超濾是一種膜分離技術，其膜為多孔性不對稱結構。超濾技術不但在特殊溶液的分離方面有獨到的作用，而且在工業(yè)給水方面也用得越來越多。例如在海水淡化、純水及高純水的制備中，超濾可作為預處理設備，確保反滲透等后續(xù)設備的*安全穩(wěn)定運行。在食品飲料、礦泉水生產(chǎn)中，超濾也發(fā)揮了重要作用。因為超濾僅去除水中的懸浮物、膠體微粒和細菌等雜質(zhì)，而保留了對人體健康有益的礦物質(zhì)。
超濾能截留 0.002~0.1微米之間的顆粒和雜質(zhì)，超濾膜允許小分子物質(zhì)和溶解性固體（無機鹽）等通過，但將有效阻擋住膠體、蛋白質(zhì)、微生物和大分子有機物，用于表征超濾膜的切割分子量一般介于 1,000~100,000之間，超濾膜兩側的運行壓差一般為 1~7bar。
工作原理
超濾是一種膜分離技術，其膜為多孔性不對稱結構。過濾過程是以膜兩側壓差為驅(qū)動力，以機械篩分原理為基礎的一種溶液分離過程，使用壓力通常為0.1～0.3MPa，篩分孔徑為0.005～0.1μm，截留分子量為1000～500，000道爾頓左右。溶解物質(zhì)和比膜孔徑小的物質(zhì)將能作為透過液透過膜濾，不能透過濾膜的物質(zhì)被慢慢濃縮于排放液中。因此產(chǎn)水（透過液）將含有水、離子和小分子量物質(zhì)，而膠體物質(zhì)、顆粒、細菌、病毒和原生動物將被超濾膜去除。
超濾膜材料
可以用來制造超濾膜的材質(zhì)很多，包括聚偏氟乙烯 （PVDF）、聚醚砜（PES）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚砜（PS）、聚丙稀腈（PAN）、聚氯乙?。≒VC）等。20世紀 90年代初，聚醚砜材料在商業(yè)上取得了應用；而 90年代末，性能更優(yōu)良的聚偏氟乙烯超濾膜開始被廣泛地應用于水處理行業(yè)。聚偏氟乙烯和聚醚砜成為目泛使用的超濾膜材料。當超濾用于水處理時，其材質(zhì)的化學穩(wěn)定性和親水性是兩個重要的性能。化學穩(wěn)定性決定了膜材料在酸堿、氧化劑、微生物等的作用下的壽命，其還直接關系到清洗工藝的選擇；親水性則決定了膜材料對水中污染物的抗污染能力，影響膜的通量。
超濾膜分離技術的特點
● 分離過程不發(fā)生相變化，耗能少；
● 分離過程可以在常溫下進行，適合一些熱敏性物質(zhì)如果汁、生物制劑及某些藥品等的濃縮或者提純；
● 分離過程僅以低壓為推動力，設備及工藝流程簡單，易于操作、管理及維修；
● 應用范圍廣，凡溶質(zhì)分子量為 1000~500,000道爾頓或者溶質(zhì)尺寸大小為 0.005~0.1μm左右，都可以利用超濾分離技術。此外，采用系列化不同截留分子量的膜，能將不同分子量溶質(zhì)的混合液中各組分實行分子量分級。
超濾運行模式
超濾系統(tǒng)可以按照全流或死端過濾、錯流過濾（Cross-flow）兩種運行模式操作。
● 全流或死端過濾模式
當超濾進水懸浮物、濁度和 COD 低時，比如潔凈的地表水、井水、自來水和海水等水源，或者超濾前設置有較嚴格的預處理，比如有混凝/澄清器、砂濾器以及多介質(zhì)過濾器等較差水質(zhì)的水源，超濾可按照全流過濾模式操作。此過濾模式與傳統(tǒng)過濾類似，進水進入超濾膜組件，全部透過膜表面成為產(chǎn)水從超濾膜組件過濾液側流出。被超濾膜截流的懸浮物、膠體和大分子有機物等雜質(zhì)通過定時氣擦洗、水反洗和正洗以及定期的化學清洗過程排出膜組件。
● 錯流過濾模式
當超濾進水懸浮物、濁度較高時，比如污水或者污水回用處理應用，超濾可按照錯流過濾模式操作。進水進入超濾膜組件，部分透過膜表面成為產(chǎn)水，另一部分則夾帶懸浮物等雜質(zhì)排出膜組件成為濃水，排出的濃水重新加壓后又循環(huán)回到膜組件內(nèi)，保持膜表面較高流速產(chǎn)生的剪切力，把膜表面上截流的懸浮物等雜質(zhì)帶走，從而使污染層保持在一個較薄的水平。
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