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超濾膜被大量用于水處理工程。超濾技術(shù)在反滲透預(yù)處理、飲用水處理、中水回用等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。超濾技術(shù)在酒類和飲料的除菌與除濁,藥品的除熱原以及食品及制藥物濃縮過程中均起到關(guān)鍵作用。

超濾過濾孔徑和截留分子量的范圍一直以來定義較為模糊,一般認(rèn)為超濾膜的過濾孔徑為0.001-0.1微米,截留分子量(Molecular weigh cut-off, MWCO)為1,000-1,000,000 Dalton。嚴(yán)格意義上來說超濾膜的過濾孔徑為0.001-0.01微米,截留分子量為1,000-300,000 Dalton。若過濾孔徑大于0.01微米,或截留分子量大于300,000 Dalton的微孔膜就應(yīng)該定義為微濾膜或精濾膜。

一般用于水處理的超濾膜標(biāo)稱截留分子量為30,000-300,000 Dalton,而截留分子量為6,000-30,000 Dalton 的超濾膜大多用于物料的分離、濃縮、除菌和除熱源等領(lǐng)域。

超濾膜的形式可以分為板式和管式兩種。管式超濾膜根據(jù)其管徑的不同又分為中空纖維、毛細(xì)管和管式。市場(chǎng)上用于水處理的超濾膜基本上以毛細(xì)管式為主,個(gè)別工程中使用的中空纖維(內(nèi)徑0.1-0.5mm)聚乙烯或聚丙烯微孔膜實(shí)際上應(yīng)屬于微濾膜。

將超濾膜絲組合成可與超濾系統(tǒng)連接的組件稱為超濾膜組件。超濾膜組件分為內(nèi)壓式、外壓式和浸沒式三種。其中浸沒式超濾膜過濾的推動(dòng)力是膜管內(nèi)部的真空與大氣壓之間的壓力差。對(duì)于過濾精度要求較高的超濾膜,這一壓力差通常不易滿足所需過濾推動(dòng)力的要求,因此浸沒式的組件形式比較適合于過濾精度較低的超濾膜或微濾膜。外壓式超濾在正沖與反沖時(shí),膜表面液體的流速極不均勻,影響膜表面的沖洗效果,因此常用于水處理的超濾膜還是內(nèi)壓式組件結(jié)構(gòu)較具有優(yōu)勢(shì)。

超濾是一種以篩分為分離原理,以壓力為推動(dòng)力的膜分離過程,過濾精度在0.005-0.01μm范圍內(nèi), 可有效去除水中的微粒、膠體、細(xì)菌、熱源及高分子有機(jī)物質(zhì)�？蓮V泛應(yīng)用于物質(zhì)的分離、濃縮、提純。超濾過程無(wú)相轉(zhuǎn)化,常溫下操作,對(duì)熱敏性物質(zhì)的分離尤為適宜,并具有良好的耐溫、耐酸堿和耐氧化性能,能在60℃ 以下,pH為2-11的條件下長(zhǎng)期連續(xù)使用。

超濾膜按結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。其中,中空纖維超濾膜是超濾技術(shù)中最為成熟與先進(jìn)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(dá),截留分子量可達(dá)幾千至幾十萬(wàn)。原水在中空纖維外側(cè)或內(nèi)腔加壓流動(dòng),分別構(gòu)成外壓式與內(nèi)壓式中空超濾膜。超濾是動(dòng)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(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。

早期的工業(yè)超濾應(yīng)用于廢水和污水處理。三十多年來,隨著超濾技術(shù)的發(fā)展,如今超濾膜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)很廣,主要包括食品工業(yè)、飲料工業(yè)、乳品工業(yè)、生物發(fā)酵、生物醫(yī)藥、醫(yī)藥化工、生物制劑、中藥制劑、臨床醫(yī)學(xué)、印染廢水、食品工業(yè)廢水處理、資源回收以及環(huán)境工程等等。

A、超濾膜元件采用世界著名膜公司產(chǎn)品,確保了客戶得到世界上最優(yōu)質(zhì)的有機(jī)膜元件,從而確保截留性能和膜通量。

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

C、處理過程無(wú)相變,對(duì)物料中組成成分無(wú)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(duì)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(yíng)養(yǎng)成分。

D、系統(tǒng)能耗低,生產(chǎn)周期短,與傳統(tǒng)工藝設(shè)備相比,設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用低,能有效降低生產(chǎn)成本,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

E、系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)先進(jìn),集成化程度高,結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積少,操作與維護(hù)簡(jiǎn)便,工人勞動(dòng)強(qiáng)度低。

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

G、控制系統(tǒng)可根據(jù)用戶具體使用要求進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì),結(jié)合先進(jìn)的控制軟件,現(xiàn)場(chǎng)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(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

中空纖維超濾膜在使用中應(yīng)注意事項(xiàng):

A.過濾系統(tǒng)要定期滅菌。 超濾膜可以截留細(xì)菌,但不可以殺死細(xì)菌,截留率再好的超濾膜也不能長(zhǎng)期保證干凈區(qū)不長(zhǎng)一個(gè)細(xì)菌,有細(xì)菌就可能大量繁殖。直接影響到透過水質(zhì),譬如有的礦泉水成品中出現(xiàn)半透明絲狀白色絮狀的霉菌團(tuán),主要是系統(tǒng)被霉菌污染所致。因此,必須定期對(duì)周轉(zhuǎn)環(huán)境及過濾系統(tǒng)進(jìn)行定期滅菌,滅菌的操作周期因供給原水的水質(zhì)情況而定,對(duì)于城市普通自來水而言,夏季7~10天,冬季30~40天,春秋季20~30天。地表水作為供給水源時(shí),滅菌周期更短。滅菌藥品可用500~1000mg/L次氯酸鈉溶液或1%過氧化氫水溶液循環(huán)流或浸泡約半小時(shí)即可。

B.由于每根超濾組件在出廠前加入保護(hù)液,使用前要徹底沖洗組件中的保護(hù)液,先用低壓(0.1MPa)給水沖洗1小時(shí),然后再用高壓(0.2MPa)給水沖洗1小時(shí),無(wú)論低壓還是高壓沖洗時(shí),系統(tǒng)的產(chǎn)水排放閥均應(yīng)全部打開。在使用產(chǎn)水時(shí),應(yīng)檢查并確認(rèn)產(chǎn)品水中不含有任何殺菌劑。

C.超濾組件要輕拿輕放,并注意保護(hù),由于超濾組件是精密器材,所以在使用安裝時(shí)要小心,要輕拿輕放,更不能甩壞。組件若停用,要先用清水沖洗干凈后,加0.5%甲醛水溶液進(jìn)行消毒滅菌,并密封好。如冬天組件還要進(jìn)行防凍處理,否則組件可能報(bào)廢。

使用條件

使用狀態(tài):錯(cuò)流過濾或全量過濾,反向沖洗與快速?zèng)_洗

反沖洗壓力:<0.1MPa

反沖洗流量:200L/m2/hr

反沖洗頻率:隨進(jìn)水水質(zhì)而變化15~60min

反沖洗時(shí)間:30-60sec

化學(xué)沖洗:隨膜材質(zhì)及膜污染情況而定

滅菌處理:NaClO沖洗每周一次至每月一次

特點(diǎn):可以顯著提高沖洗強(qiáng)度有利于膜的再生

一種孔徑規(guī)格一致,額定孔徑范圍為0.001-0.02微米的微孔過濾膜。采用超濾膜以壓力差為推動(dòng) 力的膜過 濾方法為超濾膜過濾。超濾膜大多由醋酯纖維或與其性能類似的高分子材料制得。最適于處理溶液中溶質(zhì)的分離和增濃,也常用于其他分離技術(shù)難以完成的膠狀懸浮液的分離,其應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大。以壓力差為推動(dòng)力的膜過濾可區(qū)分為超濾膜過濾、微孔膜過濾和逆滲透膜過濾三類。它們的區(qū)分是根據(jù)膜層所能截留的最小粒子尺寸或分子量大小。以膜的額定孔徑范圍作為區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)時(shí),則微孔膜(MF)的額定孔徑范圍為0.02~10μm;超濾膜(UF)為0.001~0.02μm;逆滲透膜(RO)為0.0001~0.001μm。由此可知,超濾膜最適于處理溶液中溶質(zhì)的分離和增濃,或采用其他分離技術(shù)所難以完成的膠狀懸浮液的分離。超濾膜的制膜技術(shù),即獲得預(yù)期尺寸和窄分布微孔的技術(shù)是極其重要的�？椎目刂埔蛩剌^多,如根據(jù)制膜時(shí)溶液的種類和濃度、蒸發(fā)及凝聚條件等不同可得到不同孔徑及孔徑分布的超濾膜。超濾膜一般為高分子分離膜,用作超濾膜的高分子材料主要有纖維素衍生物、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺及聚碳酸酯等。超濾膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或中空纖維膜等形式,廣泛用于如醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、環(huán)境工程等。我們都知道篩子是用來篩東西的,它能將細(xì)小物體放行,而將個(gè)頭較大的截留下來�？墒�,您聽說過能篩分子的篩子嗎?超膜 ——這種超級(jí)篩子能將尺寸不等的分子篩分開來!那么,到底什么是超濾膜呢? 超濾膜是一種具有超級(jí)"篩分"分離功能的多孔膜。它的孔徑只有幾納米到幾十納米,也就是說只有一根頭發(fā)絲的1‰!在膜的一側(cè)施以適當(dāng)壓力,就能篩出大于孔徑的溶質(zhì)分子,以分離分子量大于500道爾頓、粒徑大于2~20納米的顆粒。超濾膜的結(jié)構(gòu)有對(duì)稱和非對(duì)稱之分。前者是各向同性的,沒有皮層,所有方向上的孔隙都是一樣的,屬于深層過濾;后者具有較致密的表層和以指狀結(jié)構(gòu)為主的底層,表層厚度為0.1微米或更小,并具有排列有序的微孔,底層厚度為200~250微米,屬于表層過濾。工業(yè)使用的超濾膜一般為非對(duì)稱膜。超濾膜的膜材料主要有纖維素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交鏈的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。

超濾廚飲用兩用機(jī):

①pp棉濾芯、②活性碳、③納米膜表超濾膜濾芯、④復(fù)合濾芯,五級(jí)過濾設(shè)備多加了一個(gè)后置活性炭,六級(jí)的多加了一個(gè)礦化濾芯就成立市場(chǎng)上見到的直飲水機(jī)。更多級(jí)的就加更多針對(duì)性的濾芯。

污水回收利用

一些西方國(guó)家曾經(jīng)利用一些方法處理污水,但是處理之后的效果不佳,沒有從根本上進(jìn)行徹底的處理。此外,超濾設(shè)備其價(jià)格比較低為廢水回收再利用提供了有力的條件。其實(shí),從城市污水處理廠和工場(chǎng)中排出的廢水經(jīng)過處理之后完全可以再利用,然而此類做法在西方用戶那里難以得到信賴。Windhoek曾經(jīng)將污水處理廠的出水采用膜技巧回用為飲用水。

地表水處理

超濾設(shè)備大多數(shù)是利用在地表水處理之上的,處理后的水用于澆灌或作為反滲透的進(jìn)水,來制備工業(yè)用水。這類工廠在荷蘭等地的數(shù)量逐步上升。這種技巧供給了不用在購(gòu)置越來越貴的飲用水就能就近取用地表水。

生活飲用水處理

因?yàn)樯�活水平的提�?人們對(duì)飲用水的質(zhì)量要求也就越來越高,水處理公司關(guān)注控制供水管網(wǎng)中存在的微生物的量。為了做到這一點(diǎn),是以一種方法是停止昂貴、頻繁的水質(zhì)檢驗(yàn),或是在供水終端設(shè)置防止細(xì)菌和病毒進(jìn)進(jìn)的樊籬。采用UF系統(tǒng),可以很是方便的建成多么的樊籬。超濾膜對(duì)細(xì)菌的往除率可以達(dá)到6log,關(guān)于病毒的往除率達(dá)到4log,是以水廠和用水者都不用在擔(dān)心細(xì)菌和病毒的標(biāo)題。因?yàn)轱嬘盟�的質(zhì)量自身就很高,是以此時(shí)的膜系統(tǒng)可以可以采用很高的膜通量,可以達(dá)到135升/平米.小時(shí)。同時(shí)較高的進(jìn)水前提,是以反沖頻率和化學(xué)加強(qiáng)反洗的頻率都可以很是低,產(chǎn)水量可以達(dá)到99%。假設(shè)需要還可以設(shè)立二級(jí)超濾設(shè)備,將第一級(jí)的反洗水進(jìn)一步回用。

海水淡化

中東地區(qū)是水資本缺乏最嚴(yán)重的處所。為懂得決這個(gè)標(biāo)題,最早人們凡是采用蒸餾技巧。從十九世紀(jì)60年月,膜技巧被用于處理這些國(guó)家的缺水標(biāo)題。可是,良多反滲透海水淡化(利用半透過膜為海水脫鹽出產(chǎn)海水)(利用海水脫鹽出產(chǎn)海水)系統(tǒng)面臨著膜污染嚴(yán)重的標(biāo)題。重要因?yàn)榉礉B透系統(tǒng)的傳統(tǒng)的預(yù)處理方法無(wú)法供給靠得住的進(jìn)水水質(zhì)。是以盡年夜年夜都淡化工場(chǎng),在遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其設(shè)計(jì)出水量的情況下任務(wù),甚至有些工場(chǎng)的出水量達(dá)不到最后設(shè)計(jì)的30%。小型淡化裝置的研究表明,超濾系統(tǒng)可以根據(jù)可以控制的海水的水質(zhì),為反滲透系統(tǒng)供給高質(zhì)量的進(jìn)水。耐久實(shí)驗(yàn)也表明,超濾系統(tǒng)的出水SDI值可以很好的控制在2以下。這些測(cè)試在超濾系統(tǒng)(又稱為超濾設(shè)備)前不用用任何預(yù)處理,而且實(shí)用各類海水水質(zhì)。

一般工藝流程為:

原水-原水加壓泵-多介質(zhì)過濾器-活性炭過濾器-軟水器-精密過濾器-一級(jí)反滲透設(shè)備-中間水箱-中間水泵-離子交換器-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-微孔過濾器-用水點(diǎn) (2000版中國(guó)藥典傳統(tǒng)工藝)

原水-原水加壓泵-多介質(zhì)過濾器-活性炭過濾器-軟水器-精密過濾器-第一級(jí)反滲透-PH調(diào)節(jié)-中間水箱-第二級(jí)反滲透(反滲透膜表面帶正電荷)-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器- 微孔過濾器-巴氏消毒-用水點(diǎn) (2005版中國(guó)藥典流行工藝)

原水-原水加壓泵-多介質(zhì)過濾器-活性炭過濾器-軟水器-精密過濾器-一級(jí)反滲透機(jī)-脫氣膜-中間水箱-中間水泵-EDI系統(tǒng)-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-微孔過濾器-巴氏消毒-用水點(diǎn) (2005版中國(guó)藥典新工藝 )

原水-原水加壓泵-多介質(zhì)過濾器-活性炭過濾器-軟水器-精密過濾器-第一級(jí)反滲透 -PH調(diào)節(jié)-中間水箱-第二級(jí)反滲透(反滲透膜表面帶正電荷)-RO水箱-RO水泵-TOC分解器-EDI系統(tǒng)-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-微孔過濾器-巴氏消毒-用水點(diǎn) (中國(guó)藥典注射用水、歐盟和美國(guó)藥典推薦工藝)

原液-儲(chǔ)罐-加壓泵-精密過濾器-中空超濾設(shè)備-儲(chǔ)液罐-反洗水箱-反洗泵。

超濾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(wú)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(wú)相態(tài)變化,不產(chǎn)生二次污染。超濾直飲水設(shè)備就是以超濾膜為核心產(chǎn)品對(duì)水質(zhì)進(jìn)行過濾。產(chǎn)出來的水就是我們通常所說的礦泉水。

礦泉水:在礦泉水制造中,應(yīng)用超濾技術(shù),在工程設(shè)計(jì)中,將根據(jù)礦泉水的水源水質(zhì)分析報(bào)告,針對(duì)性地選擇膜的孔徑和膜的類型,設(shè)計(jì)超濾設(shè)計(jì)。

食品:乳制品、果汁、酒、調(diào)味品等食品的生產(chǎn)中逐步采用超濾技術(shù),如牛奶或乳清中蛋白和低分子量的乳糖與水的分離,果汁澄清和去菌消毒,酒中有色蛋白、多糖及其它膠體雜質(zhì)的去除等,醬油、醋中細(xì)菌的脫除,較傳統(tǒng)方法顯示出經(jīng)濟(jì)、可靠、保證質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。

醫(yī)藥:在醫(yī)藥和生物化工生產(chǎn)中,常需要對(duì)熱敏性物質(zhì)進(jìn)行分離提純,超濾技術(shù)對(duì)此顯示其突出的優(yōu)點(diǎn)。用超濾來分離濃縮生物活性物(如酶、病毒、核酸、特殊蛋白等)是相當(dāng)合適的從動(dòng)、植物中提取的藥物(如生物堿、荷爾蒙等),其提取液中常有大分子或固體物質(zhì),很多情況下可以用超濾來分離,使產(chǎn)品質(zhì)量得到提高。

純水、超純水:工業(yè)用水的初級(jí)純化,純水超純水制備RO預(yù)處理,純水、超純水終端處理。

環(huán)保:工業(yè)廢水深度處理,城市中水回用系統(tǒng),電泳漆、油品的回收。

發(fā)酵:生化發(fā)酵液分離與精制、酶的濃縮與精制、糖及木糖醇澄清過濾。