超濾膜綜述（一）

超濾膜，是一種孔徑規格一致，額定孔徑范圍為0.01微米以下的微孔過濾膜。在膜的一側施以適當壓力，就能篩出小于孔徑的溶質分子，以分離分子量大于500道爾頓（原子質量單位）、粒徑大于10納米的顆粒。超濾膜是開發的高分子分離膜之一，在60年代超濾裝置就實現了工業化。

一、簡介

超濾膜的工業應用十分廣泛，已成為新型化工單元操作之一。用于分離、濃縮、純化生物制品、醫藥制品以及食品工業中；還用于血液處理、廢水處理和超純水制備中的終端處理裝置。在我國已成功地利用超濾膜進行了中草藥的濃縮提純和凈水設備的研發使用，尤其是國內研發的PVC合金超濾膜，攻克了普通PVC材料產業化生產超濾膜的世界難題，降低了超濾膜的生產成本和運行能耗，提高了超濾膜的過濾性能和使用壽命，被知識產權局列為節能減排推薦產品。超濾膜隨著技術的進步，其篩選功能必將得到改進和加強，對人類社會的貢獻也將越來越大。

二、產品結構

超濾膜的結構有對稱和非對稱之分。前者是各向同性的，沒有皮層，所有方向上的孔隙都是一樣的，屬于深層過濾；后者具有較致密的表層和以指狀結構為主的底層，表層厚度為0.1微米或更小，并具有排列有序的微孔，底層厚度為200～250微米，屬于表層過濾。工業使用的超濾膜一般為非對稱膜。超濾膜的膜材料主要有纖維素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交鏈的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。

三、過濾原理

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，而原液中體積大于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。每米長的超濾膜絲管壁上約有60億個0.01微米的微孔，其孔徑只允許水分子、水中的有益礦物質和微量元素通過，而目前已知世界小細菌的體積在0.2微米，因此細菌以及比細菌體積大得多的膠體、鐵銹、懸浮物、泥沙、大分子有機物等都能被超濾膜截留下來，從而實現了凈化過程。

其計算公式為：

S內=πdL×n

S外=πDL×n

S內為膜絲總內表面積，d為超濾膜絲的內徑；

S外為膜絲總外表面積，D為超濾膜絲的外徑；

L為超濾膜絲的長度；

n為超濾膜絲的根數。

內壓式和外壓式中空纖維超濾膜

四、組件特點

1、良好的親水性
　　超濾膜經特殊的親水化處理，膜絲具有長期的親水性能，水解觸角由改性前的79-90度降為30到35度?？梢栽谳^低的跨膜壓力下，得到高的通水量，同時提高膜絲的耐污染性能。
　　2、過濾精度高
　　具有均勻的小于0.1微米的微孔，可以去除微生物，膠體，硅藻以及其他引起渾濁的物質。
　　3、良好的機械強度
　　超濾膜的機械強度大小反映了膜絲抵抗斷絲的能力，斷絲使超濾膜失去分離性能，是評測超濾膜性能的一個重要指標。
　　4、壽命長，抗污能力強
　　具有良好的耐化學腐蝕、耐氧化以及耐光老化等性能。因此可以使用各種方法反復清洗，以除去污染物和恢復通量。
　　5、穩定的產品性能
　　從原材料的供應，制備工藝和產品檢測入手。保證原料質量穩定，制備過程中前后一致的精確控制以及產品的檢測，確保產品的穩定性能

五、系統優點

1、超濾膜元件采用有效膜公司產品，確保了客戶得到目前世界上成熟的有機膜元件，從而確保截留性能和膜通量。

2、系統回收率高，所得產品品質優良，可實現物料的分離、純化及高倍數濃縮。

3、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、濃縮過程中始終處于常溫狀態，特別適用于熱敏性物質的處理，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。

4、系統能耗低，生產周期短，與傳統工藝設備相比，設備運行費用低，能有效降低生產成本，提高企業經濟效益。

5、系統工藝設計，集成化程度高，結構緊湊，占地面積少，操作與維護簡便，工人勞動強度低。

6、系統制作材質采用衛生級不銹鋼，全封閉管道式運行，現場清潔衛生，滿足GMP或FDA生產規范要求。

7、控制系統可根據用戶具體使用要求進行個性化設計，結合科學的控制軟件，現場在線集中監控重要工藝操作參數，避免人工誤操作，多方位確保系統長期穩定運行。