膜分离技术是一项新型的高有效分离技术,它具有工艺简单,经济性较好,往往没有相变,分离系数较大,节能,高有效,无二次污染,管式超滤膜组件,可在常温下连续操作等特点,在各工业领域和科学研究中得到广泛的应用。超滤膜从20世纪90年代得到广泛的应用。超滤的平均孔径在3~ 100nm,它是介于纳滤和微滤之间的压力驱动型膜分离技术。超滤膜由于能截留大分子胶体、蛋白质、微粒、---等,而且在小孔径范围与反滲透相重叠,在大孔径范围内与微孔过滤相重叠。
膜丝徽观结构和孔径:1)微滤膜采用不对称结构,超滤膜组件,即由致密的皮层和多孔的支撑层构成,中空纤维超滤膜组件,通常支撑层的孔径要比皮层高一个数量级以上。不对称结构有以下优点: a:致密的皮层提高了过滤精度;b: 多孔的支撑层降低了过滤的阻力,并且使得穿过皮层的微小杂质被截留的几率降低到至小。
2)超滤膜的孔径:超滤膜的孔径有很多种测定和表征方法。其中泡点法是实施尤为简便的一种。泡点理论基础是毛细现象。有如下的定量公式:p=4δcosθ/d,式中p就是泡点压力。把膜浸入到水中,逐渐增加到膜的一侧的气压,当观察到气泡连续从膜的另一侧逸出,此时的气压就是泡点压力。δ是水/空气的表面张力; θ是水~膜的接触角; d是毛细管的直径(孔径)。a:泡点测定方法测得的实际是膜上的至大孔径;b:膜孔径,即毛细管直径d越小,泡点压力越大。在超滤膜的一侧为水,另一侧通入压缩空气。通过观察气体侧压力下降的速率,或者观察液体侧是否出现连续气泡,来判断膜的完整性。
超滤过程通常采用不对称膜,所分离的组分直径为0. 005 ~ 10pm,一般相对分子大于500的大分子和胶体,所用膜常为非对称膜,膜的水透过率为0. 5~5.0m3 /(m2.d)。膜表皮层厚度只有0.1~1μm,当过程不存在浓差极化时,溶液的渗透压很小,可以忽略,过程所需压差范围约为0.1~0.5mpa。同时它使用的压力低、产水量大,因此更便于操作,应用范围十分广泛。
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