切流超濾系統
⑴ 什麼是UF系統關於處理水質的!
[編輯本段]概述
超濾是以壓力為推動力的膜分離技術之一。以大分子與小分子分離為目的,膜孔徑在20-1000A°之間。中空纖維超濾器(膜)具有單位溶器內充填密度高,佔地面積小等優點。
在超濾過程中,水深液在壓力推動下,流經膜表面,小於膜孔的深劑(水)及小分子溶質透水膜,成為凈化液(濾清液),比膜孔大的溶質及溶質集團被截留,隨水流排出,成為深縮液。超濾過程為動態過濾,分離是在流動狀態下完成的。溶質僅在膜表面有限沉積,超濾速率衰減到一定程度而趨於平衡,且通過清洗可以恢復。
超濾起源於是1748年,Schmidt用棉花膠膜或璐膜分濾溶液,當施加一定壓力時,溶液(水)透過膜,而蛋白質、膠體等物質則被截留下來,其過濾精度遠遠超過濾紙,於是他提出超濾一語,1896年,Martin制出了第一張人工超濾膜,其20世紀60年代,分子量級概念的提出,是現代超濾的開始,70年代和80年代是高速發展期,90年代以後開始趨於成熟。我國對該項技術研究較晚,70年代尚處於研究期限,80年代末,才進入工業化生產和應用階段。
超濾裝置如同反滲透裝置,有板式、管式(內壓列管式和外壓管束式)、卷式、中空纖維式等形式。濃差極化乃是膜分離過程的自然現象,如何將此現象減輕到最低程度,是超濾技術的重要課題之一。目前採取的措施有:①提高膜面水流速度,以減小邊界層厚度,並使被截留的溶質及時由水帶走;②採取物理或化學的洗滌措施。
[編輯本段]原理
超濾是一種加壓膜分離技術,即在一定的壓力下,使小分子溶質和溶劑穿過一定孔徑的特製的薄膜,而使大分子溶質不能透過,留在膜的一邊,從而使大分子物質得到了部分的純化。
[編輯本段]分類
超濾根據所加的操作壓力和所用膜的平均孔徑的不同,可分為微孔過濾、超濾和反滲透三種。微孔過濾所用的操作壓通常小於4×10^4 Pa,膜的平均孔徑為500埃~14微米,用於分離較大的微粒、細菌和污染物等。超濾所用操作壓為4×10^4 Pa~7×10^5 Pa,膜的平均孔徑為10-100埃,用於分離大分子溶質。反滲透所用的操作壓比超濾更大,常達到35×10^5 Pa~140×10^5 Pa,膜的平均孔徑最小,一般為10埃以下,用於分離小分子溶質,如海水脫鹽,制高純水等。
[編輯本段]優點&缺點
超濾技術的優點是操作簡便,成本低廉,不需增加任何化學試劑,尤其是超濾技術的實驗條件溫和,與蒸發、冷凍乾燥相比沒有相的變化,而且不引起溫度、pH的變化,因而可以防止生物大分子的變性、失活和自溶。在生物大分子的制備技術中,超濾主要用於生物大分子的脫鹽、脫水和濃縮等。超濾法也有一定的局限性,它不能直接得到乾粉制劑。對於蛋白質溶液,一般只能得到10~50%的濃度。
[編輯本段]超濾膜
超濾技術的關鍵是膜。膜有各種不同的類型和規格,可根據工作的需要來選用。早期的膜是各向同性的均勻膜,即現在常用的微孔薄膜,其孔徑通常是0.05mm 和0.025mm。近幾年來生產了一些各向異性的不對稱超濾膜,其中一種各向異性擴散膜是由一層非常薄的、具有一定孔徑的多孔"皮膚層"(厚約0.1mm~1.0mm),和一層相對厚得多的(約1mm)更易通滲的、作為支撐用的"海綿層"組成。皮膚層決定了膜的選擇性,而海綿層增加了機械強度。由於皮膚層非常薄,因此高效、通透性好、流量大,且不易被溶質阻塞而導致流速下降。常用的膜一般是由乙酸纖維或硝酸纖維或此二者的混合物製成。近年來為適應制葯和食品工業上滅菌的需要,發展了非纖維型的各向異性膜,例如聚碸膜、聚碸醯胺膜和聚丙烯腈膜等。這種膜在pH 1~14都是穩定的,且能在90℃下正常工作。超濾膜通常是比較穩定的,若使用恰當,能連續用1~2年。暫時不用,可浸在1%甲醛溶液或0.2%NaN3中保存。 超濾膜的基本性能指標主要有:水通量[cm3/(cm2•h)];截留率(以百分率%表示);化學物理穩定性(包括機械強度)等。
[編輯本段]超濾裝置
超濾裝置一般由若干超濾組件構成。通常可分為板框式、管式、螺旋卷式和中空纖維式四種主要類型。由於超濾法處理的液體多數是含有水溶性生物大分子、有機膠體、多糖及微生物等。這些物質極易粘附和沉積於膜表面上,造成嚴重的濃差極化和堵塞,這是超濾法最關鍵的問題,要克服濃差極化,通常可加大液體流量,加強湍流和加強攪拌。
[編輯本段]應用
在生物製品中應用超濾法有很高的經濟效益,例如供靜脈注射的25%人胎盤血白蛋白(即胎白)通常是用硫酸銨鹽析法、透析脫鹽、真空濃縮等工藝制備的,該工藝流程硫酸銨耗量大,能源消耗多,操作時間長,透析過程易產生污染。改用超濾工藝後,平均回收率可達97.18%;吸附損失為1.69%;透過損失為1.23%;截留率為98.77%。大幅度提高了白蛋白的產量和質量,每年可節省硫酸銨6.2噸,自來水16000噸。目前國外生產超濾膜和超濾裝置最有名的廠家是美國的Milipore公司和德國的Sartorius公司。
⑵ 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。
⑶ 超濾膜一般有哪些材質,各有什麼特點
超濾膜主要有以下幾種材質:
根據的性能,超濾膜的材料可分為高分子材料和無機材料兩大類。高分子材料主要有纖維素類、聚楓類、聚醯胺類、聚烯烴、含氟類等;無機材料主要有陶瓷、金屬、玻璃、分子篩等。
1.纖維素類 :纖維素類膜材料是最早應用的超濾膜材料。主要包括:再生纖維素、二肼、聚醯亞胺、聚醚醯胺等。還有碳分子篩膜、不銹鋼醋酸纖維素、三醋酸纖維素、混合纖維素等。
2.聚烯烴類:聚烯烴類超濾膜材料主要包括聚氯乙烯、聚丙烯腈。
3.聚碸類: 聚碸類超濾膜材料主要包括聚楓、聚醚碸、磺化聚楓、聚苯碸和聚芳碸。
4.聚醯胺類: 聚醯胺類超濾膜材料主要包括聚碸醯胺、芳香族聚醯胺、芳香聚醯胺醯。
5.含氟聚合物:含氟超濾膜材料主要包括聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯。
6.無機材料:無機超濾膜材料主要包括陶瓷材料,如氧化鋁、氧化鋯、氧化硅、氧化鈦膜、多孔玻璃膜制備所需的碳分子篩、不銹鋼粉、多孔玻璃等材料(分相法)、溶膠-凝膠法、化學氣相沉積法等。無機膜具有優良的熱穩定性、化學穩定性和機械性能。
超濾膜分離是一種物理的分子篩分過程,所以它具有分離物無相際間變化,無質變等優點,特別適合保持風味和熱敏性物質處理。選擇超濾膜性能的優劣,主要取決於膜材料和成膜工藝條件,其中,膜材料是決定膜性能的主要參數。
⑷ 國產切向流超濾膜包
切向流是指液體流來動方向源與過濾方向呈垂直方向的過濾形式,切向流過濾時,待過濾的液體的流動方向和過濾膜平面的方向平行,液體就會垂直於膜表面穿過膜孔。超濾時,過濾較大規模的料液就需要採用切向流過濾方式,它會產生湍流(二次流),由於有了湍流,液體流動在過濾介質表面(即超濾膜表面)產生剪切力,減小了濾餅層或凝膠層在膜表面的堆積,使沉澱從膜表面剝離,降低膜污染,保證穩定的過濾速度。
⑸ 錯流過濾機工作原理是什麼
一、錯流過濾的基本原理
傳統的濾餅過濾也就是直流過濾,濾漿垂直於過濾介質的表面流動,固體被介質所截留,逐漸形成濾餅。隨著過濾的持續進行和濾餅層的增厚,過濾速度明顯減小,直至濾液停止流出。
由此可知,濾餅的厚度是妨礙過濾速率提高的主要因素。而十字流過濾也就是錯流過濾可以限制濾餅的增厚。錯流過濾機理,濾漿一邊平行於過濾介質流動,一邊受到過濾。濾液的流速遠低於濾漿的流速,二者的流動方向是相互垂直交錯的。濾漿的快速流動對堆積在介質上的顆粒起到了剪切掃流的作用,從而抑制了餅層的增厚,因此有可能實現恆速的高過濾速度。
錯流過濾的基本原理,是通過循環泵將要過濾的物質在不同孔徑的濾膜孔道中做高速循環運動。在壓力的作用下,濾液以切線通過的方式濾出;未濾液由於高速運動而形成湍流,不斷沖洗膜棒的內表面,將少量附著在膜上的固形物帶走,從而防止了濾膜的阻塞,保持過濾的正常進行。
未濾液不斷循環,固形物濃度愈來愈大,當濃度到達一定程度後自動排出,最終達到固液分離的目的(錯流過濾的基本原理、傳統過濾的基本原理。
二、錯流過濾系統常用的幾種膜
1.錯流過濾膜所用材料
膜材料一般選用塑料、聚丙烯、聚碸、聚醚碸或陶瓷膜。通常所用的是聚合膜和陶瓷膜。
2.濾膜的種類
濾膜根據孔徑不同,可分為微孔過濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透膜等。
濾膜根據形狀不同,可分為中空纖維膜或毛細管膜、管狀膜、螺旋卷式膜等。
3.不同種類的膜可濾除的物質
影響錯流過濾的主要因素
影響錯流過濾的主要因素有:過濾的液體,過濾介質,濾室的幾何形狀,反沖洗。
較高的流速、壓力及溫度能使流量得到提高;較小的過濾溝道同樣能提高流量。
高分子溶質的存在,使流量降低,例如過濾牛奶時就是如此。
在無反沖洗的情況下,微孔膜的流量是連續降低的。而半透膜的流量降,要比微孔介質的慢得多;其原因就在於半透膜不出現孔隙堵塞;這說明用微孔介質代替超濾膜式無益的。在某些情況下,反沖洗給微孔介質帶來了較高的穩定流量。
使用孔隙較大的稀疏微孔介質,未必能獲得較高的流量。其初始流量雖然較高,但隨後便因介質堵塞而迅速降低。
同傳統的終端過濾相比,錯流過濾是非常有利的。例如,在同樣條件下,終端過濾的濾液流量在幾分鍾之內即降至零,而採用錯流過濾卻能獲得近乎恆定的流量;錯流過濾對給料濃度的變化不敏感,因而能在不作預處理的情況下成功地過濾臟污液體。
⑹ 超濾凈水器與反滲透凈水機的主要區別是什麼
這個問題都被問了N遍了,對老凈水人不屑一顧,但對新凈水人卻一臉的懵懂!我是水麗凈水器的渠道商,CILLY水の麗品牌的超濾機和反滲透凈水機我都在銷售。根據我們干一線凈水器渠道商的經驗,可以這樣簡單回復:UF超濾凈水器和RO反滲透凈水器最大的區別,就是過濾精度的不同,反滲透凈水機過濾精度最高,一般是用來製取純凈水的,也是被譽為21世紀最安全的水凈化技術。
就機器本身而言,一般超濾機大多以一根超濾膜配置不銹鋼管道超濾機比較多,而反滲透凈水機因為膜過濾精度高,比較嬌貴,前端一定要加PP棉濾芯和活性炭濾芯作為前置先進行初級過濾,之後才能再通過RO反滲透膜元件過濾。其實,無論採取哪一種過濾凈化技術,只要產品品質過硬,過濾凈化都比不過濾凈化的水喝起來更安全。具體選擇哪一種凈化技術的凈水器,還要根據原水水質而定,如果是原水水質硬度比較高、水質工業污染比較嚴重的地區,根據我們水麗經銷商的建議,你還是選擇反滲透凈水器為好,可以把水垢、重金屬、微生物和有機化合物去除掉。其實,像沁園、美的等公司跟CILLY水の麗凈水器一樣,都是既有超濾機也有反滲透凈水機,每一種凈水器都各有適應的市場,沒有優劣之分,只有適不適合用戶需求之別。
⑺ 何謂切向流過濾超濾時為什麼要採用切向流過濾
切向流是指液體流動方向與過濾方向呈垂直方向的過濾形式,切向流過濾時,待過濾的內液體的流容動方向和過濾膜平面的方向平行,液體就會垂直於膜表面穿過膜孔。
超濾時,過濾較大規模的料液就需要採用切向流過濾方式,它會產生湍流(二次流),由於有了湍流,液體流動在過濾介質表面(即超濾膜表面)產生剪切力,減小了濾餅層或凝膠層在膜表面的堆積,使沉澱從膜表面剝離,降低膜污染,保證穩定的過濾速度。
⑻ 何謂切向流過濾超濾時為什麼要採用切向流過濾
切向流過濾又叫做錯流過濾,是相對於死端過濾來講的。
死端過濾是指,水流的方向垂直於膜的表面,這樣的話能夠最大限度的提高水通量,但是容易使污染物在膜表面富集,堵在膜孔裡面,且不易清洗,通量下降很快;
錯流過濾是指,水流的方向平行於膜的表面,這樣可以大量減少污染物在表面的富集,因為水流會將其帶走,同時也減少了堵孔的概率,使膜的通量能夠保持,同時,膜上面承受的壓力也更小,這樣就可以延長膜的使用壽命。