、有机胶体、多糖及微生物等.这些物质极易粘附和沉积于膜表面上,造成严重的浓差极化和堵塞,这是超滤法最关键的问题,要克服浓差极化,通常可加大液体流量,加强湍流和加强搅拌.
应用
在生物制品中应用超滤法有很高的经济效益,例如供静脉注射的25％人胎盘血白蛋白（即胎白）通常是用硫酸铵盐析法、透析脱盐、真空浓缩等工艺制备的,该工艺流程硫酸铵耗量大,能源消耗多,操作时间长,透析过程易产生污染.改用超滤工艺后,平均回收率可达97.18％；吸附损失为1.69％；透过损失为1.23％；截留率为98.77％.大幅度提高了白蛋白的产量和质量,每年可节省硫酸铵6.2吨,自来水16000吨.目前国外生产超滤膜和超滤装置最有名的厂家是美国的Milipore公司和德国的Sartorius公司.