超濾及壓力分析

A. 超濾膜的壓力問題

進液不變的情況下，如果運行一段時間後超濾膜的進膜壓力升高了，那麼是膜版的通量下權降了。此時，開大出口閥門開度，降低壓力、提高進膜流量，有利於減少膜表面的濃差極化，提高膜的通量。
若此系統中採用的是沒加變頻控制的離心泵，則降低壓力，流量會升高，注意不要過載就好。
——杭州道納膜科技有限公司

B. 微濾與超濾的共同點和不同點，及其優缺點

微濾、超濾的區別
從膜的分離范圍來看，微濾最適合液體介質的降濁、除菌處理，而超濾主要可用於對低分子溶解物與有機大分子的分離（通常是指分子量在500以上，106以下的大分子從溶液中分離）。對於反滲透水處理中的預處理來說是分離水中全部的有機物、微生物和膠體顆粒。

微濾和超濾的過濾過程通常是以直流過濾方式（包括表面過濾、深度過濾）和錯流過濾方式進行的。微濾膜和超濾膜的差異最明顯的是孔徑不同，微濾膜一般指孔徑在 0.02-0.1um，高度均勻，具有篩網特徵的多孔固體連續相，而超濾的孔徑似為0.002-0.2um，在進行分離時的壓力也分別為0.01- 0.3Mpa和0.2-1.0Mpa。

超濾膜透過物質主要是水、溶劑、離子和小分子。
被截留物質主要是蛋白質、各類□、細菌、病毒、乳膠、微粒子、過濾精度為10-4cm~10-7cm利用超濾膜不同孔徑對液體進行分離，其分子切割量（CWCO）一般為6000~50萬，孔徑為100nm(納米)。

微濾膜透過物質主要是水、溶液和溶解物。被截留物質主要是懸浮物、細菌類、微粒子。過濾精密有0.2cm、0.5cm、1.0cm、2.0cm、3.0cm、5.0cm、和10.0cm。其在過濾領域里的重要特點是：

1. 使所有比網孔大的粒子被全部攔截在膜的表面，克服了常規過濾的深層過濾介質過濾達不到「絕對值」的要求，而微孔過濾膜是趨於「絕對值」過濾器的首選材料。

2. 孔徑均勻，過濾精度高
微孔濾膜的孔徑十分均勻，故為均孔膜，其與反滲透及超濾有明顯的不同。其最大孔徑與平均孔徑的比值一般為3~4，孔徑分布基本呈正態分布，因而常被作為起 保證作用的手段，過濾精度高，分離效率高。孔隙率高，流速快。微孔膜的微孔數絢達每平方釐米107~1011個孔，孔隙率在60%~90%之間，由於孔隙 率高，其對液體的過濾速度在同等過濾精度下，比常規過濾介質快40倍。

3. 厚度薄，吸附量小微孔膜的厚度一般為90~220um，與一般深層過濾介質比，只有它們的1/10，因而過濾速度高，過濾時對被濾物質的液體的吸附量極小。

4. 無介質脫落，不產生二次污染。微孔膜是均勻，連續的整體結構，沒有一般的深層過濾介質可能產生濾材脫落的不足。

5. 顆粒容納量小，易賭塞。微孔膜阻留顆粒大多數只限於膜表面，因而易被材料中與膜孔徑大小相近的微粒或凝膠物質所堵塞。微濾和超濾在處理系統上視水質需要適當地採取預過濾。
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C. 超濾系統穩定運行受哪些因素的影響

一、超濾透過通量 超濾在操作壓力為0.1-0.6MPa、溫度為60℃以下時，其透過通量應在100-500L/(m2.h)為宜，實際中比它要小得多，一般為1-100L/(m2.h)。當超濾透過濃差通量低於1L/(m2.h)時，過程缺乏經濟效益，其原因是濃差極化在膜面上形成的邊界層(或凝膠層)，使流體阻力增加，因此必須相應採取一些措施來解決。 1、料液流速 提高料液流速對防止濃差極化、提高設備處理能力有利。但增大壓力使工藝過程耗能增加，結果導致費用增大。一般湍流體系中流速為1-3m/s。 在螺旋式組件體系中，常在層流區操作，可在液流通道上設湍流促進材料，或採用振動的膜支撐物，在流道上產生壓力波等方法，以改善流動狀態，控制濃差極化，從而保證超濾組件的正常運行。 2、操作壓力 超濾膜透過通量與操作壓力的關系決定於膜和邊界層的性質。在實際超濾過程中往往後者控制著超濾透過同量。在用滲透壓模型時，膜透過通量與壓力成正比，而用凝膠化模型時，膜透過通量與壓力無關。此時的透過通量稱為臨界透過通量。實際中超濾操作應在臨界透過通量附近進行，此時操作壓力約為0.5-0.6MPa,除了克服透過膜的阻力外，還要克服通過膜表面的流體壓力損失。 3、溫度 操作溫度主要決定與所處理料液的化學、物理性質和生物穩定性，應在膜設備和處理物質允許的最高溫度下進行操作，因為高溫可以減少料液的黏度，從而增加傳質效率，提高透過通量。溫度與擴散系數的關系，可以用下式表示: μD/T=常數 由上式可見，溫度T愈高，黏度μ變小，而擴散系數D則變大。例如，酶最高溫度為25℃，電塗料為30℃，蛋白質為55℃，制奶工業為50-55℃，紡織工業脫漿廢水中回收PVA時為85℃。 4、操作時間 隨著超濾過程的進行，濃度極化在膜表面上形成了濃縮的凝膠層，使超濾透過通量下降。其透過通量隨時間的衰減情況，與膜組件的水力特性、料液的性質和膜的特性有關。當超濾運行一段時間後，就需要進行清洗，這段時間稱為一個運行周期，當然運行周期的變化還與清洗情況有關。 5、進料濃度 隨著超濾過程的進行，料液(主體液流)的濃度在增高，此時黏度變小，邊界層厚度擴大，這對超濾來說無論從技術上還是經濟上都是不利的，因此對超濾過程主體液流的濃度應有一個限制，既最高允許濃度。 6、料液的預處理 為了提高膜的透過通量，保證超濾膜的正常穩定運行，在超濾前需對料液進行預處理，雖然超濾的預處理過程不像反滲透過程那麼嚴格，但這種預處理也是保證實現超濾過程正常運行的關鍵，通常採用的預處理方法有: (1)過濾; (2)化學絮凝; (3)PH調節; (4)消毒; (5)活性炭吸附; 上述預處理方法可以根據料液的性質和需要進行選用。 此外，經超濾回收的水，在使用前還需進行再處理(稱為後處理，如電子工業用水)如脫除CO2、PH調節、過濾、消毒等。

D. 請比較說明微濾，超濾，納濾和反滲透等四種常用膜分離技術的異同點

微濾microfiltration以壓力為驅動力，分離0.1-1微米的微粒的過程，簡稱為MF
超濾ultrafiltration以壓力差為動力，膜孔徑約0.001-0.2微米的物理篩分過程，簡稱為UF
1，微濾和超濾同屬於微孔膜范疇，微孔過濾是一種物理篩分過程，其功能在於截留分子量為幾百至幾百萬的物質，包括大分子有機物，微生物等，而不是以脫鹽為目的。
2，微孔膜的孔徑為一個范圍值：微濾在0.1-1微米，超濾為0.001-0.2微米
3，在學術領域，微濾膜的過濾精度一般用孔徑表示，而超濾的過濾精度一般用切割分子量來表示
4，微濾和超濾的過程均以壓力為驅動力，用於溶液體系中的物質分離。
5，膜的材料分為有機高分子和無機高分子材料。
納濾：nanofiltration以壓力為驅動力，用於脫除二價及二價以上的多價離子和分子量200以上有機物的膜分離過程，簡稱為NF
1， 納濾技術是繼反滲透後出現的一種新的分離技術，其分離機理基本和反滲透一致。
2， 納濾理論精度為0.001-0.005微米，略大於反滲透，因此所需工作壓力低於反滲透，早期被稱為「鬆散反滲透」
3， 納濾的作用在於去除二價及二價以上離子和分子量200以上的物質，對一價離子的去除率較低，其綜合脫鹽率低於反滲透
反滲透reverse
osmosis在膜的進水一側施加比溶液滲透壓高的外界壓力，只允許溶液中水和某些組分選擇性透過，其他物質不能透過而被截留在表面的過程，簡稱RO
1，反滲透的概念始於滲透現象，當把只允許水透過的高分子半透膜作為介質，兩側分別是鹽水和純水時，由於純水測水的濃度高於鹽水測的濃度，純水將向鹽水側擴散透過，這種濃度差異導致的遷移過程，就是滲透，他是自然界中在生物體內存在的一個普遍現象。
2，反滲透是一種由人類創造力產生的非自然現象或一種水溶液分離技術，其原理是通過施加機械外壓，克服濃度差導致的逆向遷移的過程。
3， 反滲透僅適用於液相體系(水溶液體系)中溶質和溶劑的分離，在凈水器中運用較多。
4， 反滲透現象必須在外界壓力作用下發生，且壓力必須高於水溶液的滲透壓。

E. 什麼是超濾，超濾是如何工作的

超濾是一種膜分離技術，(UItrafil-tration 簡稱UF)。能夠將溶液凈化，分離或者濃縮。超濾是介於微專濾與納濾之間，屬且三者之間無明顯的分界線。一般來說，超濾膜的孔徑在0.05 um–1 nm之間，操作壓力為0.1–0.5 Mpa。主要用於截留去除水中的懸浮物、膠體、微粒、細菌和病毒等大分子物質。超濾膜根據膜材料，可分為有機膜和無機膜。按膜的外型，又可分為：平板式、管式、毛細管式、中空纖維和多孔式。

超濾是如何工作的？

超濾膜的工作以篩分機理為主，以工作壓力和膜的孔徑大小來進行水的凈化處理。以中空纖維為例，以進水方式可分為外壓式：原水從膜絲外進入，凈水從膜絲內製取。反之則為內壓式。內壓式的工作壓力較外壓式要低。超濾膜在飲用水深度處理，工業用超純水和溶液濃縮分離等許多領域中，得到了廣泛應用。

F. 超濾技術使用了什麼原理

超濾處理過程無相變，對物料中組成成分無任何不良影響，且分離、純化、濃縮過程中始終處於常溫狀態，特別適用於熱敏性物質的處理，完全避免了高溫對生物活性物質破壞這一弊端，有效保留原物料體系中的生物活性物質及營養成分。超濾設備系統回收率高，可實現物料的高效分離、純化及高倍數濃縮。系統製作材質採用衛生級管閥，現場清潔衛生，滿足GMP或FDA生產規范要求。系統工藝設計先進，集成化程度高，結構緊湊，佔地面積少，操作與維護簡便，工人勞動強度低。超濾設備系統能耗低，生產周期短，與傳統工藝設備相比，能有效降低生產成本，提高企業經濟效益。

G. 凈水設備常識：超濾膜過濾原理及過濾方式

中國市場上的凈水設備大致可分為凈水器和純水機兩大類。所謂凈水器就是去除水中的懸浮物以及對人體有害的有機化合物，無機化合物，重金屬，細菌，又能保留人體所需要的向量元素和礦物質的產品；所謂純水機就是濾除水中所有的雜質，只剩下完全純凈的水分子。長期飲用純凈水是不利於人體健康的，純水失去了人體所需的微量元素，長期飲用對身體不利。所有，我們可以選擇超濾膜凈水器，但是超濾膜凈水器過濾原理及過濾方式如何？
超濾膜過濾原理
超濾是一種與膜孔徑大小相關的篩分過程，以膜兩側的壓力差為驅動力，以超濾膜為過濾介質，在一定的壓力下，當原液流過膜表面時，超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液，而原液中體積大於膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側，成為濃縮液，因而實現對原液的凈化、分離和濃縮的目的。
超濾膜過濾方式
一個中空纖維超濾膜組件主要是由成百到上千根中空纖維絲和膜殼兩部分組成，一般將中空纖維內徑在0.6-6mm之間的超濾膜稱為毛細管式超濾膜，毛細管式超濾膜因內徑較大，因此不易被大顆粒物質堵塞，更適用於過濾原液濃度較大的場合。
1.內壓式過濾：
原液先從膜絲內孔進，經壓力差驅動，沿徑向由內向外滲透過中空纖維成透過液為內壓式過濾，內壓式過濾可以使用高壓大流量的順沖洗，使沖洗水流與膜孔成切向方向快速流過，從而可以將吸附在膜內孔表面上的污染物沖去，恢復膜的水通量。
2.外壓式過濾：
原液經壓力差驅動沿徑向由外向內滲透過中空纖維膜絲成為透過液，而截留的物質匯集在中空絲的外部時為外壓式過濾。：外壓式超濾膜密封在膜殼內，水流的死角多，無法使用快速直沖的方法清除膜表面附著的污染物，因而不能完全去污。

H. 你知道哪些關於超濾法的知識

超濾又稱超過濾，用於截留水中膠體大小的顆粒，而水和低分子量溶質則允許透過膜。超濾的機理是指由膜表面機械篩分、膜孔阻滯和膜表面及膜孔吸附的綜合效應，以篩濾為主。超濾膜篩分過程，以膜兩側的壓力差為驅動力，以超濾膜為過濾介質，在一定的壓力下，當原液流過膜表面時，超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液，而原液中體積大於膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側，成為濃縮液，因而實現對原液的凈化、分離和濃縮的目的。常用的超濾膜有：醋酸纖維素膜，聚碸膜，聚醯胺膜。超濾裝置：主要有板框式、管式、卷式和中空纖維式等，與反滲透裝置類似。

超濾工藝參數主要參數有膜通量、膜清洗和膜壽命。在操作壓力為0.11～0.6Mpa，溫度小於60℃時，超濾膜的膜通量以1～500L/m2h為宜。影響膜通量的因素有：進水流速、操作壓力、溫度、進水濃度和原水預處理等。膜必須定期清洗，以延長膜的壽命，正常使用的膜的壽命為12～18個月。超濾原理也是一種膜分離過程原理，超濾利用一種壓力活性膜，在外界推動力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對較高的物質,而水和小的溶質顆粒透過膜的分離過程。通過膜表面的微孔篩選可截留分子量為3x10000—1x10000的物質。當被處理水藉助於外界壓力的作用以一定的流速通過膜表面時，水分子和分子量小於300—500的溶質透過膜，而大於膜孔的微粒、大分子等由於篩分作用被截留，從而使水得到凈化。也就是說，當水通過超濾膜後，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。超濾原理並不復雜。在超濾過程中，由於被截留的雜質在膜表面上不斷積累，會產生濃差極化現象，當膜面溶質濃度達到某一極限時即生成凝膠層，使膜的透水量急劇下降，這使得超濾的應用受到一定程度的限制。為此，需通過試驗進行研究，以確定最佳的工藝和運行條件，最大限度地減輕濃差極化的影響，使超濾成為一種可靠的反滲透預處理方法。

I. 超濾的工作原理是什麼

超濾的工作抄原理

超濾屬於襲一種分離技術，將壓力專為動力膜分離的過程，過濾的精度在0.01-0.005um的范圍之內。它可高效的去除水中的細菌、病毒、懸浮物、膠體等顆粒狀物質，已經廣泛應用於物質的分離、濃縮、提純等，效果非常好。同時在PH值為2-11的條件下能夠連續的使用。

超濾膜一種孔徑規格一致，額定孔徑范圍為0.001-0.02微米的微孔過濾膜。採用超濾膜以壓力差為推動動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製得。最適於處理溶液中溶質的分離和增濃，也常用於其他分離技術難以完成的膠狀懸浮液的分離，其應用領域在不斷擴大。