压力式超滤

A. 超滤的基本信息

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），比膜孔大的溶质及溶质集团被截留，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，超滤速率衰减到一定程度而趋于平衡，且通过清洗可以恢复。
超滤是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一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 。
超滤起源于是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。浓差极化乃是膜分离过程的自然现象，如何将此现象减轻到最低程度，是超滤技术的重要课题之一。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。 超滤是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一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一定的流速通过膜表面时，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。也就是说，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，会产生浓差极化现象，当膜面溶质浓度达到某一极限时即生成凝胶层，使膜的透水量急剧下降，这使得超滤的应用受到一定程度的限制。为此，需通过试验进行研究，以确定最佳的工艺和运行条件，最大限度地减轻浓差极化的影响，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。超滤是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。 超滤膜元件采用世界著名膜公司产品，确保了客户得到目前世界上最优质的有机膜元件，从而确保截留性能和膜通量，超滤设备控制系统可根据用户具体使用要求进行个性化设计，结合先进的控制软件，现场在线集中监控重要工艺操作参数，避免人工误操作，多方位确保系统长期稳定运行。
由于每根超滤组件在出厂前加入保护液，使用前要彻底冲洗组件中的保护液，先用低压(0.1MPa)给水冲洗1小时，然后再用高压(0.2MPa)给水冲洗1小时，无论低压还是高压冲洗时，系统的产水排放阀均应全部打开。在使用产水时，应检查并确认产品水中不含有任何杀菌剂。
超滤设备系统回收率高，所得产品品质优良，可实现物料的高效分离、纯化及高倍数浓缩。系统制作材质采用卫生级管阀，现场清洁卫生，满足GMP或FDA生产规范要求。系统工艺设计先进，集成化程度高，结构紧凑，占地面积少，操作与维护简便，工人劳动强度低。
处理过程无相变，对物料中组成成分无任何不良影响，且分离、纯化、浓缩过程中始终处于常温状态，特别适用于热敏性物质的处理，完全避免了高温对生物活性物质破坏这一弊端，有效保留原物料体系中的生物活性物质及营养成分。
超滤组件要轻拿轻放，并注意保护，由于超滤组件是精密器材，所以在使用安装时要小心，要轻拿轻放，更不能甩坏。组件若停用，要先用清水冲洗干净后，加0.5%甲醛水溶液进行消毒灭菌，并密封好。如冬天组件还要进行防冻处理，否则组件可能报废。
超滤设备系统能耗低，生产周期短，与传统工艺设备相比，设备运行费用低，能有效降低生产成本，提高企业经济效益。
超滤技术的优点是操作简便，成本低廉，不需增加任何化学试剂，尤其是超滤技术的实验条件温和，与蒸发、冷冻干燥相比没有相的变化，而且不引起温度、pH的变化，因而可以防止生物大分子的变性、失活和自溶。在生物大分子的制备技术中，超滤主要用于生物大分子的脱盐、脱水和浓缩等。超滤法也有一定的局限性，它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液，一般只能得到10～50%的浓度。 过滤膜根据所加的操作压力和所用膜的平均孔径的不同，可分为微孔过滤、超滤和反渗透三种。微孔过滤所用的操作压通常小于2×10^5 Pa，膜的平均孔径为500埃～14微米，用于分离较大的微粒、细菌和污染物等。超滤所用操作压为1×10^5 Pa～6×10^5 Pa，膜的平均孔径为10-100埃，用于分离大分子溶质。反渗透所用的操作压比超滤更大，常达到20×10^5 Pa～70×10^5 Pa，膜的平均孔径最小，一般为10埃以下，用于分离小分子溶质，如海水脱盐，制高纯水等。

B. 外压式与内压式超滤膜有何区别

外压式与内压式超滤膜的区别从常压，原水净水和独立内壁支撑层这三个方面来看。

一、超滤膜位置不同

1、外压式常压，超滤膜帖在管外表面。

2、内压式常压，超滤膜帖在管内表面。

二、内外原水净水不同

1、外压式：外部原水，高压；内部净水。

2、内压式：内部原水，高压；外部净水

三、独立内壁支撑层不同

(2)压力式超滤扩展阅读：

1、超滤膜过滤原理

超滤膜筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。

每米长的超滤膜丝管壁上约有60亿个0.01微米的微孔，其孔径只允许水分子、水中的有益矿物质和微量元素通过，而已知世界最小细菌的体积在0.2微米，因此细菌以及比细菌体积大得多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物等都能被超滤膜截留下来，从而实现了净化过程。

2、计算公式

S内=πdL×n

S外=πDL×n

其中：S内为膜丝总内表面积，d为超滤膜丝的内径；

S外为膜丝总外表面积，D为超滤膜丝的外径；

L为超滤膜丝的长度；

n为超滤膜丝的根数。

C. 外压式超滤膜为什么会有回收率

外压式超滤膜的回收率是指，在一个固定时间内，超滤膜能够回收多少渗透过的液体，这取决于膜的筛选精度和膜的结构。根据查询相关公开信息显示，膜渗透性较高时，膜的回收率越高，可以提高膜的利用率和收益，同时减少污染物的排放。

D. 反渗透设备中的超滤膜选用要注意什么

反正都是伪装的一些超墨绿，他的选择方向非常注意。

E. 超滤膜的净水原理是什么

超滤膜的过复滤原理是什制么?

1. 超滤膜的筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。

2. 每米长的超滤膜丝管壁上约有60亿个0.01微米的微孔，其孔径只允许水分子、水中的有益矿物质和微量元素通过，而较小细菌的体积都在0.02微米以上，因此细菌以及比细菌体积大得多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物等都能被超滤膜截留下来，从而实现了净化过程。在单位膜丝面积产水量不变的情况下，滤芯装填的膜面积越大，则滤芯的总产水量越多。

你所问的从内到外，还是从外到内，这两种都有，因为超滤膜有两种分别是：内压式和外压式

内压式的超滤膜就是从内到外。

外压式的超滤膜就是从外到内。

F. 中空纤维超滤膜滤芯过滤特点与应用

超滤膜组件特点：
1、壳体采用抗冲击的ABS料，承压能力在16KG以上，回并且壁厚答加厚1mm，完全可承受进水可能出现的各种压力冲击，确保在冲击水压下不会出现破裂现象，避免了超滤膜在使用的过程中长期受压，材质产生蠕变引起漏水。
2、每一支HUF90膜装填1400根膜丝，长度加长100mm，增大了15%的膜面积，有效膜面积高于国内任何一家的同种规格的产品。提高了产水量。
3、端盖为半球凸出结构，与传统的端面平面结构相比，使进水在端面膜丝的分布更均匀，并且壁厚加厚1mm，确保在冲击水压下不破裂。
4、壳体与螺纹套之间的粘接选用法国进口胶水粘接，粘接长度加长了，连接间隙均匀一致。在使用过程中不会出现漏水，脱胶现象，并且完全达到卫生标准。

G. 浸没式与压力式、外压式与和内压式微超滤膜的比较

外压式超滤膜与内压式超滤膜的区别：

1.外压超滤膜；又称复合膜，这种超滤有2层膜壁，有独立内壁支撑层，不会出现说被压坏的事况。内压膜：没有独立内壁支撑层，但是也可以外压过滤（膜组件的反冲洗就是）必须比正常运行压力低50%。

2.外压式超滤一般都采用PVDF材料，内压式超滤一般都采用PE或PES，PVDF材料的优势有很多相信很多地方都能查到，我就不再敷述了，这里只谈一点，PVDF材料韧性比较好，不易折断，PESPE比较脆，易折断。所以说是内压超滤压根就不能气洗，在空气摩擦的情况下，PEPES的材料会断丝的。要不然谁会放着高回收率的方法不采用，而浪费大量的过滤水来反洗超滤膜呢。

3、直观上内压式超滤内壁光滑，不容易污堵，但是在实际运行过程中由于绝大多数中空纤维过滤都采用全流过率模式，所以污染物在膜表面上的停留不是我们想当然的那个样子。要分析内压外压的优缺点要从材料特性、膜结构，水力模型，流体力学，工艺设计等多方面来分析，综合评判，从任何一个角度以偏盖全都是不可取的。

4.外压式的超滤膜有一个特点就是可以进行自动冲洗，大家都知道超滤膜使用久了，膜的截留作用，有一些被截留物会附着在膜表面上，甚至膜孔也会被更为细小杂质堵塞而使膜的产水量下降。进水的预处理的好坏，只是解决污染问题。而外压式有个专门改变自来水流向的阀门，使本来流经膜丝管外壁的自来水从管内壁流经，然后利用压力差将水渗过管壁，这样就能把超滤膜表面上的截留物冲走，实现自动冲洗的功能。由于有自动洁净功能，因此外压式超滤膜滤芯的寿命也更长，而且避免了二次污染。

H. 膜天内压式超滤膜安装方式

膜天内压式超滤膜安装方式，膜元件要按照进出口的方向正确装入膜壳内，新膜安装完毕后要进行彻底冲洗，将系统中残留的杂质，溶剂和保护液完全清洗干净，产水用于饮用时，至少冲洗24小时。

膜元件在装入膜壳时，要适当润滑O型圈和浓水密封圈，可使用硅基胶和甘油，禁止使用油，油脂，凡士林或石油类化合物，超滤膜组件是净水处理中常用的耗材，属于精密耗材之一，如果使用不正确容易造成堵塞或损坏，所以，在使用过程中一定要注重膜元件的使用与维护。

还要检测膜元件进入压力是否在规定范围内，安装进水龙头，检查进水口，净水口，排污口管道连接是否正确，超滤膜装置是否已固定，安装完毕后检查管路连接是否正确，是否符合使用卫生级别。

还要看进水水质不是自来水，则需要在超滤膜装置之前加预处理系统，超滤膜装置使用的各种管道，接头和阀门均需要符合国家卫生标准，北方地区请勿安装在室外，以防止冻裂超滤膜，同时应防止阳光直射，安装时拧紧螺纹接头时不能用力过大，防止接头螺纹滑牙。

I. 内压超滤膜和外压超滤膜有何区别

超滤膜按结构，只有两种，一种是外压式超滤膜组件，另一种是内压式超滤膜组件。

外压式与内压式区别

中空纤维膜以其无可比拟的优势成为超滤的最主要形式。根据致密层位置不同，中空纤维滤膜又可分为内压膜、外压膜两种。

外压式膜的进水流道在膜丝和膜壳内壁之间，膜丝存在一定的自由活动空间，因而更适合于原水水质较差、悬浮物含量较高的情况；

内压式膜的进水流道是中空纤维的内腔，为防止堵塞，对进水的颗粒粒径和含量都有较严格的限制，因而适合于原水水质较好的工况。

外压式运行原理

原液经压力差沿径向由外向内渗透过中空纤维成为透过液，而截留的物质则汇集在中空丝的外部。

在超滤膜组件中，中空纤维膜丝内腔空间是固定的，而膜丝之间存在着自由活动的空间。因此采用外压式进水方式，对于进水最大颗粒尺寸的限制以及进水悬浮物浓度的限制都更宽松，因而大大降低了过滤流道被堵塞的风险或几率。例如类似外压式结构的膜生物反应器（MBR），可对高悬浮物污水直接进行处理。同时，由于膜丝之间存在的自由活动空间，外压式超滤可以采用最廉价、高效的和环保的气擦洗方式对超滤膜进行清洗；而内压式则不能或者不建议采用气擦洗方式，而往往必须采用频繁的化学加强反洗或化学清洗来缓解污染的问题。

内压式运行原理

即原液先进入超滤膜中空丝内部，经压力差驱动，沿径向由内向外渗透过中空纤维成为透过液，浓缩液则留在中空丝的内部，由另一端流出。

J. 请问内压式和外压式超滤膜是否只是使用方式上的不同

内压式超滤膜

即原液先进入中空丝内部，经压力差驱动，沿径向由内向外渗透过中空纤维成为透过液浓缩液则留在中空丝的内部，由另一端流出。内压膜由于管径平均统一，水流速度均衡，适用于各种水质，但对预处理有一定的要求：内压膜一般由聚醚、聚醚砜为主要组成，内压式膜的进水流道是中空纤维的内腔，为防止堵塞，对进水的颗粒粒径和含量都有较严格的限制，适合原水水质好的工况。

外压式超滤膜

中空纤维超滤膜则是原液经压力差沿径向由外向内渗透过中空纤维成为透过液，而截留的物质则汇集在中空丝的外部，外压膜的进水流道在膜丝之间，膜丝存在一定的自由活动空间，材质主要以pvdf为主，一般可以以气体冲洗，因而更适合原水水质较差、悬浮物含量较高的情况。

两者的区别：

1. 外压式大多是采用PVDF材质制成，内压式膜一般采用PS、PES材质制成。众所周知，PVDF抗氧化性能力及机械强度远比PS、PES等材质强。

2. PVDF膜材质的亲水性略低于PS、PES，但大部分PVDF膜厂家都已对PVDF膜进行过亲水性处理;绝大多数外压式膜和内压式膜都是不对称单皮层膜结构，生产工艺为湿法。

3. 由于中空纤维的内径通常在1mm左右，因此当处理具有高污染度的源水时，内压型膜可能导致内径堵塞。尤其是MBR项目，在全球的浸没式MBR中，基本都是采用外压式MBR膜，而且趋势采用PVDF膜;

4. 由于内压式超滤膜内径较小，易堵塞，所以膜的运行膜通量较低;内压式膜对自清洗过滤器的要求高于外压式。

两者之间有各自不同的性能特性，因而适用于不同的领域，为了致使运行过程能够达到相应的目的，用户要结合自身实际需求来确认应用哪一种膜元件。