超濾技術簡介以及超濾分離特性
超濾是一種膜分離技術,其膜爲多孔性不對稱(chēng)結構。超濾過濾過程是以膜兩側(cè)壓差爲驅動力,以機械篩分原理爲基礎的一種溶液分離過程,使用壓力通常爲 0.01~0.3 MPa,篩分孔徑從 0.002~0.1μm,截留分子量爲 1000~100,000 道爾頓左右。
超濾起源於(yú) 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(yú)是他提出超濾這一術語。1896 年,Martin 制出瞭(le)第一張人工超濾膜。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(yú)成熟,進入到21 世紀得到廣泛應用。我國對該項技術研究較晚,上世紀 70 年代尚處於(yú)研究期限,80 年代末,才進入工業化生産和應用階段。近 30 年來,超濾技術的發展極爲迅速,不但在特殊溶液的分離方面有獨到的作用,而且在工業給水方面也用得越來越多。例如在海水淡化、純水及高純水的制備中,超濾可作爲預處理設備,確保反滲透等後續設備的長期安全穩定運行。在食品飲料、礦泉水生産中,超濾也發揮瞭(le)重要作用。因爲超濾僅去除水中的懸浮物、膠體微粒和細菌等雜質,而保留瞭(le)對人體健康有益的礦物質。
超濾分離特性:
1、分離過程不發(fā)生相變(biàn)化,耗能少;
2、分離過(guò)程可以在常溫下進行,适合一些熱敏性物質如果汁、生物制劑及某些藥品等的濃縮或者提純(chún);
3、分離過程僅以低壓爲推動力,設備(bèi)及工藝流程簡單,易於(yú)操作、管理及維修;
4、應用範圍廣,凡溶質分子量爲 1000~500,000 道爾(ěr)頓(dùn)或者溶質尺寸大小爲 0.005~0.1μm 左右,都可以利用超濾分離技術。
此外,採(cǎi)用系列化不同截留分子量的膜,能将不同分子量溶質的混合液中各組分實行分子量分級(jí)。
超濾與傳統過濾及微濾的區别:
1、篩分孔徑小,幾(jǐ)乎能截留溶液中所有的細菌、熱源、病毒及膠體微粒、蛋白質、大分子有機(jī)物;
2、能否有效分離除決定於(yú)膜孔徑及溶質粒子的大小、形狀及剛柔性外,還與溶液的化學性質(pH 值、電性)、成份(有否其它粒子存在)以及膜緻密層(céng)表面的結構、電性及化學性質(疏水性、親水性等)有關;
3、整個過程在動态下進行,無濾餅(bǐng)形成,使膜表面不能透過物質僅爲有限的積聚,過濾速率在穩定的狀态下可達(dá)到一平衡值而不緻連續衰減;
4、超濾過濾膜對(duì)大分子溶質的分離主要依賴於(yú)膜的有孔性,即膜對(duì)大分子溶質的吸附、排斥、阻塞及篩分效應。