微濾過濾數學模型

1. 微濾技術的原理及其在水處理中應用有哪些

在水處理領域中，超濾技術可以除去水中的細菌、病毒、熱源和其它膠體物質，因此用於製取電子工業超純水、醫葯工業中的注射劑、各種工業用水的凈化以及飲用水的凈化。在食品工業中，乳製品、果汁、酒、調味品等生產中逐步採用超濾技術，如牛奶或乳清中蛋白和低分子量的乳糖與水的分離，果汁澄清和去菌消毒，酒中有色蛋白、多糖及其它膠體雜質的去除等，醬油、醋中細菌的脫除，較傳統方法顯示出經濟、可靠、保證質量等優點。

在醫葯和生物化工生產中，常需要對熱敏性物質進行分離提純，超濾技術對此顯示其突出的優點。用超濾來分離濃縮生物活性物(如酶、病毒、核酸、特殊蛋白等)是相當合適的從動、植物中提取的葯物(如生物鹼、荷爾蒙等)，其提取液中常有大分子或固體物質，很多情況下可以用超濾來分離，使產品質量得到提高。

在廢水處理領域，超濾技術用於電鍍過程淋洗水的處理是成功的例子之一。在汽車和傢具等金屬製品的生產過程中，用電泳法將塗料沉積到金屬表面上後，必需用清水將產品上吸著的電鍍液洗掉。洗滌得到含塗料1～2％的淋洗廢水，用超濾裝置分離出清水，塗料得到濃縮後可以重新用於電塗，所得清水也可以直接用於清洗，即可實現水的循環使用。目前國內外大多數汽車工廠使用此法處理電塗淋洗水。

超濾技術也可用於紡織廠廢水處理。紡織廠退漿液中含有聚乙烯醇(PVA)，用超濾裝置回收PVA，清水回收使用，而濃縮後的PVA濃縮液可重新上漿使用。隨著新型膜材料(功能高分子、無機材料)的開發，膜的耐溫、耐壓、耐溶劑性能得以大幅度提高，超濾技術在石油化工、化學工業以及更多的領域應用將更為廣泛。

微濾的應用
微濾主要用於除去溶液中大於0.05 左右的超細粒子，其應用十分廣泛，在目前膜過程面業銷售額中占首位。在水的精製過程中，微濾技術可以除去細菌和固體雜質，可用於醫葯、飲料用水的生產。在電子工業超純水制備中，微濾可用於超濾和反滲透過程的預處理和產品的終端保安過濾。微濾技術亦可用於啤酒、黃酒等各種酒類的過濾，以除去其中的酵母、黴菌和其它微生物，使產品澄清，並延長存放期。微濾技術在葯物除菌、生物檢測等領域也有廣泛的應用。

2. 超濾、微濾、納濾的過濾標準是多少

1.超濾膜（UF）：過濾精度在0.001-0.1微米。是一種利用壓差的膜法分離技術，可濾除水中的鐵銹、泥沙、懸浮物、膠體、細菌、大分子有機物等有害物質，並能保留對人體有益的一些礦物質元素。是礦泉水、山泉水生產工藝中的核心部件。超濾工藝中水的回收率高達95%以上，並且可方便的實現沖洗與反沖洗，不易堵塞，使用壽命相對較長。

2.微濾(MF)：過濾精度一般在0.1-50微米，常見的各種PP濾芯，活性碳濾芯，陶瓷濾芯等都屬於微濾范疇，用於簡單的粗過濾，過濾水中的泥沙、鐵銹等大顆粒雜質，但不能去除水中的細菌等有害物質。濾芯通常不能清洗，為一次性過濾材料，需要經常更換。① PP棉芯：一般只用於要求不高的粗濾，去除水中泥沙、鐵銹等大顆粒物質。② 活性碳：可以消除水中的異色和異味，但是不能去除水中的細菌，對泥沙、鐵銹的去除效果也很差。③ 陶瓷濾芯：最小過濾精度也只0.1微米，通常流量小，不易清洗。

3.納濾(NF)：過濾精度介於超濾和反滲透之間，脫鹽率比反滲透低，也是一種需要加電、加壓的膜法分離技術，水的回收率較低。也就是說用納濾膜制水的過程中，一定會浪費將近30%的自來水。這是一般家庭不能接受的。一般用於工業純水製造。

4.反滲透(RO)：過濾精度為0.0001微米左右，可濾除水中的幾乎一切的雜質(包括有害的和有益的)，只能允許水分子通過。一般用於純凈水、工業超純水、醫葯超純水的製造。反滲透技術需要加壓、加電，流量小，水的利用率低，不適合大量生活飲用水的凈化。

3. 平板膜和微濾 超濾 納濾膜有什麼區別

平板膜是MBR膜的一種類型。

MBR是膜生物反應器的英文縮寫，M即指膜，MBR膜是指膜生物反應器中使用的膜，滿足膜生物反應器使用條件的膜產品都可以被稱為MBR膜，MBR膜種類很多，常見的有中空纖維膜、管式膜、平板膜、陶瓷膜，按安裝位置又可分為浸沒式和外置式兩種。

微濾：

微濾又稱微孔過濾，是以多孔膜（微孔濾膜）為過濾介質，在0.1~0.3MPa的壓力推動下，截留溶液中的砂礫、淤泥、黏土等顆粒和賈第蟲、隱抱子蟲、藻類和一些細菌等，而大量溶劑、小分子及少量大分子溶質都能透過膜的分離過程。

特點

微濾能截留0.1～1微米之間的顆粒，微濾膜允許大分子有機物和無機鹽等通過，但能阻擋住懸浮物、細菌、部分病毒及大尺度的膠體的透過，微濾膜兩側的運行壓差（有效推動力）一般為0.7bar。

原理

微濾的過濾原理有三種:篩分、濾餅層過濾、深層過濾。一般認為微濾的分離機理為篩分機理，膜的物理結構起決定作用。此外，吸附和電性能等因素對截留率也有影響。其有效分離范圍為0.1-10μm的粒子，操作靜壓差為0.01-0.2MPa。

超濾(UF)

過濾精度在0.001-0.1微米，屬於二十一世紀高新技術之一。是一種利用壓差的膜法分離技術，可濾除水中的鐵銹、泥沙、懸浮物、膠體、細菌、大分子有機物等有害物質，並能保留對人體有益的一些礦物質元素。是礦泉水、山泉水生產工藝中的核心部件。超濾工藝中水的回收率高達95%以上，並且可方便的實現沖洗與反沖洗，不易堵塞，使用壽命相對較長。超濾不需要加電加壓，僅依靠自來水壓力就可進行過濾，流量大，使用成本低廉，較適合家庭飲用水的全面凈化。因此未來生活飲用水的凈化將以超濾技術為主，並結合其他的過濾材料，以達到較寬的處理范圍，更全面地消除水中的污染物質。

納濾(NF)

過濾精度介於超濾和反滲透之間，脫鹽率比反滲透低，也是一種需要加電、加壓的膜法分離技術，水的回收率較低。也就是說用納濾膜制水的過程中，一定會浪費將近30%的自來水。這是一般家庭不能接受的。一般用於工業純水製造。

4. MBR膜生物反應器是怎樣的工作原理

MBR膜原理
MBR以膜組件單元是將膜的高效分離技術與生物降解回作用相結合而成的一種新型答高效的污水處理與回用工藝。取代二沉池，所有懸浮物和膠體都被膜分離截留，膜分離作用增加了曝氣池中活性污泥的濃度、提高了生物降解的速率，減少了剩餘污泥的排放量。
出水水質：優於國家污水排放一級A標准，可用於綠化澆灌、洗車、馬路降塵和沖洗、沖廁、消防、景觀補充水等非飲用水場所。

5. 透析，微濾，超濾，納濾，反滲透，電滲析，滲透氣化等膜分離技術各自的特點

1.透析（dialysis）是通過小分子經過半透膜擴散到水（或緩沖液）的原理；
2.微濾適用於細胞、細菌和微粒子的分離，在生物分離中，廣泛用於菌體的分離和濃縮，目標物質的大小范圍為0.01-10 μm，一般用於預處理；
3.超濾技術的優點是沒有相的轉變，無需添加任何強烈的化學物質，可以在低溫下操作，過濾速度較快，便於無菌處理等，一般用於預處理；
4.納濾 特點是能截留小分子的有機物並可同時透析出鹽，集濃縮與透析於一體；
操作壓力低，因為無機鹽能通過納米濾膜而透析，使得納米過濾的滲透壓遠比反滲透為低，所以納米過濾所需的外加壓力比反滲透低得多；
5.反滲透法具有設備構型緊湊，佔地面積小、單位體積產水量及能量消耗少等優點；
6.電滲析的特點時可以同時對電解質水溶液起淡化、濃縮、分離、提純作用、可以用於蔗糖等非電解質的提純，以除去其中的電解質、在原理上，電滲析器是一個帶有隔膜的電解池，可以利用電極上的氧化還原效率高；
7.滲透氣化對共沸物系和近沸物系等難分物系的分離, 顯示特有的優越性。

6. 什麼是微濾、超濾、納濾和反滲透

微濾又稱為微孔過濾，它屬於精密過濾，其基本原理是篩分過程，在靜壓差作用下濾除0.1-10μm的微粒，操作壓力為0.7-7kPa,原料液在壓差作用下，其中水(溶劑)透過膜上的微孔流到膜的低壓側，為透過液，大於膜孔的微粒被截留，從而實現原料液中的微粒與溶劑的分離。微濾過程對微粒的截留機理是篩分作用，決定膜的分離效果是膜的物理結構，孔的形狀和大小。 超濾（簡稱UF）是以壓力為推動力，利用超濾膜不同孔徑對液體進行分離的物理篩分過程。超濾同反滲透技術類似，是以壓力為推動力的膜分離技術。在從反滲透到電微濾的分離范圍的譜圖中，居於納濾（NF）與微濾（MF）之間，截留分子量范圍為50-500000道爾頓，相應膜孔徑大小的近似值為501000A。 納濾膜的一個很大特性是膜本體帶有電荷，這是它在很低壓力下具有較高除鹽性能和截留相對分子質量為數百的物質，也可脫除無機鹽的重要原因 目前納濾膜多為薄層復合膜和不對稱合金膜，納濾膜有如下特點： 1、NF膜主要去除直徑為1nm左右的溶質粒子，故被命名為納濾膜，截留物相對分子質量為200-1000 2、NF膜對二價或高價離子，特別是陰離子的截留率比較高，可大於98%，而對一價離子的截留率一般低於90% 3、NF膜的操作壓力低，一般為0.7Mpa,最低為0.3Mpa 4、NF膜多數為荷電膜，因此，其截留特性不僅取決於膜孔大小，而且還有膜靜電作用

7. 微濾與超濾的共同點和不同點，及其優缺點

微濾、超濾的區別
從膜的分離范圍來看，微濾最適合液體介質的降濁、除菌處理，而超濾主要可用於對低分子溶解物與有機大分子的分離（通常是指分子量在500以上，106以下的大分子從溶液中分離）。對於反滲透水處理中的預處理來說是分離水中全部的有機物、微生物和膠體顆粒。

微濾和超濾的過濾過程通常是以直流過濾方式（包括表面過濾、深度過濾）和錯流過濾方式進行的。微濾膜和超濾膜的差異最明顯的是孔徑不同，微濾膜一般指孔徑在 0.02-0.1um，高度均勻，具有篩網特徵的多孔固體連續相，而超濾的孔徑似為0.002-0.2um，在進行分離時的壓力也分別為0.01- 0.3Mpa和0.2-1.0Mpa。

超濾膜透過物質主要是水、溶劑、離子和小分子。
被截留物質主要是蛋白質、各類□、細菌、病毒、乳膠、微粒子、過濾精度為10-4cm~10-7cm利用超濾膜不同孔徑對液體進行分離，其分子切割量（CWCO）一般為6000~50萬，孔徑為100nm(納米)。

微濾膜透過物質主要是水、溶液和溶解物。被截留物質主要是懸浮物、細菌類、微粒子。過濾精密有0.2cm、0.5cm、1.0cm、2.0cm、3.0cm、5.0cm、和10.0cm。其在過濾領域里的重要特點是：

1. 使所有比網孔大的粒子被全部攔截在膜的表面，克服了常規過濾的深層過濾介質過濾達不到「絕對值」的要求，而微孔過濾膜是趨於「絕對值」過濾器的首選材料。

2. 孔徑均勻，過濾精度高
微孔濾膜的孔徑十分均勻，故為均孔膜，其與反滲透及超濾有明顯的不同。其最大孔徑與平均孔徑的比值一般為3~4，孔徑分布基本呈正態分布，因而常被作為起 保證作用的手段，過濾精度高，分離效率高。孔隙率高，流速快。微孔膜的微孔數絢達每平方釐米107~1011個孔，孔隙率在60%~90%之間，由於孔隙 率高，其對液體的過濾速度在同等過濾精度下，比常規過濾介質快40倍。

3. 厚度薄，吸附量小微孔膜的厚度一般為90~220um，與一般深層過濾介質比，只有它們的1/10，因而過濾速度高，過濾時對被濾物質的液體的吸附量極小。

4. 無介質脫落，不產生二次污染。微孔膜是均勻，連續的整體結構，沒有一般的深層過濾介質可能產生濾材脫落的不足。

5. 顆粒容納量小，易賭塞。微孔膜阻留顆粒大多數只限於膜表面，因而易被材料中與膜孔徑大小相近的微粒或凝膠物質所堵塞。微濾和超濾在處理系統上視水質需要適當地採取預過濾。
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8. 超濾和微濾的原理

超濾與微濾原理
超濾及微濾是依託於材料科學發展起來的先進的膜分離技術。版
超濾和權微濾均是利用多孔材料的攔截能力，以物理截留的方式去除水中一定大小的雜質顆粒。在壓力驅動下，溶液中水、有機低分子、無機離子等尺寸小的物質可通過纖維壁上的微孔到達膜的另一側，溶液中菌體、膠體、顆粒物、有機大分子等大尺寸物質則不能透過纖維壁而被截留，從而達到篩分溶液中不同組分的目的。該過程為常溫操作，無相態變化，不產生二次污染。

超濾是利用超濾膜的微孔篩分機理，在壓力驅動下，將直徑為0.002-0.1μm之間的顆粒和雜質截留，去除膠體、蛋白質、微生物和大分子有機物。應用於鍋爐給水處理、工業廢污水處理、飲用水的生產及高純水制備等。在給水處理中常作為反滲透、離子交換的預處理。
微濾也是利用微濾膜的篩分機理，在壓力驅動下，截留直徑在0.1～1μm之間的顆粒，如懸浮物、細菌、部分病毒及大尺寸膠體，多用於給水預處理系統。

9. 請比較說明微濾，超濾，納濾和反滲透等四種常用膜分離技術的異同點

微濾microfiltration以壓力為驅動力，分離0.1-1微米的微粒的過程，簡稱為MF
超濾ultrafiltration以壓力差為動力，膜孔徑約0.001-0.2微米的物理篩分過程，簡稱為UF
1，微濾和超濾同屬於微孔膜范疇，微孔過濾是一種物理篩分過程，其功能在於截留分子量為幾百至幾百萬的物質，包括大分子有機物，微生物等，而不是以脫鹽為目的。
2，微孔膜的孔徑為一個范圍值：微濾在0.1-1微米，超濾為0.001-0.2微米
3，在學術領域，微濾膜的過濾精度一般用孔徑表示，而超濾的過濾精度一般用切割分子量來表示
4，微濾和超濾的過程均以壓力為驅動力，用於溶液體系中的物質分離。
5，膜的材料分為有機高分子和無機高分子材料。
納濾：nanofiltration以壓力為驅動力，用於脫除二價及二價以上的多價離子和分子量200以上有機物的膜分離過程，簡稱為NF
1， 納濾技術是繼反滲透後出現的一種新的分離技術，其分離機理基本和反滲透一致。
2， 納濾理論精度為0.001-0.005微米，略大於反滲透，因此所需工作壓力低於反滲透，早期被稱為「鬆散反滲透」
3， 納濾的作用在於去除二價及二價以上離子和分子量200以上的物質，對一價離子的去除率較低，其綜合脫鹽率低於反滲透
反滲透reverse
osmosis在膜的進水一側施加比溶液滲透壓高的外界壓力，只允許溶液中水和某些組分選擇性透過，其他物質不能透過而被截留在表面的過程，簡稱RO
1，反滲透的概念始於滲透現象，當把只允許水透過的高分子半透膜作為介質，兩側分別是鹽水和純水時，由於純水測水的濃度高於鹽水測的濃度，純水將向鹽水側擴散透過，這種濃度差異導致的遷移過程，就是滲透，他是自然界中在生物體內存在的一個普遍現象。
2，反滲透是一種由人類創造力產生的非自然現象或一種水溶液分離技術，其原理是通過施加機械外壓，克服濃度差導致的逆向遷移的過程。
3， 反滲透僅適用於液相體系(水溶液體系)中溶質和溶劑的分離，在凈水器中運用較多。
4， 反滲透現象必須在外界壓力作用下發生，且壓力必須高於水溶液的滲透壓。