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什么是超滤?超滤的分离特性是什么?

时间:2019-10-18 10:02:18

超滤技术简介以及超滤分离特性


超滤是一种膜分离技术,其膜为多孔性不对称结构。超滤过滤过程是以膜两侧压差为驱动力,以机械筛分原理为基础的一种溶液分离过程,使用压力通常为 0.01~0.3 MPa,筛分孔径从 0.002~0.1μm,截留分子量为 1000~100,000 道尔顿左右。

超滤起源于 1748 年,Schmidt用棉花胶膜或璐膜分滤溶液,当施加一定压力时,溶液(水)透过膜,而蛋白质、胶体等物质则被截留下来,其过滤精度远远超过滤纸,于是他提出超滤这一术语。1896 年,Martin 制出了第一张人工超滤膜。20 世纪 60 年代,分子量级概念的提出,是现代超滤的开始,70 年代和 80 年代是高速发展期,90 年代以后开始趋于成熟,进入到21 世纪得到广泛应用。我国对该项技术研究较晚,上世纪 70 年代尚处于研究期限,80 年代末,才进入工业化生产和应用阶段。近 30 年来,超滤技术的发展极为迅速,不但在特殊溶液的分离方面有独到的作用,而且在工业给水方面也用得越来越多。例如在海水淡化、纯水及高纯水的制备中,超滤可作为预处理设备,确保反渗透等后续设备的长期安全稳定运行。在食品饮料、矿泉水生产中,超滤也发挥了重要作用。因为超滤仅去除水中的悬浮物、胶体微粒和细菌等杂质,而保留了对人体健康有益的矿物质。


超滤分离特性:

1、分离过程不发生相变化,耗能少;

2、分离过程可以在常温下进行,适合一些热敏性物质如果汁、生物制剂及某些药品等的浓缩或者提纯;

3、分离过程仅以低压为推动力,设备及工艺流程简单,易于操作、管理及维修;

4、应用范围广,凡溶质分子量为 1000~500,000 道尔顿或者溶质尺寸大小为 0.005~0.1μm 左右,都可以利用超滤分离技术。

此外,采用系列化不同截留分子量的膜,能将不同分子量溶质的混合液中各组分实行分子量分级。


超滤与传统过滤及微滤的区别:

1、筛分孔径小,几乎能截留溶液中所有的细菌、热源、病毒及胶体微粒、蛋白质、大分子有机物;

2、能否有效分离除决定于膜孔径及溶质粒子的大小、形状及刚柔性外,还与溶液的化学性质(pH 值、电性)、成份(有否其它粒子存在)以及膜致密层表面的结构、电性及化学性质(疏水性、亲水性等)有关;

3、整个过程在动态下进行,无滤饼形成,使膜表面不能透过物质仅为有限的积聚,过滤速率在稳定的状态下可达到一平衡值而不致连续衰减;

4、超滤过滤膜对大分子溶质的分离主要依赖于膜的有孔性,即膜对大分子溶质的吸附、排斥、阻塞及筛分效应。


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