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超濾(Ultra-filtration, UF)是一種能將溶液進(jìn)行凈化和分離的膜分離技術(shù)。超濾膜系統(tǒng)是以超濾膜絲為過(guò)濾介質(zhì),膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動(dòng)力的溶液分離裝置。超濾膜只允許溶液中的溶劑(如水分子)、無(wú)機(jī)鹽及小分子有機(jī)物透過(guò),而將溶液中的懸浮物、膠體、蛋白質(zhì)和微生物等大分子物質(zhì)截留,從而達(dá)到凈化和分離的目的。
超濾膜被大量用于水處理工程。超濾技術(shù)在反滲透預(yù)處理、飲用水處理、中水回用等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。超濾技術(shù)在酒類(lèi)和飲料的除菌與除濁,藥品的除熱原以及食品及制藥物濃縮過(guò)程中均起到關(guān)鍵作用。
超濾過(guò)濾孔徑和截留分子量的范圍一直以來(lái)定義較為模糊,一般認(rèn)為超濾膜的過(guò)濾孔徑為0.001-0.1微米,截留分子量(Molecular weigh cut-off, MWCO)為1,000-1,000,000 Dalton。嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)超濾膜的過(guò)濾孔徑為0.001-0.01微米,截留分子量為1,000-300,000 Dalton。若過(guò)濾孔徑大于0.01微米,或截留分子量大于300,000 Dalton的微孔膜就應(yīng)該定義為微濾膜或精濾膜。
一般用于水處理的超濾膜標(biāo)稱(chēng)截留分子量為30,000-300,000 Dalton,而截留分子量為6,000-30,000 Dalton 的超濾膜大多用于物料的分離、濃縮、除菌和除熱源等領(lǐng)域。
超濾膜的形式可以分為板式和管式兩種。管式超濾膜根據(jù)其管徑的不同又分為中空纖維、毛細(xì)管和管式。市場(chǎng)上用于水處理的超濾膜基本上以毛細(xì)管式為主,個(gè)別工程中使用的中空纖維(內(nèi)徑0.1-0.5mm)聚乙烯或聚丙烯微孔膜實(shí)際上應(yīng)屬于微濾膜。
超濾設(shè)備工作原理
超濾是一種以篩分為分離原理,以壓力為推動(dòng)力的膜分離過(guò)程,過(guò)濾精度在0.005-0.01μm范圍內(nèi), 可有效去除水中的微粒、膠體、細(xì)菌、熱源及高分子有機(jī)物質(zhì)。可廣泛應(yīng)用于物質(zhì)的分離、濃縮、提純。超濾過(guò)程無(wú)相轉(zhuǎn)化,常溫下操作,對(duì)熱敏性物質(zhì)的分離尤為適宜,并具有良好的耐溫、耐酸堿和耐氧化性能,能在60℃ 以下,pH為2-11的條件下長(zhǎng)期連續(xù)使用。
超濾膜按結(jié)構(gòu)型式分為板框式(板式)、中空纖維式、納米膜表超濾膜、管式、卷式等多種結(jié)構(gòu)。其中,中空纖維超濾膜是超濾技術(shù)中zui為成熟與先進(jìn)的一種形式。中空纖維外徑0.4-2.0mm,內(nèi)徑0.3-1.4mm,中空纖維管壁上布滿(mǎn)微孔,孔徑以能截留物質(zhì)的分子量表達(dá),截留分子量可達(dá)幾千至幾十萬(wàn)。原水在中空纖維外側(cè)或內(nèi)腔加壓流動(dòng),分別構(gòu)成外壓式與內(nèi)壓式中空超濾膜。超濾是動(dòng)態(tài)過(guò)濾過(guò)程,被截留物質(zhì)可隨濃縮液排除不致堵塞膜表面,可長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。
早期的工業(yè)超濾應(yīng)用于廢水和污水處理。三十多年來(lái),隨著超濾技術(shù)的發(fā)展,如今超濾膜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)很廣,主要包括食品工業(yè)、飲料工業(yè)、乳品工業(yè)、生物發(fā)酵、生物醫(yī)藥、醫(yī)藥化工、生物制劑、中藥制劑、臨床醫(yī)學(xué)、印染廢水、食品工業(yè)廢水處理、資源回收以及環(huán)境工程等等。
A.超濾膜元件采用世界著名膜公司產(chǎn)品,確保了客戶(hù)得到目前世界上的有機(jī)膜元件,從而確保截留性能和膜通量。
B.系統(tǒng)回收率高,所得產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良,可實(shí)現(xiàn)物料的高效分離、純化及高倍數(shù)濃縮。
C.處理過(guò)程無(wú)相變,對(duì)物料中組成成分無(wú)任何不良影響,且分離、純化、濃縮過(guò)程中始終處于常溫狀態(tài),特別適用于熱敏性物質(zhì)的處理,*避免了高溫對(duì)生物活性物質(zhì)破壞這一弊端,有效保留原物料體系中的生物活性物質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)成分。
D.系統(tǒng)能耗低,生產(chǎn)周期短,與傳統(tǒng)工藝設(shè)備相比,設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用低,能有效降低生產(chǎn)成本,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
E.系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)先進(jìn),集成化程度高,結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積少,操作與維護(hù)簡(jiǎn)便,工人勞動(dòng)強(qiáng)度低。
F.系統(tǒng)制作材質(zhì)采用衛(wèi)生級(jí)管閥,現(xiàn)場(chǎng)清潔衛(wèi)生,滿(mǎn)足GMP或FDA生產(chǎn)規(guī)范要求。
G.控制系統(tǒng)可根據(jù)用戶(hù)具體使用要求進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì),結(jié)合先進(jìn)的控制軟件,現(xiàn)場(chǎng)在線(xiàn)集中監(jiān)控重要工藝操作參數(shù),避免人工誤操作,多方位確保系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
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