中空纤维超滤膜分离机理

1. 什么是中空纤维

   中空纤维超滤膜
分离原理及特点
超滤技术是通过膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离。当液体混合物在一定压力下流经膜表面时，小分子溶质透过膜（称为超滤液），而大分子物质则被截留，使原液中大分子浓度逐渐提高（称为浓缩液），从而实现大、小分子的分离、浓缩、净化的目的。
  
中空纤维超滤膜组件具有装填密度大、结构简单、操作方便等特点，分离过程为常温操作，无相态变化，节省能源，并且不产生二次污染。
分离体系一般为动态过滤，可有效防止或减少被截留物在膜表面的沉积，维持较高的滤液透过量。膜表面沉积物的去除与膜通过通量的恢复，可采用正向清洗与反向清洗两种方式，也可以在线清洗。
  清洗液一般是水或滤过液，也可添加化学药剂以提高清洗效果。
中空纤维组件必须在湿态下使用与保存。长期停用时，用0．5％甲醛或次氯酸钠水溶液保存。
膜装置系统可用双氧水、次氯酸钠、氢氧化钠等水溶液灭菌消毒。
应用实例 膜应用领域
制药工业符合GMP的水处理设备
中水处理设备
反渗透纯水设备
中空纤维超滤膜
养鱼场水处理设备
膜的应用领域
膜分离技术以其节能效果显著、设备简单、操作方便、容易控制而受到广大用户的普遍欢迎。
  选择适当的膜分离过程，可替代鼓式真空过滤、板框压滤、离子交换、离心分离、溶媒抽提、静电除尘、袋式过滤、吸附/再生、絮凝/共聚、倾析/沉淀、蒸发、结晶等多种传统的分离与过滤方法。
膜分离过程不仅为水与空气的净化提供了一条极为简便、有效的途径，而且它能在生产工艺中应用以提高产品的回收率。
  从而在增加效益的同时，减少了产品在废水/废气中的流失，符合清洁生产工艺的要求与规范。
膜分离技术可以广泛的应用在下列行业中：
化学/染料工业
活性染料的脱盐、纯化、浓缩与回收
食品染料的脱盐、纯化、浓缩与回收
催化剂与贵金属的回收利用
脱氧、氧化、酯化、皂化、磺化、硝化、脱氢反应中液体的分离、纯化
甘油/己内酰胺/苯/染料活性剂等有机化工原料的回收
汽车/仪表及其它工业涂漆的浓缩回收
食品/饮料工业
啤酒/果酒/黄酒/葡萄酒的澄清除菌过滤
苹果、梨、草莓、橙、芒果、桃、梅、李、柠檬等果汁的澄清除菌过滤
苹果、梨、凤梨、草莓、橙、芒果、桃、梅、李、柠檬等果汁的脱水浓缩
葡萄酒/果酒/茶/咖啡芬香气味的浓缩保留
豆蛋白/乳清蛋白/白蛋白/单糖/多糖溶液的澄清与浓缩
乳清、奶酶及其他乳品的澄清、脱盐与浓缩
蔬菜抽提汁/西红柿汁的脱水浓缩
制药/生物工程
抗生素、维生素、有机酸、氨基酸、酶等发酵液的澄清除菌过滤
抗生素、维生素、有机酸、氨基酸等发酵液的蛋白剔除
酶、蛋白质、多糖制备过程中细胞碎片的剔除
抗生素、氨基酸、维生素、有机酸、酶、多糖、蛋白质的纯化与浓缩
6-APA、7-ACA、7-ADCA及其他半合成抗生素的脱盐浓缩
中成药、保健品口服液的澄清除菌过滤
动物血浆、血清的浓缩精制
其他相关的脱盐浓缩、澄清除菌、蛋白剔除、细胞收集等分离过程
空气过滤
喷雾干燥过程中染料、抗生素、奶粉等的回收
电池厂金属镉、氧化铅粉尘的收集
粉碎过程中磷酸盐、氧化镁、二氧化钛、碳粉、水泥、碳酸钙的回收
包装过程中砂糖、染料、奶粉、味精等的回收
干燥过程中PVC、二氧化硅、活性碳、肥料等的回收
合成氨尾气中氢气的回收利用
其他一切有关的粉尘收集及空气除尘过程
水处理
饮用纯水（太空水）的制备
医药工业中注射用水/洗瓶水及其他无菌水的制备
电子工业中超纯水的制备
火力发电厂锅炉补给水的制备
饮料与化妆品工业中产品配方用水的制备
制造业中终端洗涤水的制备
饮用水纯化/苦碱水脱盐/海水淡化
废水循环与再生利用（零排放）
BOD/COD的最小化
垃圾填埋场渗出水的浓缩处理
染料、颜料、油漆、含油废水的处理
纸浆与造纸废水的处理及木素磺酸盐的回收
金属、食品、皮革、农药和除草剂废水的处理
纺织印染废水的处理及丝光废水的回收利用


微孔聚乙烯中空纤维的研制及其亲水化改性研究。
  通过对国内外拉伸法制备聚烯烃中空纤维微孔膜技术的跟踪和调研，结合本试验具体情况，首先进行了设备改造，设计制造了制膜用纺丝组件，改进了冷却成型装置。采用连续拉伸设备及工艺，研制出了具有良好透气性的聚乙烯中空纤维膜，经亲水化处理后，已获得透水性良好的亲水性膜，可应用于水净化处理及污水处理、气体吸收和物流分离等过程。
  该项研究的成功，为进一步开发亲水性干态聚烯烃中空纤维膜的研究奠定了基础，尽管目前由于受设备及原料限制，实现该创新存在一定困难，但是研制大孔径、高孔隙率、透水量大和亲水性稳定的聚烯烃中空纤维微孔膜，仍是膜技术领域中重要的发展方向。

2. 什么是超滤膜技术

超滤膜的技术：

超滤膜技术是以压力差动力的一种半透膜，在过滤膜的技术上可以分为超滤膜过滤、微孔膜过滤和逆渗透膜过滤三类。这个是根据超滤膜所能截留的杂质或分子量的大小区分的，如果是椐据膜的孔径大小区分的话，微孔膜(MF)的额定孔径范围为0.02～10μm;超滤膜(UF)为0.001～0.02μm;反渗透膜为0.0001～0.001μm。由此可知，超滤膜适于处理溶液中溶质的分离和增浓，或采用其他分离技术所难以完成的胶状悬浮液的分离。

1.超滤膜化学稳定性高，可耐高温、耐酸、耐碱，因此对进水水质要求不高，通用性强;

2.超滤膜技术原理简单，容易实现自动化运转，节约劳动力，且操作简便、易于维护，运行安全稳定;

3.超滤膜技术属于物理方法，在水处理过程中并不需加任何化学药剂，因此可有效的防止水体出现二次污染的情况;

4.超滤膜技术效率高，处理水量大，尤其是对污染较小的城市饮用水处理方面，展现出高的应用效率。

超滤膜技术是一种新型水处理技术，与传统水处理技术相比，超滤膜技术的效率高、能耗低、处理水量大等优势在水处理过程中很有成效，随着技术发展日益成熟，超滤膜技术不仅在工业污水处理中得到了较为广泛的应用，而且在城市饮用水净化领域也体现出较为广阔的应用前景。

3. 什么是超滤

超滤是一种利用中空纤维过滤技术和压力驱动的膜分离技术。以下是关于超滤的详细解释：

1. 主要目标：超滤的主要目标是分离大分子与小分子。其微孔孔径小于0.01微米，能有效过滤自来水中的细菌、铁锈、胶体等有害物质，同时保留水中的微量元素和矿物质。

2. 工作原理：在压力驱动下，溶质在流动状态下被截留。只有小于膜孔的水和小分子能透过膜，而大分子则被留在膜的一侧，形成浓缩液。这个过程是动态的，能够实现高效的物质分离。

3. 历史与发展：超滤的历史可以追溯到1748年。随着技术的发展，它在20世纪60年代以后逐渐成熟，并在我国80年代末开始大规模应用。现代超滤膜技术已经发展出各向异性不对称超滤膜，如扩散膜，具有高通透性和机械强度，适用于特定的工业需求。

4. 装置形式：超滤装置有多种形式，如板式、管式、卷式和中空纤维式。关键在于减轻浓差极化现象，即在膜表面截留的溶质导致的透水量下降。通过提高水流速度、物理或化学洗涤等方式，可以确保超滤的高效运行。

5. 性能指标：超滤膜的性能指标包括水通量、截留率和化学物理稳定性。适当的使用和维护可以保证膜的稳定性和使用寿命，通常可以连续使用1至2年。在不需要时，可以存储在特定的溶液中以保持其性能。

4. ro渗透膜和中空纤维超滤膜的区别

ro反渗透膜和中空纤维超滤膜具有以下区别：

1.两种膜的标准专不一样

反渗透膜标准更高。超滤属膜合格标准为了每毫升水100个菌落，而RO反渗透膜则为每毫升水20个菌落。可以说RO反渗透膜标准高于超滤膜四倍。

2.两种膜的孔径相差较大

RO反渗透膜的孔径仅为超滤膜孔径的1/100，所以反渗透膜可以去除水中的极小的有机分子污染，比如化学有机物、有机农药污染等。而超滤膜则不能。反渗透膜还有软化水质的作用，将硬水转为软水。

5. 超滤技术使用了什么原理

超滤(Ultrafiltration)技术是一种膜滤法，也有错流过滤(Cross Filtration)之称。又称超过滤，用于截留水中胶体大小的颗粒，而水和低分子量溶质则允许透过膜。超滤的机理是指由膜表面机械筛分、膜孔阻滞和膜表面及膜孔吸附的综合效应，以筛滤为主。超滤原理也是一种膜分离过程原理，超滤利用一种压力活性膜，在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质,而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。通过膜表面的微孔筛选可截留分子量为3x10000—1x10000的物质。当被处理水借助于外界压力的作用以一定的流速通过膜表面时，水分子和分子量小于300—500的溶质透过膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于筛分作用被截留，从而使水得到净化。

也就是说，当水通过超滤膜后，可将水中含有的大部分胶体硅除去，同时可去除大量的有机物等。如今海德能超滤膜在净水工业应用十分广泛，以成为预处理工艺工程中单元操作之一。可因为水中还有微生物杂志进行净化、分离、浓缩等深度处理，而且根据中空纤维超滤膜特性提供前处理要求。在采用超滤膜处理时，其中精密的微结构，截留分子级甚至离子级的微粒，用浊度来反映水质明显是不精确的。可有效去除水中含有悬浮物、胶体、微生物所还有的杂质。而水中SDI值主要用于检测水中胶体和悬浮物等微粒的多少，是表征系统进水水质的重要指标。而SDI的值的大小大致可反映胶体污染程度，即需进行预处理。海德能超滤膜技术对SDI值的降低最为有效，特别是较大颗粒对海德能中空纤维超滤膜有严重的污染，在超滤工艺中必须进行预处理，至于采取何种处理工艺尚无固定的模式，这是因为供水来源不同，因而预处理方法也各异。

6. 中空纤维超滤膜能不能当鱼缸滤材

可以的。
中空纤维超滤膜的工作主要是以过滤为分离原理，过滤精度在0.005-0.01μm范围内，在工作时利用不对称微孔结构和半透膜介质，依靠膜两侧的压力差作为推动力，以错流方式进行过滤，使水流入膜组件中，将杂质过滤在膜组件的外部，中空纤维超滤膜能够有效去除水中的微粒、高分子有机物质、胶体及细菌垫层等杂质，能够达到分离、分级、纯化、浓缩目的。

中空纤维超滤膜的优缺点：
中空纤维超滤膜是目前市场上使用较多的一款滤膜产品，能够过滤水中绝大部分的杂质，产水量大，通常能够使用3年左右。

过滤精度通常在0.005-0.01μm之间，可以有效过滤进水中含有的杂质，且去除效果优异。

7. 什么是超滤

超滤膜属于毛细管式中空纤维膜，是以高分子材料经特殊的膜制造工艺生产的不对称半透回膜，它是答一种不产生相变的分离方法，其所用的制膜材料为改性PVC、PAN或者PVDF，具有良好的机械性能和耐热、耐化学性能以及较强的抗污染能力。它的切割分子量为10万道尔顿，超滤膜丝内径0。 9mm，外径1。6mm，属内压式过滤，即原液先进入中空膜丝内部，经压力差驱动，沿径向由内向外渗透过中空膜丝，从而滤除原液中的各种细菌、胶体、杂质等大分子物质。