超滤和微滤

浓差极化使 得膜面处浓度Cm 增加，加大了渗 透压，在一定压 差△P下使溶剂的 透过速率下降， 同时Cm的增加又 使溶质的透过速 率增加，使截留 率下降。
膜污染定义 液料中的某些组分在膜表面或膜孔中沉积导致膜透过速率下降的现象 称为膜污染 膜污染。 膜污染 组分在膜表面沉积形成的污染层将产生额外的阻力，该阻力可能远大 于膜本身的阻力而成为过滤的主要阻力；组分在膜孔中的沉积将造成膜孔 减少甚至堵塞，实际上减少了膜的有效面积。膜污染主要发生在超滤与微 滤过程中。 透 可 的 过 速 超滤， 与 力 成 率 ；而 液的超滤， 于 与 与膜污染的 ， 操 超滤 的 作 成 ， 定 压 力 ， 力， 的 层阻力 大， 能 关 大 ， 而 系 J ∞。
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超滤 超滤 理乳品
TMF微滤膜过滤技术又称 管式为滤膜系统，主要应 用于废水处理的泥水
陶瓷膜超滤应用于 豆奶的浓缩
在一定的压差下，当 含有高分子溶质A和低分 子B的混合溶液流过膜表 面时，溶剂和小于膜孔的 低分子溶质（如无机盐类） 透过膜，作为透过液被收 集起来，而大于膜孔的高 分子溶质（如有机胶体等） 则被截留，作为浓缩液被 收回，以达到净化、分离 和浓缩的目的。通常，能 截留相对分子质量在500 以上、106以下分子的膜 分离过程称超滤 超滤 (ultrafiltration)。截留更 大分子的细微粒子（包括 胶体微粒、微生物等）的 膜分离过程称为微滤 微滤 （microfiltration)
浸入式连续微滤工艺 应用于污水回用深度 处理
微滤应用于物质的分离、 浓缩、提纯
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由此可见，浓差极化与膜污染均使膜透过速率下降，是操作过程 的不利因素，应设法降低。减轻浓差极化与膜污染的途径主要有一下 3种： 1、对原料液进行预处理，除去料液中的大颗粒； 2、增加料液的流速或者在组件中加内插件以增加湍流程度，减 薄边界层厚度； 3、定期对膜进行反冲和清洗。
四、应用
超滤主要适用于大分子溶液的分离与浓缩，广泛用于医药、食品、 工业废水处理、超纯水制备及生物技术工业，包括牛奶的浓缩、果汁 的澄清、医药产品除菌、电泳涂漆废水的处理、各种酶的提取等。 微滤是所有膜过程中应用最普遍的一项技术，主要用于细菌、微 粒的去除，广泛应用于食品和制药行业中饮料和制药产品的除菌和净 化，半导体工业超纯水制备过程中颗粒的去除，生物技术领域发酵液 中生物制品的浓缩与分离等。
微滤和超滤中使用的膜都是多孔膜。超滤膜多数为非对称结构，膜孔径范围 1nm~0.05um，由一极薄的、具有一定孔径的表皮层一层较厚的、具有海绵状和指孔状 结构的多孔层组成，前者起分离作用，后者起支撑作用。 微滤膜有对称和非对称两种结构，孔径范围0.05~10um。 表征超滤膜性能的主要参数有透过速率和截留分子量及截留率，而更多的是用截留 分子量表征其分离能力。表征微滤膜性能的主要参数是透过速率、膜孔径和孔隙率， 其中膜孔径反映微滤膜的截留能力，可通过电子显微镜扫描法或泡压法、压汞法等方 法测定。孔隙率是指单位体积膜中孔体积所占比例。
不对称聚合物超滤膜
多 孔 陶 瓷 微 滤 膜
陶瓷微滤膜
三、浓差极化和膜污染
1、浓差极化 、 压力差推动的膜过程，反渗透、微滤和超滤在操作中都存在浓差极化现象。 在操作过程中，由于膜的选择透过性，被截留组分在膜料液侧表面都会积累形成 浓度边界层，其浓度大大高于料液的主体浓度，在膜表面与主体料液之间浓度差 的作用下，将导致溶质从膜表面向主体的反向扩散，这种现象称浓差极化 浓差极化。 浓差极化