超濾是一種加壓膜分離技術(shù),即在一定的壓力下,使小分子溶質(zhì)和溶劑穿過一定孔徑的特制的薄膜,而使大分子溶質(zhì)不能透過,留在膜的一邊,從而使大分子物質(zhì)得到了部分的純化。超濾原理也是一種膜分離過程原理,超濾利用一種壓力活性膜,在外界推動力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對較高的物質(zhì),而水和小的溶質(zhì)顆粒透過膜的分離過程。通過膜表面的微孔篩選可截留分子量為3x10000—1x10000的物質(zhì)。當(dāng)被處理水借助于外界壓力的作用以一定的流速通過膜表面時,水分子和分子量小于300—500的溶質(zhì)透過膜,而大于膜孔的微粒、大分子等由于篩分作用被截留,從而使水得到凈化。也就是說,當(dāng)水通過超濾膜后,可將水中含有的大部分膠體硅除去,同時可去除大量的有機(jī)物等。 超濾原理并不復(fù)雜。在超濾過程中,由于被截留的雜質(zhì)在膜表面上不斷積累,會產(chǎn)生濃差極化現(xiàn)象,當(dāng)膜面溶質(zhì)濃度達(dá)到某一極*即生成凝膠層,使膜的透水量急劇下降,這使得超濾的應(yīng)用受到一定程度的限制。為此,需通過試驗進(jìn)行研究,以確定的工藝和運行條件,限度地減輕濃差極化的影響,使超濾成為一種可靠的反滲透預(yù)處理方法。 超濾技術(shù)的關(guān)鍵是膜。膜有各種不同的類型和規(guī)格,可根據(jù)工作的需要來選用。早期的膜是各向同性的均勻膜,即現(xiàn)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(chǎn)了一些各向異性的不對稱超濾膜,其中一種各向異性擴(kuò)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(jī)械強(qiáng)度。由于皮膚層非常薄,因此通透性好、流量大,且不易被溶質(zhì)阻塞而導(dǎo)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制成。近年來為適應(yīng)制藥和食品工業(yè)上滅菌的需要,發(fā)展了非纖維型的各向異性膜,例如聚砜膜、聚砜酰胺膜和聚丙烯腈膜等。這種膜在pH 1~14都是穩(wěn)定的,且能在90℃下正常工作。超濾膜通常是比較穩(wěn)定的,若使用恰當(dāng),能連續(xù)用1~2年。暫時不用,可浸在1%*或0.2%NaN3中保存。 超濾膜的基本性能指標(biāo)主要有:水通量[cm3/(cm2?h)];截留率(以百分率%表示);化學(xué)物理穩(wěn)定性(包括機(jī)械強(qiáng)度)等。 ●使用與維護(hù) 在使用過程中,濃差極化現(xiàn)象是超濾膜截留溶質(zhì)的自然結(jié)果。它會導(dǎo)致溶劑通量下降,以致溶質(zhì)的去除率降低,使?jié)獠顦O化現(xiàn)象減少到程度是超濾維護(hù)的關(guān)鍵問題之一。 主要方法有:提高進(jìn)水流速(加大膜面流速)、提高水溫(加速分子擴(kuò)散)、物理或化學(xué)清洗。 物理清洗:在介質(zhì)進(jìn)入超濾之前應(yīng)作好預(yù)處理,除掉固體雜質(zhì)、鐵銹等。超濾在使用之前應(yīng)預(yù)沖洗除掉超濾膜的有機(jī)物保存液,在使用過程中應(yīng)定期沖洗以沖掉膜表面的微孔上聚集的被截留物質(zhì)。 等壓清洗:關(guān)閉超濾液出口,增加原液流速,此時膜兩側(cè)壓差消失,膜表面滯留的被截留物質(zhì)懸浮于原液中并隨液體排出。(此項主要用于濃縮分離工藝) 化學(xué)清洗:用1-2%的NaOH和1-2%的HCL當(dāng)原液使用清洗循環(huán)15-30分鐘,用純水清洗至PH7左右,可清除殘留物、細(xì)菌和膠體。用0。5%的甲醛(HCHO)或雙氧水(H2O2)清洗15-30分鐘,可清除微生物、細(xì)菌、有機(jī)污染。 停機(jī)保養(yǎng):短期停機(jī)可將超濾器加滿消毒的超濾水,長期停機(jī)可用0。5%的甲醛浸泡保存,嚴(yán)禁凍結(jié)。 |
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