超滤及压力分析

A. 超滤膜的压力问题

进液不变的情况下，如果运行一段时间后超滤膜的进膜压力升高了，那么是膜版的通量下权降了。此时，开大出口阀门开度，降低压力、提高进膜流量，有利于减少膜表面的浓差极化，提高膜的通量。
若此系统中采用的是没加变频控制的离心泵，则降低压力，流量会升高，注意不要过载就好。
——杭州道纳膜科技有限公司

B. 微滤与超滤的共同点和不同点，及其优缺点

微滤、超滤的区别
从膜的分离范围来看，微滤最适合液体介质的降浊、除菌处理，而超滤主要可用於对低分子溶解物与有机大分子的分离（通常是指分子量在500以上，106以下的大分子从溶液中分离）。对於反渗透水处理中的预处理来说是分离水中全部的有机物、微生物和胶体颗粒。

微滤和超滤的过滤过程通常是以直流过滤方式（包括表面过滤、深度过滤）和错流过滤方式进行的。微滤膜和超滤膜的差异最明显的是孔径不同，微滤膜一般指孔径在 0.02-0.1um，高度均匀，具有筛网特征的多孔固体连续相，而超滤的孔径似为0.002-0.2um，在进行分离时的压力也分别为0.01- 0.3Mpa和0.2-1.0Mpa。

超滤膜透过物质主要是水、溶剂、离子和小分子。
被截留物质主要是蛋白质、各类□、细菌、病毒、乳胶、微粒子、过滤精度为10-4cm~10-7cm利用超滤膜不同孔径对液体进行分离，其分子切割量（CWCO）一般为6000~50万，孔径为100nm(纳米)。

微滤膜透过物质主要是水、溶液和溶解物。被截留物质主要是悬浮物、细菌类、微粒子。过滤精密有0.2cm、0.5cm、1.0cm、2.0cm、3.0cm、5.0cm、和10.0cm。其在过滤领域里的重要特点是：

1. 使所有比网孔大的粒子被全部拦截在膜的表面，克服了常规过滤的深层过滤介质过滤达不到“绝对值”的要求，而微孔过滤膜是趋于“绝对值”过滤器的首选材料。

2. 孔径均匀，过滤精度高
微孔滤膜的孔径十分均匀，故为均孔膜，其与反渗透及超滤有明显的不同。其最大孔径与平均孔径的比值一般为3~4，孔径分布基本呈正态分布，因而常被作为起 保证作用的手段，过滤精度高，分离效率高。孔隙率高，流速快。微孔膜的微孔数绚达每平方釐米107~1011个孔，孔隙率在60%~90%之间，由於孔隙 率高，其对液体的过滤速度在同等过滤精度下，比常规过滤介质快40倍。

3. 厚度薄，吸附量小微孔膜的厚度一般为90~220um，与一般深层过滤介质比，只有它们的1/10，因而过滤速度高，过滤时对被滤物质的液体的吸附量极小。

4. 无介质脱落，不产生二次污染。微孔膜是均匀，连续的整体结构，没有一般的深层过滤介质可能产生滤材脱落的不足。

5. 颗粒容纳量小，易赌塞。微孔膜阻留颗粒大多数只限于膜表面，因而易被材料中与膜孔径大小相近的微粒或凝胶物质所堵塞。微滤和超滤在处理系统上视水质需要适当地采取预过滤。
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C. 超滤系统稳定运行受哪些因素的影响

一、超滤透过通量 超滤在操作压力为0.1-0.6MPa、温度为60℃以下时，其透过通量应在100-500L/(m2.h)为宜，实际中比它要小得多，一般为1-100L/(m2.h)。当超滤透过浓差通量低于1L/(m2.h)时，过程缺乏经济效益，其原因是浓差极化在膜面上形成的边界层(或凝胶层)，使流体阻力增加，因此必须相应采取一些措施来解决。 1、料液流速 提高料液流速对防止浓差极化、提高设备处理能力有利。但增大压力使工艺过程耗能增加，结果导致费用增大。一般湍流体系中流速为1-3m/s。 在螺旋式组件体系中，常在层流区操作，可在液流通道上设湍流促进材料，或采用振动的膜支撑物，在流道上产生压力波等方法，以改善流动状态，控制浓差极化，从而保证超滤组件的正常运行。 2、操作压力 超滤膜透过通量与操作压力的关系决定于膜和边界层的性质。在实际超滤过程中往往后者控制着超滤透过同量。在用渗透压模型时，膜透过通量与压力成正比，而用凝胶化模型时，膜透过通量与压力无关。此时的透过通量称为临界透过通量。实际中超滤操作应在临界透过通量附近进行，此时操作压力约为0.5-0.6MPa,除了克服透过膜的阻力外，还要克服通过膜表面的流体压力损失。 3、温度 操作温度主要决定与所处理料液的化学、物理性质和生物稳定性，应在膜设备和处理物质允许的最高温度下进行操作，因为高温可以减少料液的黏度，从而增加传质效率，提高透过通量。温度与扩散系数的关系，可以用下式表示: μD/T=常数 由上式可见，温度T愈高，黏度μ变小，而扩散系数D则变大。例如，酶最高温度为25℃，电涂料为30℃，蛋白质为55℃，制奶工业为50-55℃，纺织工业脱浆废水中回收PVA时为85℃。 4、操作时间 随着超滤过程的进行，浓度极化在膜表面上形成了浓缩的凝胶层，使超滤透过通量下降。其透过通量随时间的衰减情况，与膜组件的水力特性、料液的性质和膜的特性有关。当超滤运行一段时间后，就需要进行清洗，这段时间称为一个运行周期，当然运行周期的变化还与清洗情况有关。 5、进料浓度 随着超滤过程的进行，料液(主体液流)的浓度在增高，此时黏度变小，边界层厚度扩大，这对超滤来说无论从技术上还是经济上都是不利的，因此对超滤过程主体液流的浓度应有一个限制，既最高允许浓度。 6、料液的预处理 为了提高膜的透过通量，保证超滤膜的正常稳定运行，在超滤前需对料液进行预处理，虽然超滤的预处理过程不像反渗透过程那么严格，但这种预处理也是保证实现超滤过程正常运行的关键，通常采用的预处理方法有: (1)过滤; (2)化学絮凝; (3)PH调节; (4)消毒; (5)活性炭吸附; 上述预处理方法可以根据料液的性质和需要进行选用。 此外，经超滤回收的水，在使用前还需进行再处理(称为后处理，如电子工业用水)如脱除CO2、PH调节、过滤、消毒等。

D. 请比较说明微滤，超滤，纳滤和反渗透等四种常用膜分离技术的异同点

微滤microfiltration以压力为驱动力，分离0.1-1微米的微粒的过程，简称为MF
超滤ultrafiltration以压力差为动力，膜孔径约0.001-0.2微米的物理筛分过程，简称为UF
1，微滤和超滤同属于微孔膜范畴，微孔过滤是一种物理筛分过程，其功能在于截留分子量为几百至几百万的物质，包括大分子有机物，微生物等，而不是以脱盐为目的。
2，微孔膜的孔径为一个范围值：微滤在0.1-1微米，超滤为0.001-0.2微米
3，在学术领域，微滤膜的过滤精度一般用孔径表示，而超滤的过滤精度一般用切割分子量来表示
4，微滤和超滤的过程均以压力为驱动力，用于溶液体系中的物质分离。
5，膜的材料分为有机高分子和无机高分子材料。
纳滤：nanofiltration以压力为驱动力，用于脱除二价及二价以上的多价离子和分子量200以上有机物的膜分离过程，简称为NF
1， 纳滤技术是继反渗透后出现的一种新的分离技术，其分离机理基本和反渗透一致。
2， 纳滤理论精度为0.001-0.005微米，略大于反渗透，因此所需工作压力低于反渗透，早期被称为“松散反渗透”
3， 纳滤的作用在于去除二价及二价以上离子和分子量200以上的物质，对一价离子的去除率较低，其综合脱盐率低于反渗透
反渗透reverse
osmosis在膜的进水一侧施加比溶液渗透压高的外界压力，只允许溶液中水和某些组分选择性透过，其他物质不能透过而被截留在表面的过程，简称RO
1，反渗透的概念始于渗透现象，当把只允许水透过的高分子半透膜作为介质，两侧分别是盐水和纯水时，由于纯水测水的浓度高于盐水测的浓度，纯水将向盐水侧扩散透过，这种浓度差异导致的迁移过程，就是渗透，他是自然界中在生物体内存在的一个普遍现象。
2，反渗透是一种由人类创造力产生的非自然现象或一种水溶液分离技术，其原理是通过施加机械外压，克服浓度差导致的逆向迁移的过程。
3， 反渗透仅适用于液相体系(水溶液体系)中溶质和溶剂的分离，在净水器中运用较多。
4， 反渗透现象必须在外界压力作用下发生，且压力必须高于水溶液的渗透压。

E. 什么是超滤，超滤是如何工作的

超滤是一种膜分离技术，(UItrafil-tration 简称UF)。能够将溶液净化，分离或者浓缩。超滤是介于微专滤与纳滤之间，属且三者之间无明显的分界线。一般来说，超滤膜的孔径在0.05 um–1 nm之间，操作压力为0.1–0.5 Mpa。主要用于截留去除水中的悬浮物、胶体、微粒、细菌和病毒等大分子物质。超滤膜根据膜材料，可分为有机膜和无机膜。按膜的外型，又可分为：平板式、管式、毛细管式、中空纤维和多孔式。

超滤是如何工作的？

超滤膜的工作以筛分机理为主，以工作压力和膜的孔径大小来进行水的净化处理。以中空纤维为例，以进水方式可分为外压式：原水从膜丝外进入，净水从膜丝内制取。反之则为内压式。内压式的工作压力较外压式要低。超滤膜在饮用水深度处理，工业用超纯水和溶液浓缩分离等许多领域中，得到了广泛应用。

F. 超滤技术使用了什么原理

超滤处理过程无相变，对物料中组成成分无任何不良影响，且分离、纯化、浓缩过程中始终处于常温状态，特别适用于热敏性物质的处理，完全避免了高温对生物活性物质破坏这一弊端，有效保留原物料体系中的生物活性物质及营养成分。超滤设备系统回收率高，可实现物料的高效分离、纯化及高倍数浓缩。系统制作材质采用卫生级管阀，现场清洁卫生，满足GMP或FDA生产规范要求。系统工艺设计先进，集成化程度高，结构紧凑，占地面积少，操作与维护简便，工人劳动强度低。超滤设备系统能耗低，生产周期短，与传统工艺设备相比，能有效降低生产成本，提高企业经济效益。

G. 净水设备常识：超滤膜过滤原理及过滤方式

中国市场上的净水设备大致可分为净水器和纯水机两大类。所谓净水器就是去除水中的悬浮物以及对人体有害的有机化合物，无机化合物，重金属，细菌，又能保留人体所需要的向量元素和矿物质的产品；所谓纯水机就是滤除水中所有的杂质，只剩下完全纯净的水分子。长期饮用纯净水是不利于人体健康的，纯水失去了人体所需的微量元素，长期饮用对身体不利。所有，我们可以选择超滤膜净水器，但是超滤膜净水器过滤原理及过滤方式如何？
超滤膜过滤原理
超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。
超滤膜过滤方式
一个中空纤维超滤膜组件主要是由成百到上千根中空纤维丝和膜壳两部分组成，一般将中空纤维内径在0.6-6mm之间的超滤膜称为毛细管式超滤膜，毛细管式超滤膜因内径较大，因此不易被大颗粒物质堵塞，更适用于过滤原液浓度较大的场合。
1.内压式过滤：
原液先从膜丝内孔进，经压力差驱动，沿径向由内向外渗透过中空纤维成透过液为内压式过滤，内压式过滤可以使用高压大流量的顺冲洗，使冲洗水流与膜孔成切向方向快速流过，从而可以将吸附在膜内孔表面上的污染物冲去，恢复膜的水通量。
2.外压式过滤：
原液经压力差驱动沿径向由外向内渗透过中空纤维膜丝成为透过液，而截留的物质汇集在中空丝的外部时为外压式过滤。：外压式超滤膜密封在膜壳内，水流的死角多，无法使用快速直冲的方法清除膜表面附着的污染物，因而不能完全去污。

H. 你知道哪些关于超滤法的知识

超滤又称超过滤，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。超滤膜筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。常用的超滤膜有：醋酸纤维素膜，聚砜膜，聚酰胺膜。超滤装置：主要有板框式、管式、卷式和中空纤维式等，与反渗透装置类似。

超滤工艺参数主要参数有膜通量、膜清洗和膜寿命。在操作压力为0.11～0.6Mpa，温度小于60℃时，超滤膜的膜通量以1～500L/m2h为宜。影响膜通量的因素有：进水流速、操作压力、温度、进水浓度和原水预处理等。膜必须定期清洗，以延长膜的寿命，正常使用的膜的寿命为12～18个月。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。超滤原理并不复杂。在超滤过程中，由于被截留的杂质在膜表面上不断积累，会产生浓差极化现象，当膜面溶质浓度达到某一极限时即生成凝胶层，使膜的透水量急剧下降，这使得超滤的应用受到一定程度的限制。为此，需通过试验进行研究，以确定最佳的工艺和运行条件，最大限度地减轻浓差极化的影响，使超滤成为一种可靠的反渗透预处理方法。

I. 超滤的工作原理是什么

超滤的工作抄原理

超滤属于袭一种分离技术，将压力专为动力膜分离的过程，过滤的精度在0.01-0.005um的范围之内。它可高效的去除水中的细菌、病毒、悬浮物、胶体等颗粒状物质，已经广泛应用于物质的分离、浓缩、提纯等，效果非常好。同时在PH值为2-11的条件下能够连续的使用。

超滤膜一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜。采用超滤膜以压力差为推动动力的膜过滤方法为超滤膜过滤。超滤膜大多由醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料制得。最适于处理溶液中溶质的分离和增浓，也常用于其他分离技术难以完成的胶状悬浮液的分离，其应用领域在不断扩大。