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   利用膜表面孔徑機械篩分作用，膜孔阻塞、阻滯作用和膜表面及膜孔對雜質(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，截留分子量在1000～500000之間的可溶性物質(zhì)，操作靜壓差為0.2-1MPa。當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，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，當水通過超濾膜后，可將水中含有的大部分膠體硅除去，同時可去除大量的有機物等。

超濾過濾原理圖

一、超濾性能和作用

☆ 高精度：徹底濾除水中細菌、鐵銹、膠體、大分子有機物等物質(zhì)。保留對人體健康有益的微量元素，凈化水的微生物和濁度等主要指標優(yōu)于瓶裝飲用水衛(wèi)生標準。

☆ 長壽命：由于超濾機采用垂直交叉過濾原理，自動清洗、不易臟堵，因此在正常使用情況下濾芯壽命為普通凈水器的30—50倍。

☆ 大通量：可同時滿足直飲、美容、沐浴、食用、清潔衛(wèi)生等需要。

☆ 低成本：超濾設備通量大，壽命長，是一種先進的膜分離技術。利用超濾器能有效地去除水中的微粒、膠體、細菌、熱源和有機物，適用于以分離、濃縮、凈化為目的的各種生產(chǎn)工藝中。

二、超濾設備分類

         超濾膜按結構型式分為板框式(板式)、中空纖維式納米膜表超濾膜、管式、卷式等多種結構。其中，中空纖維超濾膜是超濾技術中最為成熟與先進的一種形式。中空纖維外徑0.4-2.0mm，內(nèi)徑0.3-1.4mm，中空纖維管壁上布滿微孔，孔徑以能截留物質(zhì)的分子量表達，截留分子量可達幾千至幾十萬。原水在中空纖維外側或內(nèi)腔加壓流動，分別構成外壓式與內(nèi)壓式中空超濾膜。超濾是動態(tài)過濾過程，被截留物質(zhì)可隨濃縮液排除不致堵塞膜表面，可長期連續(xù)運行。

連續(xù)錯流多級循環(huán)工藝圖

 二、超濾工藝（濃差極化）

       超濾裝置是在一個密閉的容器中進行，以壓縮空氣為動力，推動容器內(nèi)的活塞前進，使樣液形成內(nèi)壓，容器底部設有堅固的膜板。小于膜板孔徑直徑的小分子，受壓力的作用被擠出膜板外，大分子被截留在膜板之上。超濾開始時，由于溶質(zhì)分子均勻地分布在溶液中，超濾的速度比較快。但是，隨著小分子的不斷排出，大分子被截留堆積在膜表面，濃度越來越高，自下而上形成濃度梯度，這樣超濾速度就會逐漸減慢，這種現(xiàn)象稱為濃度極化現(xiàn)象。

        溶液在膜的高壓側，由于溶劑和低分子物質(zhì)不斷透過超濾膜，結果在膜表面溶質(zhì)（或大分子物質(zhì)）的濃度不斷上升，產(chǎn)生膜表面濃度與主體流濃度的濃度差，這種現(xiàn)象稱為膜的濃差極化。 

濃差極化的危害：

1、使膜面溶質(zhì)濃度增高，減小傳質(zhì)推動力；

2、在膜面形成沉淀或凝膠層，增加透過阻力，影響膜的分離特性；

3、有機溶質(zhì)在膜面可能使膜發(fā)生溶脹或惡化膜的性能；

4、導致結晶析出，阻塞流道，運行惡化；

概括地說，就是分離效果降低，截留率改變，通量下降。

 減少濃差極化的方法：

1、選擇合適的膜組件結構；

2、加入紊流器；

3、料液橫切流向設計；

4、料液脈沖流動；

5、螺旋流；

6、提高流速；

7、適當提高進料液溫度降低粘度，增大傳質(zhì)系數(shù)

三、超濾設備的優(yōu)點：

1、超濾膜元件采用世界著名膜公司產(chǎn)品，確保了客戶得到目前世界上優(yōu)質(zhì)的有機膜元件，從而確保截留性能和膜通量。

2、系統(tǒng)回收率高，所得產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良，可實現(xiàn)物料的高效分離、純化及高倍數(shù)濃縮。

3、處理過程無相變，對物料中組成成分無任何不良影響，且分離、純化、濃縮過程中始終處于常溫狀態(tài)，特別適用于熱敏性物質(zhì)的處理，完全避免了高溫對生物活性物質(zhì)破壞這一弊端，有效保留原物料體系中的生物活性物質(zhì)及營養(yǎng)成分。

4、系統(tǒng)能耗低，生產(chǎn)周期短，與傳統(tǒng)工藝設備相比，設備運行費用低，能有效降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

5、系統(tǒng)工藝設計先進，集成化程度高，結構緊湊，占地面積少，操作與維護簡便，工人勞動強度低。

6、系統(tǒng)制作材質(zhì)采用衛(wèi)生級管閥，現(xiàn)場清潔衛(wèi)生，滿足GMP或FDA生產(chǎn)規(guī)范要求。

7、控制系統(tǒng)可根據(jù)用戶具體使用要求進行個性化設計，結合先進的控制軟件，現(xiàn)場在線集中監(jiān)控重要工藝操作參數(shù)，避免人工誤操作，多方位確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。

四、超濾設備應用：

1、工業(yè)廢水的處理

     a·回收電泳涂漆廢水中的涂料

     b·各種含油廢水的處理

2、紡織工業(yè)上漿料的回收

3、造紙工業(yè)廢液處理

4、采礦及冶金工業(yè)廢水的處理

5、城市污水處理：家庭污水處理和地溝污水處理

6、飲用水的生產(chǎn)和半導體工業(yè)高純水的制備 

7、食品工業(yè)的應用

     a·回收乳清中的蛋白質(zhì)

     b·牛奶超濾以增加奶酪收率

     c·果汁的澄清

     d·食用油的精練

8、醫(yī)藥產(chǎn)品的除菌

9、生物技術工藝

     a·各種酶的提取

b·激素的提取

     c·從血液中提取血清蛋白回收病毒

     d·發(fā)酵液中分離菌體