超滤与微滤的区别.doc

《超滤与微滤的区别.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、超滤与微滤的区别超过滤(简称超滤)和微孔过滤(简称微滤)也是以压力差为推动力的膜分离过程，一般用于液相分离，也可用于气相分离，比如空气中细菌与微粒的去除。超滤所用的膜为非对称膜，其表面活性分离层平均孔径约为10一200A，能够截留分子量为500以上的大分子与胶体微粒，所用操作压差在0.1—0.5MPa。原料液在压差作用下，其中溶剂透过膜上的微孔流到膜的低限侧，为透过液，大分子物质或胶体微粒被膜截留，不能透过膜，从而实现原料液中大分子物质与胶体物质和溶剂的分离。超滤膜对大分子物质的截留机理主要是筛分作用，决定截留效果的主要是膜的表面活性

2、层上孔的大小与形状。除了筛分作用外，膜表面、微孔内的吸附和粒子在膜孔中的滞留也使大分子被截留。实践证明，有的情况下，膜表面的物化性质对超滤分离有重要影响，因为超滤处理的是大分子溶液，溶液的渗透压对过程有影响。从这一意义上说，它与反渗透类似。但是，由于溶质分子量大、渗透压低，可以不考虑渗透压的影响。微滤所用的膜为微孔膜，平均孔径0.02—10，能够截留直径0.05—10的微粒或分子量大于100万的高分子物质，操作压差一般为0.01～0.2MPa。原料液在压差作用下，其中水(溶剂)透过膜上的微孔流到膜的低压侧，为透过液，大于膜孔的微粒被截

3、留，从而实现原料液中的微粒与溶剂的分离。微滤过程对微粒的截留机理是筛分作用，决定膜的分离效果是膜的物理结构，孔的形状和大小。超滤膜一般为非对称膜，其制造方法与反渗透法类似。超滤膜的活性分离层上有无数不规则的小孔，且孔径大小不一，很难确定其孔径，也很难用孔径去判断其分离能力，故超滤膜的分离能力均用截留分子量来予以表述。定义能截留90％的物质的分子量为膜的截留分子量。工业产品一般均是用截留分子量方法表示其产品的分离能力，但用截留分子量表示膜性能亦不是完美的方法，因为除了分子大小以外，分子的结构形状，刚性等对截留性能也有影响，显然当分子量一

4、定，刚性分子较之易变形的分子，球形和有侧链的分子较之线性分子有更大的截留率。目前用作超滤膜的材料主要有聚砜、聚砜酰胺、聚丙烯氰、聚偏氟乙烯、醋酸纤维素等。微滤膜一般均为均匀的多孔膜，孔径较大，可用多种方法测定，可直接用测得的孔径来表示其膜孔的大小。超滤、微滤和反渗透均是以压差作为推动力的膜分离过程，它们组成了可以分离溶液中的离子、分子、固体微粒的这样一个三级分离过程，其分工及范围见图10—14。根据所要分离物质的不同，选用不同的方法。但也需说明，这三种分离方法之间的分界并不十分严格。下表列出超滤、微滤和反渗透过程的原理和操作性能，以资

5、比较。过程与操作与反渗透过程相似，微滤、超滤过程也必须克服浓差极化和膜孔堵塞带来的影响。一般而言，超滤和微滤的膜孔堵塞问题十分严重，往往需要高压反冲技术予以再生。因此在设计微滤、超滤过程时，除象设计反渗透过程一样，注意膜面流速的选择，料液的湍动、预处理以及膜的清洗等因素以外，尚需特别注意对膜的反冲洗以恢复膜的通量。由于超滤过程膜通量远高于反渗透过程，因此其浓差极化更为明显，很容易在膜面形成一层凝胶层，此后膜通量将不再随压差增加而升高，这一渗透量称之为临界渗透通量。对于一定浓度的某种溶液而言，压差达到一定值后渗透通量达到临界值，所以实际

6、操作应选在接近临界渗透通量附近操作，此时压差一般在0.4—0.6MPa，过高的压力不仅无益而且有害。超滤过程操作一般均呈错流，即料液与膜面平行流动，料液流速影响着膜面边界层的厚度，提高膜面流速有利于降低浓差极化影响，提高过滤通量，这与反渗透过程机理是类似的。微滤过程以前大都采用折褶筒过滤，属终端过滤，对于固相含量高的料液无法处理，近年来发展起来的错流微滤技术的过滤过程类似于反渗透和超滤，设计时可以借鉴。微滤、超滤过程的操作压力、温度以及料液预处理、膜清洗过程的原理与反渗透极为相似，但其操作过程亦有自己的特点。超滤过程流程与反渗透类似，

7、采用错流操作，常用的操作模式有三种。⑴、单段间歇操作：如图10—15所示，在超滤过程中，为了减轻浓差极化的影响，膜组件必需保持较高的料液流速，但膜的渗透通量较小，所以料液必需在膜组件中循环多次才能使料液浓缩到要求的程度，这是工业过滤装置最基本的特征。图示两种回路的区别在于闭式回路中料液从膜组件出来后不进料液槽而直接流至循环泵人口，这样输送大量循环液所需能量仅仅是克服料液流动系统的能量损失，而开式回路中的循环泵除了需提供料液流动系统的能量损失外，还必需提供超滤所需的推动力即压差，所以闭式回路的能耗低。间歇操作适用于实验室或小规模间歇生产

8、产品的处理。⑵、单段连续操作：如图10—16所示，与间歇操作相比，其特点是超滤过程始终处于接近浓缩液的浓度下进行，因此渗透量与截留率均较低，为了克服此缺点，可采用多段连续操作。⑶、多段连续操作：如图10—17所示，各段循