微滤超滤实验报告

⑴ 第三节超滤

膜处理技术作为一项新型的高效分离技术，因其工艺简单、操作方便、设备紧凑、分离效果好、经济性高，进年来在水处理、环保、医药、食品、化工等领域得到快速应用。在解决水资源缺乏的问题上，膜处理技术起到了非常重要的作用。在水与废水循环回用方面，膜的特殊作用显得十分重要，尤其在水供应缺乏的地区，更引起了人们的广泛关注。

微滤、超滤、纳滤、反渗透均属于外力驱动型膜处理技术。目前，在几种主要的膜分离技术中，以超滤和反渗透的应用最为广泛。

超滤过程是以膜两侧压差为驱动力、以机械筛分为基础的溶液分离过程。超滤膜的孔径为0.005～1.0μm。比超滤膜孔径小的物质和溶解在水中的物质能作为透过液透过滤膜，不能透过滤膜的物质将被截留下来浓缩在排放液中。因此，产水（透过液）含有水、 离子和小分子物质，而胶体物质、颗粒、细菌、病毒和原生动物将被膜去除。膜分离过程为动态过滤过程，大分子溶质被膜阻隔，随浓缩液流出膜组件。膜不易被堵塞，可连续长期使用。超滤过程可在常温、低压下运行，无相态变化，高效节能。图2-4所示为超滤膜的基本原理。

要过滤的水由超滤给水泵加压后输送到膜组件中，由于膜内外的压差作用，水渗过滤膜，而水中杂质则被截留，无法透过滤膜。如果分离的杂质在膜上过多沉积，会导致难溶性盐聚集在膜表面形成覆盖层进而结垢。为了避免这一点，往往在分离过程中让杂质随一部分水作为浓缩液流出去。根据膜的类型和应用不同，这样的过程要持续进行或者在回流时进行。超滤同传统的净化方式如絮凝、沉淀以及砂滤比较，其过滤的水质稳定、设备管理比较简单，不会产生过滤残渣或絮凝污泥等废弃物。

当超滤用于水处理时，其材质的化学稳定性和亲水性是两个最重要的性质。化学稳定性决定了材料在酸碱、氧化剂、微生物等作用下的寿命，还直接关系到清洗可以采取的方法；亲水性则决定了膜材料对水中有机污染物的吸附程度，影响膜的通量。超滤膜有各种类型和规格，可根据实际需要选用。

1.超滤膜制备所需的化学材料

制造超滤膜的材料有很多：但用于制造中空纤维式超滤膜的材料主要为成纤性能良好的高分子材料。对膜材料的要求是具有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性、耐酸碱性、抗微生物侵蚀性和抗氧化性，并且具有良好的亲水性，以得到较高的水通量和抗污染能力。目前：常用的中空纤维式超滤膜材料有聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PFS)、聚砜(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PF)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯(PP)等。性能优良的聚偏氟乙烯和聚醚砜是日前最广泛使用的超滤膜材料。

2.超滤膜组件的结构

超滤膜一般可分为板框式(板式)、卷式、管式、中空纤维式等多种结构。

板式超滤膜是最原始的一种膜结构，主要用于大颗粒物质的分离，由于其占地面积大，能耗高， 逐步被市场所淘汰。

卷式膜组件也被称作螺旋卷式膜组件，由于其所用的膜易于大规模工业化生产，制备的 组件也易于工业化，所以获得了广泛的应用，涵盖了反渗透、纳滤、超滤、微滤四种膜分离过程，并在反渗透、纳滤领域有着最高的使用率。

管式超滤膜能较大范围地耐悬浮固体和纤维、蛋白等物质，对料液的前处理要求低，对料液可以进行高倍浓缩，但设备的投资费用高，占地面积大。

在众多的膜组件结构形式中，目前以中空纤维式超滤膜为主，组件的结构需要考虑尽量提高膜的填充密度，增加单位体积的产水量，尽量减小浓差极化的影响，便于清洗，制造成本低。

目前中空纤维式超滤膜以其不可比拟的优势成为超滤的最主要形式。根据致密层位置的不同，中空纤维式超滤膜又可分为内压膜、外压膜两种，如图2-5所示。外压中空纤滤膜是将原液经压差沿维式超径向由外向内渗透过中空纤维成为透过液，而其截留的物质则汇在中空纤维的外部。该膜进水流道在膜丝之间，膜丝存在一定的自由活动空间，因而更适合原水水质较差、悬浮物含量较高的情况。内压中空纤维式超滤膜中的原液进人中空纤维的内部，经压差驱动，沿径向由内向外透过中空纤维成为透过液，浓缩液则留在中空纤维的内部，由另一端流出。该膜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要求，因而适合于原水水质较好的工况。

3.超滤膜组件的截留性能

⑴对微粒的截留。利用超滤通常可以将滤液的浑浊度降到0.1NTU以下。在原水浊度不稳定的情况下：使用超滤比较合适。与传统的净化过程相比，超滤可以非常容易地实现自动化。

⑵对有机质的截留。有机质包括微粒、胶体和能溶于水的有机物质。由于超滤对不同类型的有机质的截留能力不同，因此其净化效率就取决于水中有机质的成分组成。与传统的方式相比，用超滤的方法既不必考虑沉淀作用，又不必注意凝固物的可过滤性，因为超滤的净化效率与凝固物的形状和密度无关。根据是否絮凝与原水的水质不同，超滤对有机质的截留率为40%～60%。

超滤系统的运行有 全流过滤和错流过滤两种模式，全流过滤时 · 进水全部透过膜表面成为产水；而错流过滤时、一部分进水透过膜表面成为产水、另二部分则带杂质排出成为浓水。全流过滤能耗低、操作压力低，因而运行成本更低；错流过滤则能处理悬浮物含量更高的流体。当超滤的滤液通量较低时、超滤膜的过滤负荷低，膜面形成的污染物容易被清除，因而长期滤液通量稳定；当滤液通量较高时，超滤膜发生不可恢复的污堵的倾向增大，清洗液的恢复率下降 · 不利于长期保持滤液通量的稳定。

(一)过滤模式

1.全流过滤模式

一般当原水中悬浮物和胶体含量较低(如SS<5、浊度<5NTU)时采用。原水以较低的错流流速进入膜管，浓水则以一定比例从膜管另一端排出。产水在膜管过滤液侧产出，水回收率通常是90%～99%，这由原水水质决定，和循环模式相比、全流过滤模式的操作成本较低，但水回收率和系统的出水能力可能会受限制。这种模式通常需要定期快冲和反冲来维持系统出力、当污物积累到一定程度时 · 就需要通过化学清洗来进行处理。

2.错流过滤模式

原水中悬浮物含量较高及在大多数非水应用领域，需要通过减少回收率来保持膜管内部的高流速、这样就会产生大量的废水。为了避免浪费，排出的浓水会被重新加压回流到膜管内。这样，虽然降低了膜管的回收率，但对于整个系统，回收率仍然很高。在这种模式下，进水连续地在膜表面循环，高速的循环水阻止了微粒在膜表面的堆积、并增加了滤液通量。因为较少的进水成为产水，为了一获得相同的产率，错流过滤模式的能耗就比全流过滤模式的大。

(二)超滤膜的运行

超滤膜运行前应按以下步序进行检查和启动工作：

⑴进水水质检查。重点是检查进水浊度，当浊度在系统限定值范围内时、方可运行超滤设备，其次是检查水中余氯含量及pH值。

⑵系统检查。按工艺路线图，检查设备及连接是否正确，同时检查阀门的开启状态是否正确。对于手动操作的系统要特别注意，开机时进水阀不能全开、浓水阀和产水阀应全开以避免开机时压力过大，造成对超滤膜的冲击 · 从而损坏设备。

⑶仪表的检查。检验各仪表是否正常，尤其是压力表是否完好。

⑷启动。当做好开机前的准备工作后。可试启动系统，即打开电源，启动泵后，立即停止，检查泵的叶轮转向是否正确，泵的运转有无异常噪声。当确认泵正常后，方可正式启动泵，启动后，应检查接口、管线有无渗漏，在自控程序运转的第一个周期内，应检验阀门的启闭是否正常，各种仪表运转是否正常。

⑸运行。设备运行时，应定时检查仪表是否正常，泵有无异常噪声，产水水质是否符合要求，尤其要注意压力表和产水流量，当出现异常时，应立即停机检査。一般全自动控制设计时，均考虑了系统的自我保护，若出现异常，系统会自动停运并报警。设备运行过程中，应按设计要求做好设备监控和记录工作；按设计要求定期对设备进行清洗、灭菌和消毒；应定期对设备进行排气或检查自动排气阀的工作状态。

⑹停机。①先降低系统压力和跨膜压差，然后停机。②当停机时间不超过7天时，可每天对设备进行20～60min(时间以一个过滤、顺冲、反洗、顺冲周期为准)的保护性运行，以使新鲜的水置换出设备内的存水。③当设备长期停用时，应先对设备进行彻底的清洗和消毒，然后将膜保护剂和抑菌剂注入设备中，封闭好设备所有接口，以保持膜的湿润，防止设备内滋生细菌和藻类。

(三)超滤膜的污染

膜污染是指料液中的颗粒、胶体或溶质大分子通过物理吸附、化学作用或机械截留等作用在膜的表面吸附、沉积造成膜孔堵塞，使膜发生透过通量与分离特性明显变化的过程。超滤过程中膜的吸附现象被认为是造成膜污染的关健，吸附污染与膜、溶剂和溶质三者的相互作用有关。由于膜组分的化学性质、结构不同、因此产生吸附作用的机理也不同、一般可分为静电作用、疏水作用等。

(四)超滤系统的清洗

在超滤过程中，由于分离物质及其他杂质在膜表面会逐渐积聚，对膜造成污染和堵塞，因此膜的清洗是超滤系统中不可缺少的操作过程，膜的有效清洗是延长膜使用寿命的重要手段。超滤膜常用的清洗方法主要有物理清洗和化学清洗两大类，超滤系统的清洗包括水的正洗和反洗、气洗、化学清洗等。其中，水的正洗和反洗可以清除膜表面的滤饼层；而气法则利用气的强烈湍流，更有效地清除膜表面的污染层；化学清洗则通过化学反应宋清除胶体、有机物、无机盐等在超滤膜表面和内部进水形成的污堵。

(五)超滤系统反洗

超滤反洗用水为超滤产水，因为反洗水带进的悬浮物将会集聚在支撑结构内而随后不断释放出颗粒、细菌和TOC等，所以原水不适宜作反洗用水。

随着超滤膜组件的长期使用，水中的杂质会沉积到膜上，使膜的分离性能逐渐受到影响。因此，在运行中当超滤膜的产水量下降20%以上或使用1～4个月时，需要对超滤进进行化学清洗，以便及时去除超滤膜上的污染物，防止超滤膜形成顽固性结垢 · 及时恢复膜的性能。

化学清洗分为酸性溶液清洗和碱性溶液清洗。当进水中硬度较高或金属离子（如铁离子)的含量超过设计标准，从而对膜的进水侧造成无机物污染时 · 需采用酸性溶液对超滤装置进行清洗。对于生物污染的超滤膜，需采用碱性溶液对超滤膜装置进行清洗。清洗时应注意以下几点：

⑴所有清洗剂都必须从超滤系统的进水侧进人组件，以防止清洗剂中可能存在的杂质从致密过滤层的背面进人膜丝壁的内部。

⑵超滤系统进行化学清洗前都先进行彻底的反洗。

⑶超滤系统的整个化学清洗过程需要2～4h；如果污堵严重，需要浸泡12h以上。

⑷清洗后，超滤系统停机时间如果超过三天，则必须按照长时间关闭的要求对超滤系进行保养维护。

⑸清洗液必须使用超滤产水或者更优质的水配制。

⑹清洗剂在循环进膜组件前必须去除其中可能存在的污染物

⑺清洗液温度一般可控制在10～40℃，提高清洗液温度能够提高清洗的效率。

⑻必要时，可采用多种清洗剂清洗，但清洗剂和杀菌剂不能对膜和组件材料造成损伤。每次清洗后，应排尽清洗剂，用超滤或反渗透产水将系统冲洗干净，才可再用另一种清洗剂清洗。

对反渗透膜的化学清洗不能太频繁，以防止膜元件造成不可逆的损伤。

⑵ 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。

⑶ 微滤和超滤区别

随着人们对于生活的品质要求越来越高，人们身边的一些日常生活用具也开始逐渐先进起来，比如原来的人们喝水，可以直接饮用井水，而且也没觉得什么不妥，但到了现在，不少家庭已经使用上了净水器，而且还要定期更换滤芯，那么问题来了，微滤和超滤区别在哪里呢？

超滤和微滤是靠着材料科学，迅速发展起来的膜分离技术。超滤和微滤均都是利用多孔材料的拦截能力，用物理截留的办法拦截水里的杂质。而微滤和超滤区别，主要在过滤精度的区别，微滤的操作压力一般会低于4×10^4Pa，过滤膜的孔径大概在500埃~14微米之间，用于分离较大的杂志和颗粒。超滤所使操作压力通常为4×10^4Pa~7×10^5Pa，过滤膜孔径约为10-100埃，用来拦截大分子溶质。
综上所述，微滤和超滤区别在于过滤精度的不同。

⑷ 请比较说明微滤，超滤，纳滤和反渗透等四种常用膜分离技术的异同点

微滤microfiltration以压力为驱动力，分离0.1-1微米的微粒的过程，简称为MF
超滤ultrafiltration以压力差为动力，膜孔径约0.001-0.2微米的物理筛分过程，简称为UF
1，微滤和超滤同属于微孔膜范畴，微孔过滤是一种物理筛分过程，其功能在于截留分子量为几百至几百万的物质，包括大分子有机物，微生物等，而不是以脱盐为目的。
2，微孔膜的孔径为一个范围值：微滤在0.1-1微米，超滤为0.001-0.2微米
3，在学术领域，微滤膜的过滤精度一般用孔径表示，而超滤的过滤精度一般用切割分子量来表示
4，微滤和超滤的过程均以压力为驱动力，用于溶液体系中的物质分离。
5，膜的材料分为有机高分子和无机高分子材料。
纳滤：nanofiltration以压力为驱动力，用于脱除二价及二价以上的多价离子和分子量200以上有机物的膜分离过程，简称为NF
1， 纳滤技术是继反渗透后出现的一种新的分离技术，其分离机理基本和反渗透一致。
2， 纳滤理论精度为0.001-0.005微米，略大于反渗透，因此所需工作压力低于反渗透，早期被称为“松散反渗透”
3， 纳滤的作用在于去除二价及二价以上离子和分子量200以上的物质，对一价离子的去除率较低，其综合脱盐率低于反渗透
反渗透reverse
osmosis在膜的进水一侧施加比溶液渗透压高的外界压力，只允许溶液中水和某些组分选择性透过，其他物质不能透过而被截留在表面的过程，简称RO
1，反渗透的概念始于渗透现象，当把只允许水透过的高分子半透膜作为介质，两侧分别是盐水和纯水时，由于纯水测水的浓度高于盐水测的浓度，纯水将向盐水侧扩散透过，这种浓度差异导致的迁移过程，就是渗透，他是自然界中在生物体内存在的一个普遍现象。
2，反渗透是一种由人类创造力产生的非自然现象或一种水溶液分离技术，其原理是通过施加机械外压，克服浓度差导致的逆向迁移的过程。
3， 反渗透仅适用于液相体系(水溶液体系)中溶质和溶剂的分离，在净水器中运用较多。
4， 反渗透现象必须在外界压力作用下发生，且压力必须高于水溶液的渗透压。

⑸ 净水器原理是什么，超滤机是怎么做到水净化的

一般家用净水器分为微滤、超滤、纳滤以及反渗透，这四种都是通过膜分离技术版（用压力将水通过合权成的膜），可有效的将水中的污染物过滤掉。
微滤：即过滤掉0.1-10微米的细菌、悬浮物；
超滤：即过滤掉5-50纳米大分子有机物、蛋白；
纳滤：即过滤掉0.5-5纳米有机酸、多糖、颜料等；
反渗透：即过滤掉0.1-1纳米无机盐、金属元素、矿物质等；
通过这四种过滤方式在结合活性炭进而搭配滤芯组成的净水器，达到净化出健康水的效果。
超滤净水器的主要核心就是超滤膜，超滤膜的膜壁上有成万上亿个0.01微米的小孔。自来水先进入超滤膜管内，在水压差的压力下，膜表面上密布的微孔只允许水分子、有益矿物质和微量元素通过，成为净化水。而细菌、铁锈、胶体、泥沙、悬浮物、大分子有机物等有害物质责被截留在超滤膜管内，在超滤膜清洗时排出。
超滤膜还分为内压式和外压式。其各有各的特点，内压式的特点是膜丝粗，内表面进水，初始水通量小，易清洗。外压式的特点是膜丝细，外表面进水，初始水通量大，易污染、难清洗。

⑹ 什么是超滤，超滤是如何工作的

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。超滤是介于微专滤与纳滤之间，属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。

超滤是如何工作的？

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。

⑺ 超滤技术在工业污水中的处理作用

超滤是介于纳滤和微滤之间的一种膜分离技术，其主要元件多为多孔性不对称超滤膜，主要用于蠢谨溶液中大分子物质的分离，以使有用物质得到分级、浓缩和纯化。超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。目前，超滤技术已经广泛运用到工业污水处理过程中。 在海水淡化过程中，由于海水水质变化大、浊度高二导致反渗透工艺无法直接应用。海水经超滤膜预处理后，其出水水质稳定，且优于常规过滤工艺，完全满足反渗透的进水要求，因此超滤技术在海水淡化过程中已经广泛运用开来， 超滤技术在饮用水处理中的应用主要包括原水净化好饮用水的深度处理两部分。发生轻微污染的原水（包括河流水、水库水及地下水），采用超滤技术过滤后完全符合饮用带灶基水的水质标准。采用超滤处理低浊度微污染水源，效果较好，特别是对浊度和病原微生物有非常好的去除效果，可大大提高有机污染物的去除效果，缓解膜污染辩拍。 超滤膜技术已经广泛的运用于给水及无数处理中，并且取得较理想的处理效果，但他仍有一定的局限性，比如孔径较大，对一些分子量较小的物质去除率较差，但不可否认，超滤技术必然在未来的很长一段时间内扮演水处理行业中的重要角色

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⑻ 纯化水微生物限度检查用薄膜过滤法怎么做

准备工作：

用纯化水浸泡滤膜，浸泡完全后放入滤杯中，包好滤杯，连同回量筒、培养基、平皿、答取膜器、三角烧瓶等一起121℃灭菌30min。

灭菌后的物品一并传入洁净室中，微生物限度过滤器上连好已经灭好的滤杯，用缓冲液先润湿滤膜，抽掉缓冲液，然后倒入供试液（10倍稀释），滤过，再用缓冲液冲洗滤膜。

过滤结束后取下滤膜平贴于R2A琼脂培养基平板上，32℃倒置培养5天。菌落计数（平皿上长几个菌结果就报几个菌）

(8)微滤超滤实验报告扩展阅读：

薄膜过滤系统主要用于去除小颗粒及溶解盐，一般可分为微滤、超滤、纳滤和薄膜过滤反渗透。

微滤又称微孔过滤，它属于精密过滤，截留溶液中的砂砾、淤泥、黏土等颗粒和贾第虫、隐抱子虫、藻类和一些细菌等，而大量溶剂、小分子及少量大分子溶质都能透过膜的分离过程。

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

纳滤 ( NF，Nanofiltration)是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程，纳滤膜的孔径范围在几个纳米左右。

参考资料来源：网络-薄膜过滤

⑼ 膜分离的分离技术

第一、超滤膜分离方法。根据分子的形状和不同性质利用大气回压力的作用，将答其进行有效的筛选和分离。这项技术通过我国的多年研究和使用，除污效果显著，能有效的对污水中的病原体进行处理。因此超滤膜分离技术在我国各项污水处理中得到广泛的使用。
第二、纳滤膜分离方法。在20世纪70年代的中后期形成的纳滤膜分离技术就是在保证无机盐分离时不受电势和化学梯度的影响，通过(实际压力小于或等于1.5MPa)的作用将直径大约为1纳米的分子进行有效的筛选和分离，从而达到污水处理的效果。
第三、液膜分离方法。在20世纪60年代被提出一直到80年代中后期才被广泛应用的液膜分离技术，分为乳状液膜和支撑液膜，其中乳液液膜在污水处理技术中被广泛应用。第四、膜生物反应器。就是原水在进入生物反应器与生物发生充分反应之后，利用循环泵，使水流经膜组件，水得到排放的同时生物相又重新流入生物反应器，该技术是通过把膜件与生物反应器进行结合而形成的一种新型去污技术。