试论述超过滤膜分离的机理

A. 超滤膜过滤的原理是

超滤超滤是复一种与膜孔径大小制相关的筛分过程，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，因而实现对原液的的净化、分离和浓缩的目的。参见下图。

B. 超滤技术使用了什么原理

超滤(Ultrafiltration)技术是一种膜滤法，也有错流过滤(Cross Filtration)之称。又称超过滤，用于截留水中胶体大小的颗粒，而水和低分子量溶质则允许透过膜。超滤的机理是指由膜表面机械筛分、膜孔阻滞和膜表面及膜孔吸附的综合效应，以筛滤为主。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。如今海德能超滤膜在净水工业应用十分广泛，以成为预处理工艺工程中单元操作之一。可因为水中还有微生物杂志进行净化、分离、浓缩等深度处理，而且根据中空纤维超滤膜特性提供前处理要求。在采用超滤膜处理时，其中精密的微结构，截留分子级甚至离子级的微粒，用浊度来反映水质明显是不精确的。可有效去除水中含有悬浮物、胶体、微生物所还有的杂质。而水中SDI值主要用于检测水中胶体和悬浮物等微粒的多少，是表征系统进水水质的重要指标。而SDI的值的大小大致可反映胶体污染程度，即需进行预处理。海德能超滤膜技术对SDI值的降低最为有效，特别是较大颗粒对海德能中空纤维超滤膜有严重的污染，在超滤工艺中必须进行预处理，至于采取何种处理工艺尚无固定的模式，这是因为供水来源不同，因而预处理方法也各异。

C. 超滤膜的原理是什么孔径与分子量之间有关系吗

一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜。采用超滤膜以压力差为推动力的膜过滤方法为超滤膜过滤。超滤膜大多由醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料制得。最适于处理溶液中溶质的分离和增浓，也常用于其他分离技术难以完成的胶状悬浮液的分离，其应用领域在不断扩大。

以压力差为推动力的膜过滤可区分为超滤膜过滤、微孔膜过滤和逆渗透膜过滤三类。它们的区分是根据膜层所能截留的最小粒子尺寸或分子量大小。以膜的额定孔径范围作为区分标准时，则微孔膜(MF)的额定孔径范围为0.02～10μm；超滤膜(UF)为0.001～0.02μm；逆渗透膜(RO)为0.0001～0.001μm。由此可知，超滤膜最适于处理溶液中溶质的分离和增浓，或采用其他分离技术所难以完成的胶状悬浮液的分离。超滤膜的制膜技术，即获得预期尺寸和窄分布微孔的技术是极其重要的。孔的控制因素较多，如根据制膜时溶液的种类和浓度、蒸发及凝聚条件等不同可得到不同孔径及孔径分布的超滤膜。超滤膜一般为高分子分离膜，用作超滤膜的高分子材料主要有纤维素衍生物、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺及聚碳酸酯等。超滤膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或中空纤维膜等形式，广泛用于如医药工业、食品工业、环境工程等。

我们都知道筛子是用来筛东西的，它能将细小物体放行，而将个头较大的截留下来。可是，您听说过能筛分子的筛子吗？超膜 －－这种超级筛子能将尺寸不等的分子筛分开来！那么，到底什么是超滤膜呢？

超滤膜是一种具有超级“筛分”分离功能的多孔膜。它的孔径只有几纳米到几十纳米，也就是说只有一根头发丝的1‰！在膜的一侧施以适当压力，就能筛出大于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2～20纳米的颗粒。超滤膜的结构有对称和非对称之分。前者是各向同性的，没有皮层，所有方向上的孔隙都是一样的，属于深层过滤；后者具有较致密的表层和以指状结构为主的底层，表层厚度为0.1微米或更小，并具有排列有序的微孔，底层厚度为200～250微米，属于表层过滤。工业使用的超滤膜一般为非对称膜。超滤膜的膜材料主要有纤维素及其衍生物、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、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。

D. 高分子分离膜淡化海水原理

反渗透法，通常也被称为超过滤法，是1953年开始被广泛应用的一种膜分离淡化技术。这项技术依赖于一种特殊的半透膜，该膜只允许溶剂（如水）通过，而不允许溶解在其中的溶质通过。在这个过程中，海水与淡水被隔开。在自然条件下，淡水会通过半透膜扩散至海水一侧，逐渐提高海水一侧的液面高度，直到形成一定的压力差。此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一个大于渗透压的外力，海水中的纯水将反渗透到淡水中。

反渗透法的最大优势在于其节能效果显著。与电渗析法相比，其能耗仅为后者的1/2；与传统的蒸馏法相比，其能耗更是低至1/40。从1974年起，包括美国和日本在内的发达国家逐渐将发展重点转向反渗透法。这是因为反渗透法不仅能够有效去除海水中的盐分，还可以处理其他复杂水体，如地下水、废水等，为水资源的高效利用提供了新的途径。

此外，反渗透法在处理过程中无需添加化学药剂，减少了对环境的影响。同时，该方法操作简单、维护成本低，适用于大规模工业应用。近年来，随着技术的进步，反渗透膜材料也在不断优化，进一步提高了其性能和稳定性，使得反渗透法在海水淡化、苦咸水处理等领域得到了广泛应用。

总之，反渗透法作为一种高效、节能、环保的淡化技术，已成为现代海水淡化领域的重要手段之一。随着技术的不断进步，相信反渗透法在未来将发挥更大的作用，为解决全球水资源短缺问题作出更大的贡献。

E. 超过滤的工作原理及特点

进料液在一定压力作用下，水和小分子溶质透过膜成为透过液，而大分子溶质被膜截留为浓缩液。超滤过程主要有三种情况：
①被吸附在过滤膜的表面上和孔中（基本吸附）。
②被保留在孔内或者从那里被排出（堵塞）。
③机械地被截留在过滤膜的表面上（筛分）。
超过滤的特点：一是它的工作范围十分广泛，在水处理中分防细菌、大肠杆菌、热源、病毒、胶体微粒、大分子有机物质等，还可以用于特殊溶液返饥的分离。二是超过滤可以在常温下进行，因此对热敏感性物质如药品、蛋白质制剂、果汁、酶制品等的分离、浓缩、精制等，昌卜不会影响产品质量。三是超过滤过程不发生相变，因此漏迅返能耗低。四是超滤过程是压力作驱动力，故装置结构简单、操作方便、维修容易。因此，超过滤发展迅速，在过去的10年间，全世界超滤膜的生产平均年增长率在12%左右。

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F. 净水设备常识：超滤膜过滤原理及过滤方式

中国市场上的净水设备大致可分为净水器和纯水机两大类。所谓净水器就是去除水中的悬浮物以及对人体有害的有机化合物，无机化合物，重金属，细菌，又能保留人体所需要的向量元素和矿物质的产品；所谓纯水机就是滤除水中所有的杂质，只剩下完全纯净的水分子。长期饮用纯净水是不利于人体健康的，纯水失去了人体所需的微量元素，长期饮用对身体不利。所有，我们可以选择超滤膜净水器，但是超滤膜净水器过滤原理及过滤方式如何？
超滤膜过滤原理
超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，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。
超滤膜过滤方式
一个中空纤维超滤膜组件主要是由成百到上千根中空纤维丝和膜壳两部分组成，一般将中空纤维内径在0.6-6mm之间的超滤膜称为毛细管式超滤膜，毛细管式超滤膜因内径较大，因此不易被大颗粒物质堵塞，更适用于过滤原液浓度较大的场合。
1.内压式过滤：
原液先从膜丝内孔进，经压力差驱动，沿径向由内向外渗透过中空纤维成透过液为内压式过滤，内压式过滤可以使用高压大流量的顺冲洗，使冲洗水流与膜孔成切向方向快速流过，从而可以将吸附在膜内孔表面上的污染物冲去，恢复膜的水通量。
2.外压式过滤：
原液经压力差驱动沿径向由外向内渗透过中空纤维膜丝成为透过液，而截留的物质汇集在中空丝的外部时为外压式过滤。：外压式超滤膜密封在膜壳内，水流的死角多，无法使用快速直冲的方法清除膜表面附着的污染物，因而不能完全去污。