超滤详解（一）

超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一，以大分子与小分子分离为目的，膜孔径在20－1000A°之间。中空纤维超滤器（膜）具有单位容器内充填密度高，占地面积小等优点。

第 一章  超滤概述

    一、超滤定义及起源

超滤是采用中空纤维过滤新技术，配合三级预处理过滤清除自来水中杂质；超滤微孔小于0.01微米，能滤除水中的细菌、铁锈、胶体等有害物质，保留水中原有的微量元素和矿物质。

（一）超滤定义

超滤是一种加压膜分离技术，即在压力下，使小分子溶质和溶剂穿过有孔径的特制薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一，以大分子与小分子分离为目的。

在超滤过程中，水溶液在压力推动下，流经膜表面，小于膜孔的溶剂（水）及小分子溶质透水膜，成为净化液（滤清液），比膜孔大的溶质被截留，随水流排出成为浓缩液。超滤过程为动态过滤，分离是在流动状态下完成的。溶质仅在膜表面有限沉积，超滤速率衰减而趋于平衡，且通过清洗可以恢复。

（二）超滤起源

超滤起源于是1748年，科学家Schmidt用棉花胶膜或璐膜分滤溶液，当施加压力时，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，于是他提出超滤一语。1896年，Martin制出了第 一张人工超滤膜，其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。我国对该项技术研究较晚，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。

超滤装置如同反渗透装置，有板式、管式（内压列管式和外压管束式）、卷式、中空纤维式等形式。浓差化乃是膜分离过程的自然现象，如何将此现象有效减轻，是超滤技术的重要课题之一，可采取的措施有：

1、提高膜面水流速度，以减小边界层厚度，并使被截留的溶质及时由水带走；

2、采取物理或化学的洗涤措施。

二、超滤原理

超滤是一种加压膜分离技术，即在压力下，使小分子溶质和溶剂穿过既定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。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既定流速通过膜表面时，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。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，会产生浓差化现象，当膜面溶质浓度达到某种程度即生成凝胶层，使膜的透水量急剧下降，这使得超滤的应用受到限制。为此，需通过试验进行研究，以确定工艺和运行条件，有效减轻浓差化的影响，使超滤成为一种可靠的反渗透预处理方法。

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。超滤介于微滤与纳滤之间，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。目前家用超滤净水器，多以中空膜为主。

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。