目錄

1 超濾概念             2 超濾設備          3 家用超濾設備      

4 超濾設備用途       5 工藝流程           6 應用領域

? 地表水處理

? 生活飲用水處理

超濾概念

超濾設備被大量用于水處理工程。超濾技術在反滲透預處理、飲用水處理、中水回用等領域發(fā)揮著越來越重要的作用。超濾技術在酒類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程中均起到關鍵作用。

超濾過濾孔徑和截留分子量的范圍一直以來定義較為模糊，一般認為超濾膜的過濾孔徑為0.001-0.1微米，截留分子量(Molecular weigh cut-off, MWCO)為1,000-1,000,000 Dalton。嚴格意義上來說超濾膜的過濾孔徑為0.001-0.01微米，截留分子量為1,000-300,000 Dalton。若過濾孔徑大于0.01微米，或截留分子量大于300,000 Dalton的微孔膜就應該定義為微濾膜或精濾膜。

一般用于水處理的超濾膜標稱截留分子量為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。管式超濾膜根據其管徑的不同又分為中空纖維、毛細管和管式。市場上用于水處理的超濾膜基本上以毛細管式為主，個別工程中使用的中空纖維(內徑0.1-0.5mm)聚乙烯或聚丙烯微孔膜實際上應屬于微濾膜。

將超濾膜絲組合成可與超濾系統(tǒng)連接的組件稱為超濾膜組件。超濾膜組件分為內壓式、外壓式和浸沒式三種。其中浸沒式超濾膜過濾的推動力是膜管內部的真空與大氣壓之間的壓力差。對于過濾精度要求較高的超濾膜，這一壓力差通常不易滿足所需過濾推動力的要求，因此浸沒式的組件形式比較適合于過濾精度較低的超濾膜或微濾膜。外壓式超濾在正沖與反沖時，膜表面液體的流速極不均勻，影響膜表面的沖洗效果，因此常用于水處理的超濾膜還是內壓式組件結構較具有優(yōu)勢。

超濾設備

一、超濾設備工作原理：

超濾是一種以篩分為分離原理，以壓力為推動力的膜分離過程，過濾精度在0.005-0.01μm范圍內， 可有效去除水中的微粒、膠體、細菌、熱源及高分子有機物質?？蓮V泛應用于物質的分離、濃縮、提純。超濾過程無相轉化，常溫下操作，對熱敏性物質的分離尤為適宜，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的條件下長期連續(xù)使用。

二.超濾膜的分類：

超濾膜按結構型式分為板框式（板式）、中空纖維式、納米膜表超濾膜、管式、卷式等多種結構。其中，中空纖維超濾膜是超濾技術中成熟與*的一種形式。中空纖維外徑0.4-2.0mm，內徑0.3-1.4mm，中空纖維管壁上布滿微孔，孔徑以能截留物質的分子量表達，截留分子量可達幾千至幾十萬。原水在中空纖維外側或內腔加壓流動，分別構成外壓式與內壓式中空超濾膜。超濾是動態(tài)過濾過程，被截留物質可隨濃縮液排除不致堵塞膜表面，可長期連續(xù)運行。

三.超濾技術的應用：

早期的工業(yè)超濾應用于廢水和污水處理。三十多年來，隨著超濾技術的發(fā)展，如今超濾膜技術的應用領域已經很廣，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、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。

四.超濾設備的優(yōu)點：

A.超濾膜元件采用世界膜公司產品，確保了客戶得到目前優(yōu)質的有機膜元件，從而確保截留性能和膜通量。

B.系統(tǒng)回收率高，所得產品品質優(yōu)良，可實現物料的高效分離、純化及高倍數濃縮。

C.處理過程無相變，對物料中組成成分無任何不良影響，且分離、純化、濃縮過程中始終處于常溫狀態(tài)，特別適用于熱敏性物質的處理，避免了高溫對生物活性物質破壞這一弊端，有效保留原物料體系中的生物活性物質及營養(yǎng)成分。

D.系統(tǒng)能耗低，生產周期短，與傳統(tǒng)工藝設備相比，設備運行費用低，能有效降低生產成本，提高企業(yè)經濟效益。

E.系統(tǒng)工藝設計*，集成化程度高，結構緊湊，占地面積少，操作與維護簡便，工人勞動強度低。

F.系統(tǒng)制作材質采用衛(wèi)生級管閥，現場清潔衛(wèi)生，滿足GMP或FDA生產規(guī)范要求。

G.控制系統(tǒng)可根據用戶具體使用要求進行個性化設計，結合*的控制軟件，現場在線集中監(jiān)控重要工藝操作參數，避免人工誤操作，多方位確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。

五.中空纖維超濾膜在使用中應注意事項：

A.過濾系統(tǒng)要定期滅菌。 超濾膜可以截留細菌，但不可以殺死細菌，截留率再好的超濾膜也不能長期保證干凈區(qū)不長一個細菌，有細菌就可能大量繁殖。直接影響到透過水質，譬如有的礦泉水成品中出現半透明絲狀白色絮狀的霉菌團，主要是系統(tǒng)被霉菌污染所致。因此，必須定期對周轉環(huán)境及過濾系統(tǒng)進行定期滅菌，滅菌的操作周期因供給原水的水質情況而定，對于城市普通自來水而言，夏季7～10天，冬季30～40天，春秋季20～30天。地表水作為供給水源時，滅菌周期更短。滅菌藥品可用500～1000mg/L次氯酸鈉溶液或1%*水溶液循環(huán)流或浸泡約半小時即可。

B.由于每根超濾組件在出廠前加入保護液，使用前要沖洗組件中的保護液，先用低壓（0.1MPa）給水沖洗1小時，然后再用高壓（0.2MPa）給水沖洗1小時，無論低壓還是高壓沖洗時，系統(tǒng)的產水排放閥均應全部打開。在使用產水時，應檢查并確認產品水中不含有任何殺菌劑。

C.超濾組件要輕拿輕放，并注意保護，由于超濾組件是精密器材，所以在使用安裝時要小心，要輕拿輕放，更不能甩壞。組件若停用，要先用清水沖洗干凈后，加0.5%甲醛水溶液進行消毒滅菌，并密封好。如冬天組件還要進行防凍處理，否則組件可能報廢。

六、使用條件

使用狀態(tài):錯流過濾或全量過濾,反向沖洗與快速沖洗

反沖洗壓力:<0.1MPa

反沖洗流量：200L/m2/hr

反沖洗頻率：隨進水水質而變化15～60min

反沖洗時間：30-60sec

化學沖洗：隨膜材質及膜污染情況而定

滅菌處理：NaClO沖洗每周一次至每月一次

特點：可以顯著提高沖洗強度有利于膜的再生

家用超濾設備

一種孔徑規(guī)格一致，額定孔徑范圍為0.001-0.02微米的微孔過濾膜。采用超濾膜以壓力差為推動 力的膜過 　濾方法為超濾膜過濾。超濾膜大多由醋酯纖維或與其性能類似的高分子材料制得。處理溶液中溶質的分離和增濃，也常用于其他分離技術難以完成的膠狀懸浮液的分離，其應用領域在不斷擴大。以壓力差為推動力的膜過濾可區(qū)分為超濾膜過濾、微孔膜過濾和逆滲透膜過濾三類。它們的區(qū)分是根據膜層所能截留的最小粒子尺寸或分子量大小。以膜的額定孔徑范圍作為區(qū)分標準時，則微孔膜(MF)的額定孔徑范圍為0.02～10μm；超濾膜(UF)為0.001～0.02μm；逆滲透膜(RO)為0.0001～0.001μm。由此可知，超濾膜處理溶液中溶質的分離和增濃，或采用其他分離技術所難以完成的膠狀懸浮液的分離。超濾膜的制膜技術，即獲得預期尺寸和窄分布微孔的技術是極其重要的?？椎目刂埔蛩剌^多，如根據制膜時溶液的種類和濃度、蒸發(fā)及凝聚條件等不同可得到不同孔徑及孔徑分布的超濾膜。超濾膜一般為高分子分離膜，用作超濾膜的高分子材料主要有纖維素衍生物、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺及聚碳酸酯等。超濾膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或中空纖維膜等形式，廣泛用于如醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、環(huán)境工程等。我們都知道篩子是用來篩東西的，它能將細小物體放行，而將個頭較大的截留下來?？墒?，您聽說過能篩分子的篩子嗎？超膜 --這種超級篩子能將尺寸不等的分子篩分開來！那么，到底什么是超濾膜呢？ 超濾膜是一種具有超級“篩分"分離功能的多孔膜。它的孔徑只有幾納米到幾十納米，也就是說只有一根頭發(fā)絲的1‰！在膜的一側施以適當壓力，就能篩出大于孔徑的溶質分子，以分離分子量大于500道爾頓、粒徑大于2～20納米的顆粒。超濾膜的結構有對稱和非對稱之分。前者是各向同性的，沒有皮層，所有方向上的孔隙都是一樣的，屬于深層過濾；后者具有較致密的表層和以指狀結構為主的底層，表層厚度為0.1微米或更小，并具有排列有序的微孔，底層厚度為200～250微米，屬于表層過濾。工業(yè)使用的超濾膜一般為非對稱膜。超濾膜的膜材料主要有纖維素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交鏈的、改性丙烯酸聚合物等等。

超濾廚飲用兩用機：①PP棉濾芯、②活性碳、③納米膜表超濾膜濾芯、④復合濾芯，五級過濾設備多加了一個后置活性炭，六級的多加了一個礦化濾芯就成立市場上見到的直飲水機。更多級的就加更多針對性的濾芯。

超濾設備用途

污水、廢水的回收利用

一些西方國家曾經利用一些方法處理污水，但是處理之后的效果不佳，沒有從根本上進行的處理。此外，超濾設備其價格比較低為廢水回收再利用提供了有力的條件。其實，從城市污水處理廠和工場中排出的廢水經過處理之后可以再利用，然而此類做法在西方用戶那里難以得到信賴。Windhoek曾經將污水處理廠的出水采用膜技巧回用為飲用水。

地表水處理

超濾設備大多數是利用在地表水處理之上的，處理后的水用于澆灌或作為反滲透的進水，來制備工業(yè)用水。這類工廠在荷蘭等地的數量逐步上升。這種技巧供給了不用在購置越來越貴的飲用水就能就近取用地表水。

生活飲用水處理

因為生活水平的提高，人們對飲用水的質量要求也就越來越高，水處理公司關注控制供水管網中存在的微生物的量。為了做到這一點，是以一種方法是停止昂貴、頻繁的水質檢驗，或是在供水終端設置防止細菌和病毒進進的樊籬。采用UF系統(tǒng)，可以很是方便的建成多么的樊籬。超濾膜對細菌的往除率可以達到6log，關于病毒的往除率達到4log，是以水廠和用水者都不用在擔心細菌和病毒的標題。因為飲用水的質量自身就很高，是以此時的膜系統(tǒng)可以可以采用很高的膜通量，可以達到135升/平米.小時。同時較高的進水前提，是以反沖頻率和化學加強反洗的頻率都可以很是低，產水量可以達到99%。假設需要還可以設立二級超濾設備，將級的反洗水進一步回用。

用來進行海水淡化

中東地區(qū)是水資本缺乏最嚴重的處所。為懂得決這個標題，人們凡是采用蒸餾技巧。從十九世紀60年月，膜技巧被用于處理這些國家的缺水標題?？墒?，良多反滲透海水淡化(利用半透過膜為海水脫鹽出產海水)(利用海水脫鹽出產海水)系統(tǒng)面臨著膜污染嚴重的標題。重要因為反滲透系統(tǒng)的傳統(tǒng)的預處理方法無法供給靠得住的進水水質。是以盡年夜年夜都淡化工場，在遠遠低于其設計出水量的情況下任務，甚至有些工場的出水量達不到最后設計的30%。小型淡化裝置的研究表明，超濾系統(tǒng)可以根據可以控制的海水的水質，為反滲透系統(tǒng)供給高質量的進水。耐久實驗也表明，超濾系統(tǒng)的出水SDI值可以很好的控制在2以下。這些測試在超濾系統(tǒng)(又稱為超濾設備)前不用用任何預處理，而且實用各類海水水質。

工藝流程

一般工藝流程為：

原水-原水加壓泵-多介質過濾器-活性炭過濾器-定壓補水機組-精密過濾器-一級反滲透設備-中間水箱-中間水泵-離子交換器-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-微孔過濾器-用水點 (2000版中國藥典傳統(tǒng)工藝)

原水-原水加壓泵-多介質過濾器-活性炭過濾器-定壓補水機組-精密過濾器-級反滲透-PH調節(jié)-中間水箱-第二級反滲透(反滲透膜表面帶正電荷)-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器- 微孔過濾器-巴氏消毒—用水點 (2005版中國藥典目前流行工藝)

原水-原水加壓泵-多介質過濾器-活性炭過濾器-定壓補水機組-精密過濾器-一級反滲透機-脫氣膜-中間水箱-中間水泵-EDI系統(tǒng)-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-微孔過濾器-巴氏消毒-用水點 (2005版中國藥典新工藝 )

原水-原水加壓泵-多介質過濾器-活性炭過濾器-定壓補水機組-精密過濾器-級反滲透 -PH調節(jié)-中間水箱-第二級反滲透(反滲透膜表面帶正電荷)-RO水箱-RO水泵-TOC分解器-EDI系統(tǒng)-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-微孔過濾器-巴氏消毒-用水點 (中國藥典注射用水、歐盟和美國藥典推薦工藝)

原液－儲罐－加壓泵－定壓補水裝置-精密過濾器－中空超濾設備－儲液罐－反洗水箱－反洗泵。

超濾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(tài)變化，不產生二次污染。超濾直飲水設備就是以超濾膜為核心產品對水質進行過濾。產出來的水就是我們通常所說的礦泉水。

超濾設備應用領域

◆礦泉水：在礦泉水制造中，應用超濾技術，在工程設計中，將根據礦泉水的水源水質分析報告，針對性地選擇膜的孔徑和膜的類型，設計超濾設計。

◆食品：乳制品、果汁、酒、調味品等食品的生產中逐步采用超濾技術，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(tǒng)方法顯示出經濟、可靠、保證質量等優(yōu)點。

◆醫(yī)藥：在醫(yī)藥和生物化工生產中，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(yōu)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、植物中提取的藥物(如生物堿、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。

◆純水、超純水：工業(yè)用水的初級純化，純水超純水制備RO預處理，純水、超純水終端處理。

◆環(huán)保：工業(yè)廢水深度處理，城市中水回用系統(tǒng)，電泳漆、油品的回收。

◆發(fā)酵：生化發(fā)酵液分離與精制、酶的濃縮與精制、糖及澄清過濾。