超滤膜基础
超滤膜水处理技术
2.3 混凝(絮凝)预处理对膜过滤性能的影响
❖ 混凝主要去除的是大于0.2 微米的胶体，而不 能去除溶解性有机物，膜污染主要是溶解性 有机物中的中性亲水性有机物，所以说混凝 无法降低膜污染。
❖ 混凝能有效去除分子量较大的有机物，因而 可以防止膜污染。
❖ 对膜处理用处存在争议
目录
❖ 一 超滤技术的概述 ❖ 二 预处理对膜过滤性能的影响 ❖ 三 超滤组合工艺的应用实例
1.1 超滤的基本原理
❖ 超滤技术是一种以压力差为推动力，利用 膜的透过性能，达到分离水中离子、分子 以及某种微粒为目的的膜分离技术。超滤 膜的孔径范围大致在0.005~1 微米之间，填 补了微滤和纳滤之间空隙。国内外学者提 出超滤过程实际上同时存在三方面的情形： ①溶质在膜表面以及微孔壁内产生吸附;② 溶质的粒径大小与膜孔径相仿，溶质在孔 中停留，引起堵塞;③溶质的粒径大于膜孔 径，溶质在膜表面被机械截留，实现筛分。
1.3 超滤膜对有机物的去除效果及影响因素
❖ 去除效果不理想（超滤膜的截留分子量范围一般为
5000~10000ODalton，天然水体中有相当大一部分溶解性有机物的分子 量低于该范围，导致超滤膜对其拦截效果很差。事实上，天然水中这一
）。 类的低分子溶解性有机物所占的比例往往较大
❖ 应对方法：1.寻找新的膜材料或者对膜进行 改性
❖ 但是臭氧氧化副产物(如溴酸盐)和膜组件的耐 臭氧性能需要提高
2.2 活性炭(GAC 或PAC)预处理对膜过滤性能的影响
❖ 降低过滤阻力、提高透水通量和提高有机物 的去除率。粉末活性炭与膜联用能有效提高 有机物的去除效果;粉末活性炭不会造成膜过 滤阻力的增加，并且膜过滤阻力随着粉末活 性炭投加量的增大而减小。
超滤膜基础知识
超滤膜基础知识黄明珠水是生命之源，饮用水的卫生与安全是人体健康的重要保障。
随着我国社会和经济的发展，人们对生活质量的要求不断提高，对饮用水水质的要求也越来越严格，提倡优质饮用水是适应时代发展的需要。
但与此同时，水体污染却不断加剧，各种生产废水和生活污水未达排放标准就直接进入水体，给水环境造成了极大的污染。
水源水质急剧下降，对目前城市自来水厂的传统常规处理工艺提出了严峻的挑战，微污染原水的净化处理己成为一项重要和迫切的课题。
为获得安全、优质的饮用水，需要探寻各种先进、可行的饮用水处理技术，以提高饮用水质量，保障饮用水安全。
l饮用水水质标准与处理技术1．1水质标准与优质饮用水生活饮用水水质与人类健康直接相关，故世界各国对饮用水水质标准极为关注。
由于水源污染日益严重，以及水质检测技术与医学科学的不断发展，饮用水水质标准总是不断地修改、补充。
20世纪初，饮用水水质标准主要包括水的外观和预防传染病的项目，以后开始重视重盒属离子的危害，80年代则侧重于有机污染物的防治，90年代后开始高度关注微生物引致的风险。
随着社会经济的发展和人民生活水平的不断提高，人们对饮用水的水质要求也相应提高了。
在这一背景下，建设部2005年6月1同颁布实施的《城市供水水质标准》(CJ 206-2005)对城镇居民生活饮用水的水质提出了更高的要求。
《城市供水水质标准》共101项，分为常规监测42项，非常规监测59项，该《标准》在原建设部2000年水质目标88项的基础上，删除88项中的20项，增加了33项，修订22项的指标值并改为限值。
因而该《城市供水水质标准》具有先进性及可操作性。
我国自1956年颁发《生活饮用水卫生标准(试行)》直至1986年实施《生活饮用水卫生标准》(GB5749-85)的30年间，共进行了4次修订。
水质指标项目不断增加。
我国新的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)于2007年7月1同实施，代替已使用了20多年的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-1985)。
超滤操作手册
超滤操作手册超滤是一种常见的膜分离技术，它通过使用超滤膜将溶质与溶剂分离开来。
在工业和生活中，超滤广泛应用于水处理、食品和饮料加工、药物制造和生物技术等领域。
本操作手册将介绍超滤操作的基本原则、设备和操作步骤。
一、超滤原理超滤是一种通过压力差将物质分离的方法，其核心组成部分是超滤膜。
超滤膜是一种孔径较小的膜，通常由聚丙烯等材料制成。
它的孔径大小取决于需要分离的物质，一般在1纳米至100纳米之间。
超滤膜将大分子溶质、悬浮固体和细菌等截留在膜表面，同时允许水和小分子溶质通过。
二、超滤设备超滤设备由超滤膜、膜模块、进料泵、压力容器和出料管道等组成。
常见的超滤设备包括平板式超滤器、中空纤维超滤器和融合抽拉超滤器。
这些设备可以根据不同的需求进行调整和组合，以适应不同的超滤操作。
三、超滤操作步骤1. 准备工作：确保超滤设备和配件的干净和完好无损。
检查超滤膜是否完整，如有破损或污染应及时更换。
清洗进料泵并检查其工作状态。
2. 进料准备：将需要处理的液体进料准备好。
根据需要可以进行预处理，如过滤、沉淀或调整溶液的pH值等。
3. 设备连接：将超滤膜模块正确安装在超滤设备中。
确保连接口密封良好，避免泄漏。
4. 进料操作：打开进料阀门，逐渐调整进料泵的运行速度。
进料的压力和速度应根据具体情况进行调整，以确保膜的最佳工作效果。
5. 膜清洗：在超滤操作结束后，关闭进料阀门。
用清洗溶液进行膜清洗，以去除残留物和污染物。
6. 故障排除：如果发现超滤设备出现漏水、压力不稳定或流量不正常等问题，应立即停止操作，并检查设备的维修和维护。
四、操作注意事项1. 保持清洁：超滤操作需要保持良好的卫生环境。
定期清洗设备和更换超滤膜是保持操作效果的关键。
2. 注意保护：超滤膜是超滤设备的核心部分，需要避免破损、污染和机械损伤。
操作过程中应注意避免超滤膜的直接接触或碰撞。
3. 控制压力：超滤操作的效果与压力大小密切相关。
需要根据具体情况调整进料的压力和速度，以确保膜的稳定工作。
超滤、反渗透膜组
超滤、反渗透膜组超滤和反渗透膜是两种常见的膜分离技术，在水处理、食品加工、制药等领域有着广泛的应用。
本文将分别介绍超滤和反渗透膜的原理、应用以及优缺点。
一、超滤膜超滤是一种通过膜的孔径选择性分离物质的方法。
超滤膜的孔径通常在0.001-0.1微米之间，能够有效分离悬浮物、胶体、大分子有机物等。
超滤膜的主要组成材料有聚醚砜、聚酯、聚酰胺等。
超滤膜的原理是利用膜的孔径大小选择性地阻隔物质的传输。
当浸没在被处理的液体中时，超滤膜只允许小分子和水通过，而阻隔大分子和颗粒物质。
这样，可以将悬浮物、胶体等杂质从溶液中分离出来，获得纯净的液体。
超滤膜在水处理中有着广泛的应用。
例如，可以用于海水淡化，将海水中的盐分和杂质去除，得到淡水。
此外，超滤膜还可以用于污水处理，将污水中的有机物、细菌等去除，得到可回用的水资源。
另外，超滤膜在食品加工、制药等领域也有着重要的应用，例如用于乳品的浓缩和蛋白质的分离。
超滤膜的优点是操作简单、能耗低、分离效果好。
然而，超滤膜也存在一些缺点。
例如，容易被污染，需要定期清洗和维护。
此外，超滤膜对于高浓度的溶液处理效果较差，不适用于处理高浓度的溶液。
二、反渗透膜反渗透膜是一种通过压力将溶质从溶剂中分离出来的膜分离技术。
反渗透膜的孔径通常在0.0001-0.001微米之间，能够有效去除溶液中的溶质、离子等。
反渗透膜的原理是利用膜的选择性通透性，通过施加高压将溶质从溶剂中分离出来。
当溶液施加一定的压力时，溶剂分子和小分子溶质能够通过膜孔径，而大分子溶质和离子则被膜阻隔。
这样，可以将溶液中的溶质去除，得到纯净的溶剂。
反渗透膜广泛应用于水处理领域。
例如，可以用于海水淡化，将海水中的盐分和杂质去除，得到可饮用的淡水。
此外，反渗透膜还可以应用于纯水制备、废水处理等领域。
反渗透膜的优点是处理效果好、操作简单、能耗低。
然而，反渗透膜也存在一些缺点。
例如，反渗透膜对水质要求较高，容易受到水中的颗粒物质、胶体等污染。
超滤净水器过滤原理
超滤净水器过滤原理
超滤净水器利用超滤技术来过滤水中的杂质和污染物。
超滤膜是一种以微孔为基础的膜，其孔径通常在0.01至0.1微米之间，比细菌和病毒直径要小得多。
超滤净水器的过滤原理如下：
1. 水进入超滤净水器后，首先经过一个预处理过程，去除较大的悬浮颗粒、沉淀物和泥沙等。
这有助于保护超滤膜不被堵塞。
2. 水通过预处理后，被推入超滤膜。
由于超滤膜的微孔直径非常小，一部分水分子可以通过孔隙进入下一个阶段，而较大的杂质和污染物则被滤除。
3. 被滤除的杂质和污染物会随着水的流动被排出系统。
因此，用户只需从出水口取水，就可以得到清洁的水源。
需要注意的是，超滤净水器不能去除溶解在水中的微量杂质，如重金属离子和溶解性盐类等。
此外，超滤膜也无法过滤出病毒和微生物的代谢物，因此在特殊环境下，如水质恶劣的地区或需要高纯度水的实验室中，可能需要额外的处理方法来满足需求。
超滤基础知识
超滤基础知识超滤超滤（UF）基本上是按分子量大小进行分离的压力驱动膜过程。
超滤膜的孔径一般在1—100nm之间，能够截留分子量在300—500,000道尔顿的物质，包括多糖、生物分子、聚合物和胶体物质等。
大多数超滤膜所标称的切割分子量一般定义为膜具有90%以上截留率的最小分子量。
超滤膜性能对于确定膜在分离应用中的适用性比较重要的几个膜特性参数有：孔隙率、结构形态、表面性能、机械强度和耐化学性。
这些特性取决于膜的材料和制造技术。
这些特性参数之间有很大程度的关联性。
例如只有高分子材料具有适宜的机械强度，膜才能保持高空隙度的结构。
耐压实性能、耐化学清洗、耐细菌分解、耐温度等性能对于膜的工业应用都非常重要。
膜的表面性能和孔的结构形态对膜污染、膜通量和溶质分离都有影响。
膜最主要的性能参数是通量（产率）和分离能力（不同料液组分的分离率）。
由于超滤膜的截留分子量较大，且大多数超滤膜的通量高，因此与反渗透系统相比，超滤膜的浓差极化和污染更为显著。
超滤及微滤工艺的优点超滤能够去除水中能够找到的任何最为细小的颗粒物，超滤的颗粒截留范围一般可达到0.001－0.01微米，微滤的颗粒截留范围比超滤要高出1－2个数量级，一般为0.1－0.2微米。
对于一般的水处理，包括城市用水处理，UF的截留范围都选择在0.01－0.02微米的范围，这个范围包括了水源中最小的病毒。
但超纯水则需要更小数量级的孔径和截留范围来确保完全去除颗粒物，滤液要实现灭菌。
由于微滤具有深层过滤能力，所以在一定程度上能够去除病毒。
但微滤的确是细菌和隐孢子菌、鞭毛虫等原生寄生虫的绝对屏障，因此也用于市政水处理。
UF和MF的分离机理与颗粒、纤维介质过滤器等传统处理方式不同。
介质过滤依靠重力去除原理，它们的标称过滤孔径比要捕集的颗粒大。
颗粒介质过滤器的滤料粒径可能大于100微米。
这样的滤器其绝对截留范围也是同样的数量级。
然而由于介质的深度、料液在通过介质时的弯曲路径，这种过滤器也可获得高去除效率。
超滤膜基础
c) 吸附性污染： 有些膜材料带有极性基因，由于溶剂化作用使膜带有电荷，它与溶液中异性 电荷的溶质相互吸引，而被吸附的溶质污染，形成膜表面吸附性污染。
1.5.1 超滤膜的水通量： a) 纯水通量：反映了超滤膜的透水性能，通常是指在 25℃水温和 0.1MPa 水压下，单位时间内、单位膜面积所透过纯水的体积。（单位：升/小时. 平方米.0.1MPa） b) 设计产水量：指单支超滤膜组件在标准的操作条件下的稳定产水量， 通常由超滤膜厂商提供给工程公司进行超滤系统工程设计参考，设计产水 量包括了进水水质、水温、操作压力、进出水流量、pH 值、耐相关化学物 质等各种因素对超滤膜水通量的影响。
1.4 膜的亲水性和疏水性 一般而言，膜的分离体系均为水相体系。亲水性的膜表面与水形成氢键，使之 处于有序结构，当疏水溶质要接近膜表面，必须打破这种有序结构，显然不易 进行，所以膜面不易被污染。而疏水膜表面上的水无氢键作用，疏水溶质接近 膜表面是个增熵自发过程，则膜易被疏水溶质污染。膜的亲水性和疏水性可用 表面接触角来量度，接触角小，表明其亲水性好。 1.5 超滤膜的性能表征 超滤膜的性能通常是指膜的物化性能和分离透过性能，物化性能主要包括膜的 机械强度、耐化学药品、耐热温度范围和适用 pH 值范围等。分离透过性能主要 指膜的水通量和切割分子量及截留率。
质则被截留在膜的进液侧，成为浓 缩液，因而实现对原液的净化、分
原 液
浓 缩 液
离和浓缩的目的，参见图 1-1。
膜 壁 上 微 孔
透 过 液
图 1-1：超滤膜过滤原理
超 滤 膜 壁 水 、 水 分 子 物 质
化工原理 超滤
化工原理超滤超滤是一种常用的分离技术，广泛应用于化工工艺中。
它基于孔径选择性，通过超滤膜将溶质分离出来，得到所需的产物。
本文将从超滤的原理、工艺参数和应用等方面进行介绍。
一、超滤原理超滤是一种压力驱动的分离技术，其基本原理是通过超滤膜的孔径选择性，将溶质分离出来。
超滤膜通常由聚合物或无机材料制成，具有不同的孔径大小。
当溶液通过超滤膜时，溶质的分子或颗粒大小大于超滤膜的孔径时，无法通过膜而被截留在膜上，而溶剂和较小的溶质则可以通过膜孔径，得到所需的产物。
二、超滤工艺参数1. 超滤膜孔径：超滤膜的孔径大小决定了分离效果，一般根据溶质的大小来选择合适的超滤膜。
2. 压力：超滤过程中的压力决定了溶液在超滤膜上的通透性，一般越高的压力可以提高通透率，但也会增加能耗和膜的压力容限。
3. 进料浓度：进料浓度过高会增加膜污染的风险，而进料浓度过低则会降低分离效果，需要根据具体情况进行调节。
4. 温度：温度对超滤过程中的分离效果有一定影响，一般情况下，较高的温度可以提高分离效率。
5. 气体清除：超滤过程中，气体的存在会影响膜的通透性，需要通过适当的处理方法将气体清除。
三、超滤的应用1. 污水处理：超滤技术可以用于污水处理中的固液分离，通过超滤膜可以将悬浮物、胶体和溶解物等分离出来，得到清洁的水源。
2. 食品饮料工业：超滤技术可以用于果汁、乳制品等的浓缩和脱色，提高产品质量。
3. 生物制药：超滤技术可以用于生物药物的分离纯化，去除杂质和溶剂，得到高纯度的产品。
4. 浓缩分离：超滤技术可以用于浓缩分离各种液体，如果汁、酒精、蛋白质溶液等。
5. 废水回收：超滤技术可以用于废水的回收利用，将废水中的有用物质分离出来，达到节约资源和环保的目的。
超滤作为一种常用的分离技术，在化工工艺中具有广泛的应用。
其基本原理是通过超滤膜的孔径选择性，将溶质分离出来。
超滤的工艺参数包括超滤膜孔径、压力、进料浓度、温度和气体清除等。
超滤技术在污水处理、食品饮料工业、生物制药、浓缩分离和废水回收等领域都有重要的应用价值。
超滤膜技术原理、特点及应用详解
超滤膜技术原理、特点及应用详解超滤膜是最早开发的高分子膜之一，是一种额定孔径范围为0.001~0.02微米的微孔过滤膜。
在膜的一侧施加适当压力，溶液中的溶剂以及一部分分子量较低的溶质从超滤膜的微小孔隙中穿透到膜的另一边，而分子量较高的溶质或一些乳化胶束团被截留，从而达到过滤分离的效果。
在水处理领域，超滤膜技术相对于其他过滤技术来说，过滤杂质的效率更高，其过滤精度可达99.99%，能有效去除水中的绝大部分有害物质；并且使用很少或不使用化学药剂，有效避免水质受到二次污染，因此处理后的水质更好。
从操作层面来说，基于超滤膜技术的过滤系统自动化程度高，运行简单可靠，只有开、关两种操作。
由于超滤膜的材料化学稳定性强，抗酸碱腐蚀，耐高温，因此可以高温杀菌消毒，适用性很广。
1、超滤膜技术原理及特点（1）技术原理超滤膜技术是一种膜透过分离技术，其滤过能力介于纳滤和微滤之间，其工作原理是：在溶液通过一种半透膜的时候，在压力的作用下，溶剂和溶质中的小分子物质可通过滤膜到达膜的另一侧，而溶质中的大分子物质和胶体则由于无法通过滤膜孔洞而被拦截下来，随着溶液不断流过，膜上被拦截的物质也越来越多，因此要想实现超滤作用就得对溶剂施加更大的压力，与此同时在膜的表面形成的物质也展现出一定的化学特性，对于一些污染物也具有截留和分解的作用，从而实现水的净化。
随着大分子物质不断高集在膜表面滤过的速度不断降低，出现“浓度极化”的现象，为使超滤能够持续有效地进行，实际工作中常使用搅排式超滤装置来消除”浓度极化”的现象。
（2）超滤膜技术的特点相对于其他水处理技术而言，超滤膜技术具有很多无可比拟的优势：第一，超滤膜化学稳定性高，可耐高温、耐酸、耐碱，因此对进水水质要求不高，通用性强；第二，超滤膜技术原理简单，容易实现自动化运转，节约劳动力，且操作简便、易于维护，运行安全稳定；第三，超滤膜技术属于物理方法，在水处理过程中并不需加任何化学药剂，因此可有效的防止水体的出现二次污染的情况；第四，超滤膜技术效率高，处理水量大，尤其是对污染较小的城市饮用水处理，展现出极高的作效率；2、超滤膜技术在环保工程水处理中的应用（1）城市饮用水净化随看社会的发展，人们对饮用水安全要求越来越高，但与此同时我国城市用水源地的污染也日益严重，直接取水的水质越来越无法满足饮用水的标准，因此必需要对城市饮用水进行净化。
超滤膜基础原理篇
超滤膜基础原理篇一、超滤膜工作原理超滤膜是一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.001-0.02微米的一种微孔过滤膜。
超滤膜采用压力差为推动力的膜过滤方法为超滤膜过滤。
以膜的额定孔径范围作为区分标准时压力差为推动力的膜过滤可区分为：微孔膜（MF）的额定孔径范围为0.02~10um；超滤膜（UF）为0.001~0.02 um；逆渗透膜（RO）为0.0001~0.001 um。
超滤膜的孔径只有几纳米到几十纳米，也就是说在膜的一侧施以适当压力，就能筛出大于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2~20纳米的颗粒。
利用膜表面孔径机械筛分作用，膜孔阻塞、阻滞作用和膜表面及膜孔对杂质的吸附作用，去除废水中的大分子物质和微粒。
一般认为主要是筛分。
在外力的作用下，被分离的溶液以一定的流速沿着超滤膜表面流动，溶液中的溶剂和低分子量物质、无机离子，从高压侧透过超滤膜进入低压侧，并作为滤液而排出；而溶液中高分子物质、胶体微粒及微生物等被超滤膜截留，溶液被浓缩并以浓缩液形式排出。
1、超滤膜和膜组件（1）超滤膜：常用的有醋酸纤维素膜和聚砜膜（2）超滤的膜组件（同反渗透组件）：分为板式、管式、卷式和中空纤维组件。
2、超滤的浓差极化（1）概念：溶液在膜的高压侧，由于溶剂和低分子物质不断透过超滤膜，结果在膜表面溶质（或大分子物质）的浓度不断上升，产生膜表面浓度与主体流浓度的浓度差，这种现象称为膜的浓差极化。
（2）影响：发生浓差极化时，由于高分子物质和胶体物质在膜表面截留会形成一个凝胶层。
有凝胶层时，超滤的阻力增加，因为除了膜阻力外，又有凝胶层的阻力，在给定的压力下，凝胶层势必影响水透过超滤膜的通量。
（3）减缓措施：一是提高液料的流速，控制料液的流动状态，使其处于紊流状态，让膜面处的液体与主流更好地混合；二是对膜面不断地进行清洗，消除已形成的凝胶层。
3、超滤的影响因素料液流速、操作压力、温度、运行周期、进料浓度、料液的预处理、膜的清洗4、超滤流程超滤是一种流体切向流动和压力驱动的过滤过程并按分子量大小来分离颗粒。
超滤知识全知道分解.pptx
26.7
50
53
≥6.5
≥12
≥12
1.5/2.2
0.9/1.4
1.2/1.8
2-3m3/h
3-5m3/h
4-6.5 m3/h
PVC/ABS
环氧树脂
VICTAULIC 2"
VICTAULIC 2"
VICTAULIC 2"
内压式
mPS
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45,000
ф277×2215 3780 35.7 ≥9 1.5/2.2
▪ 3.1 超滤的操作参数
▪ 3.2 超滤的运行模式 ▪ 3பைடு நூலகம்3 超滤的恢复方法
16
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超滤运行
17
第18页/共50页
3.1 超滤的操作参数
型号
最大进水浊度* 反冲流量(m3/h)
抗余氯能力 耐H2O2 能力
工作温度 pH值范围 操作模式 产水流量
SV1060-C， SV1080-C
33
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4.3 水质检测
浊度 ＜ 0.1 NTU SDI ＜ 2
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4.3 水质检测—浊度
35
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4.3 水质检测—SDI
36
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4.4 系统运行控制参数
▪ 跨膜压差
跨膜压差也叫透膜压差（TMP），是指中空丝内侧平均 给水压与渗透液压力之间的差值，TMP=（给水压力+浓 水压力）/2-产水压力。 超滤膜的最大跨膜压差为 0.2 MPa 超滤膜在反洗时跨膜压差大于运行时的压差 运行时跨膜压差大于0.15MPa时,就应进行化学清洗
超滤膜原理
超滤膜原理
超滤膜是一种过滤器膜，其原理是物质的分子大小和对膜的亲和力。
它可以将水中的
悬浮物、胶体粒子和高分子物质等大分子有机物过滤掉，同时将水的溶解性物质、无机盐、微生物等小分子物质通过，从而使水质得以提高。
超滤膜的分子孔径一般在0.001～0.1微米之间，其孔径大小只有百分之一至十亿分之一下的微生物和胶体颗粒的大小，因此，它可以很好地去除水中的细菌、病毒、藻类等微
生物和铁、锰、氨氮等无机物，但对于水中的溶解性有机物和低分子量物质则不能很好地
去除。
超滤膜的基本原理就像一个筛子，筛网就是超滤膜，筛子头上的脏东西就是要被过滤
掉的物质，划分等级的筛孔就代表了超滤膜的筛选能力。
当水流经过超滤膜时，大分子有
机物、微生物等物质会被筛选掉，而小分子有机物则会通过超滤膜。
超滤膜的分离过程主要依靠筛选分子的尺寸，分子小于膜孔的分子能够通过滤膜，分
子大于膜孔的分子则不能通过滤膜。
当水经过超滤膜时，被过滤掉的物质会在膜表面形成
压力，这种压力称为超滤压力，过滤后的水则被收集，通过管路排出。
超滤的过程是一种物理分离的过程，它不需要加化学药剂，不产生二次污染，也不会
改变水的化学性质，所以超滤是一种很环保的水处理技术。
总之，超滤膜的原理是将不同大小的分子通过膜阻隔，将大分子有机物过滤掉，小分
子有机物则通过超滤膜，从而达到提高水质的效果。
超滤技术在水处理、污水处理、海水
淡化、工业回收水处理等领域都有广泛的应用，可以有效地解决水污染和水短缺问题。
污水处理中的超滤与微滤膜技术介绍
02
超滤与微滤膜技术基础知识
超滤膜技术定义
定义
超滤膜技术是一种利用半透膜，在压 力作用下实现物质分离的膜过滤技术 。
工作原理
超滤膜的孔径范围在1-100纳米之间 ，能够截留溶液中的悬浮颗粒、胶体 、细菌、病毒等物质，使小于孔径的 溶剂和小分子物质透过，从而达到分 离和净化目的。
微滤膜技术定义
定义
未来研究方向
膜污染机理和控制
深入研究膜污染的形成 机理和影响因素，探索 有效的膜污染控制方法 和技术，提高膜过滤的
稳定性和持久性。
节能降耗优化
针对超滤与微滤膜技术 的能耗问题，开展节能 降耗优化研究，降低污 水处理过程中的能源消
耗，提高能效比。
智能化决策支持
结合人工智能和大数据 技术，开发智能化的决 策支持系统，为超滤与 微滤膜技术的优化运行 提供科学依据和指导。
应用范围比较
工业废水处理
超滤膜在处理工业废水方面应用广泛，如电镀、造纸、印 染等行业的废水处理，而微滤膜在工业废水处理中的应用 相对较少。
饮用水处理
超滤膜在饮用水处理中主要用于去除细菌、病毒等微生物 ，提高水质，而微滤膜则主要用于过滤较大颗粒的悬浮物 和杂质。
海水淡化
超滤膜在海水淡化中应用广泛，可用于预处理和反渗透系 统的前处理，而微滤膜在海水淡化中的应用相对较少。
05
超滤与微滤膜技术在污水处 理中的比较
处理效果比较
过滤精度
微生物去除
超滤膜的过滤精度更高，能够去除更 小的颗粒和微生物，而微滤膜主要用 于去除较大颗粒的悬浮物和杂质。
超滤膜能够去除细菌、病毒等微生物 ，而微滤膜则主要用于过滤较大的微 生物和悬浮物。
去除有机物和无机物
超滤膜基础
1.1超滤膜过滤原理超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的，参见图1-1。
1.2超滤膜材料及特性目前制造中空纤维超滤膜的主要材料有聚丙烯腈（PAN）、聚砜（PSF）、聚醚砜（PES）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚氯乙烯（PVC）等。
a) PVC膜-具有优良的化学稳定性，有耐酸、耐碱以及耐水解的性能，能广泛应用于各种领域；-膜丝具有很好的强度和柔韧性，不容易断裂；-膜丝内外表面平整、光滑，有光泽，膜丝不易污染；- PVC膜材料是国内的食品级材料，并且经过亲水改性，具备很强的抗污染性。
b)PVDF膜-耐紫外线和γ射线辐射，有优良的耐污染和化学侵蚀性能；-耐热温度可以达到140℃，可采用超高温的蒸汽和环氧乙烷杀菌消毒；-能在较宽的PH（1-13）范围内使用，可以在强酸和强碱和各种有机溶剂条件下使用。
1.3膜材料的改性通过改性，可以使膜材料达到预期的某种性能要求，如提高机械强度，改善亲水性和改变荷电性等。
常见的改性方法主要有接枝改性和共混改性，使用PVC 材料经共混改性后制成的超滤膜通常称之为改性PVC膜或PVC合金膜。
膜壁质1.4膜的亲水性和疏水性一般而言，膜的分离体系均为水相体系。
亲水性的膜表面与水形成氢键，使之处于有序结构，当疏水溶质要接近膜表面，必须打破这种有序结构，显然不易进行，所以膜面不易被污染。
而疏水膜表面上的水无氢键作用，疏水溶质接近膜表面是个增熵自发过程，则膜易被疏水溶质污染。
膜的亲水性和疏水性可用表面接触角来量度，接触角小，表明其亲水性好。
1.5超滤膜的性能表征超滤膜的性能通常是指膜的物化性能和分离透过性能，物化性能主要包括膜的机械强度、耐化学药品、耐热温度范围和适用pH值范围等。
坎普尔 超滤膜技术手册
坎普尔超滤膜技术手册第一章：引言超滤膜技术是一种常用的膜分离技术，可以有效地去除水中的杂质和溶质，广泛应用于水处理、废水处理、食品加工等领域。
本手册旨在介绍坎普尔超滤膜技术的基本原理、应用范围、操作要点等内容，帮助用户正确使用超滤膜技术。
第二章：基本原理超滤膜技术是通过对物质的分子大小进行筛选分离的一种膜分离技术。
其基本原理是利用超滤膜的微孔对溶质和杂质进行筛选，达到分离的目的。
超滤膜的分离效果与溶质的分子大小有关，一般能够去除分子量大于1000道尔顿的溶质，如细菌、颗粒物、有机物等。
第三章：产品特点1.高分离效率：坎普尔超滤膜具有较高的分离效率，能够有效去除水中的杂质和溶质。
2.高通量：坎普尔超滤膜的通量较高，能够提高处理效率，降低处理成本。
3.耐腐蚀性强：坎普尔超滤膜采用耐腐蚀材料制成，能够适应不同水质和工艺要求。
4.使用寿命长：坎普尔超滤膜采用优质材料，具有较长的使用寿命，能够降低更换频率和维护成本。
第四章：应用领域1.水处理：坎普尔超滤膜可用于饮用水处理、工业用水处理等领域，能够去除水中的悬浮颗粒、有机物、微生物等。
2.废水处理：坎普尔超滤膜可用于废水处理，能够去除废水中的悬浮颗粒、有机物、重金属等。
3.食品加工：坎普尔超滤膜可用于食品加工过程中的浓缩、分离、脱色等工艺，能够提高产品质量和提高工艺效率。
第五章：操作要点1.膜组装：正确组装膜元件是使用超滤膜技术的关键，需要注意膜的安装方向、连接方式等。
2.运行参数：根据具体的应用要求，合理设置超滤膜的运行参数，包括进料压力、流速、温度等。
3.清洗维护：定期进行膜的清洗维护，防止膜受到污染和结垢，影响膜的分离效果和使用寿命。
第六章：技术支持坎普尔公司为用户提供超滤膜技术的技术支持，包括膜元件的选型、工艺设计、设备调试等方面的服务。
结论本手册简要介绍了坎普尔超滤膜技术的基本原理、应用领域、操作要点等内容，希望能够帮助用户正确使用超滤膜技术并取得良好的效果。
膜天超滤膜技术手册
膜天超滤膜技术手册1.引言1.1背景介绍1.2目的和范围2.超滤膜基础知识2.1概述-定义：超滤是一种通过压力驱动液体或者气体中溶质份子从溶剂中被筛选出来的过程。
-原理：利用孔径在0.001〜0.OlHm之间，能够截留胺、酸类物质以及高份子化合物等大颗粒悬浊物而使水经由其自身扩散作用透析成纯净水。
3.超滤工艺流程设计与操作参数控制方法3.1设计原则-确定处理目标和要求；根据进料特性选择合适的设备类型；合理确定系统配置方案;3.2工艺流程图示例(此处可插入相关图片)4.高效低阻抗聚丙烯空心纳米管材料开辟与应用4.1材料结构优势(a)外壁光洁度好，不易沾污；(b)内壁光滑，不易结垢；(c)纳米孔径分布均匀，截留效果好;4.2材料开辟与制备技术(a)聚丙烯材料的合成方法；(b)空心纳米管的形成工艺；4.3应用案例介绍(此处可插入相关图片)5.操作和维护指南5.1初始操作步骤-准备设备及所需物品；-进行预处理(如清洗、消毒等)。
口5.2日常运营管理[]a.设定适当的超滤通量以保证水质要求同时延长膜寿命。
[]b.定期检查系统压力，并根据需要进行调整或者更换元件。
6.故障排除6o1常见故障现象(a)浓缩液流速减小；(b)渗透液浊度升高；(c)处理后水质下降；7.目前存在问题与改进方向8.结论本文档涉及附件：-图片文件：超滤工艺流程图、材料应用案例图片-数据文件：操作参数记录表本文所涉及的法律名词及注释:1.超滤：一种通过压力驱动液体或者气体中溶质份子从溶剂中被筛选出来的过程。
2.孔径：指膜孔洞大小，决定了能够截留的颗粒物尺寸范围。
卷式膜超滤膜构造
卷式膜超滤膜构造
卷式膜超滤膜是一种在超滤技术中常用的膜构造，它通常由以下几个部分构成：
1. 支撑层（Support Layer）：支撑层是卷式膜超滤膜的基础层，由具有良好机械强度和孔隙结构的材料制成，如聚酰胺、聚酯等。
支撑层的作用是增加膜的力学强度，稳定膜的形状以及提供通道用于流体和溶质的传输。
2. 中空纤维层（Hollow Fiber Layer）：中空纤维层是卷式膜超滤膜最关键的组成部分，它由微孔膜材料制成，如聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。
这些材料具有良好的分离性能，能够从水中截留悬浮物、胶体颗粒、溶解物质等。
3. 中空纤维内孔（Hollow Fiber Lumen）：在中空纤维层内部
形成的空腔，用于流体的通道和质量传输。
4. 支撑网（Support Mesh）：支撑网用于固定和支撑中空纤维
层的位置，防止膜的塌陷或变形。
支撑网通常由网状或网带状结构制成。
以上是卷式膜超滤膜常见的构造，它们的设计和结构可以根据具体应用需求进行调整和优化。
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1.1超滤膜过滤原理超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的，参见图1-1。
1.2超滤膜材料及特性目前制造中空纤维超滤膜的主要材料有聚丙烯腈（PAN）、聚砜（PSF）、聚醚砜（PES）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚氯乙烯（PVC）等。
a) PVC膜-具有优良的化学稳定性，有耐酸、耐碱以及耐水解的性能，能广泛应用于各种领域；-膜丝具有很好的强度和柔韧性，不容易断裂；-膜丝内外表面平整、光滑，有光泽，膜丝不易污染；- PVC膜材料是国内的食品级材料，并且经过亲水改性，具备很强的抗污染性。
b)PVDF膜-耐紫外线和γ射线辐射，有优良的耐污染和化学侵蚀性能；-耐热温度可以达到140℃，可采用超高温的蒸汽和环氧乙烷杀菌消毒；-能在较宽的PH（1-13）范围内使用，可以在强酸和强碱和各种有机溶剂条件下使用。
1.3膜材料的改性通过改性，可以使膜材料达到预期的某种性能要求，如提高机械强度，改善亲水性和改变荷电性等。
常见的改性方法主要有接枝改性和共混改性，使用PVC 材料经共混改性后制成的超滤膜通常称之为改性PVC膜或PVC合金膜。
滤膜壁质1.4膜的亲水性和疏水性一般而言，膜的分离体系均为水相体系。
亲水性的膜表面与水形成氢键，使之处于有序结构，当疏水溶质要接近膜表面，必须打破这种有序结构，显然不易进行，所以膜面不易被污染。
而疏水膜表面上的水无氢键作用，疏水溶质接近膜表面是个增熵自发过程，则膜易被疏水溶质污染。
膜的亲水性和疏水性可用表面接触角来量度，接触角小，表明其亲水性好。
1.5超滤膜的性能表征超滤膜的性能通常是指膜的物化性能和分离透过性能，物化性能主要包括膜的机械强度、耐化学药品、耐热温度范围和适用pH值范围等。
分离透过性能主要指膜的水通量和切割分子量及截留率。
1.5.1超滤膜的水通量：a)纯水通量：反映了超滤膜的透水性能，通常是指在25℃水温和0.1MPa水压下，单位时间内、单位膜面积所透过纯水的体积。
（单位：升/小时.平方米.0.1MPa）b)设计产水量：指单支超滤膜组件在标准的操作条件下的稳定产水量，通常由超滤膜厂商提供给工程公司进行超滤系统工程设计参考，设计产水量包括了进水水质、水温、操作压力、进出水流量、pH值、耐相关化学物质等各种因素对超滤膜水通量的影响。
此外，超滤膜的水通量还与膜材料、膜丝结构、切割分子量、孔隙率、孔径分布等许多因素有关，水通量指标主要依靠超滤膜厂家的生产工艺来控制。
1.5.2超滤膜丝结构：超滤膜属非对称膜，其膜的断面结构主要有三层：a)多孔致密层：超滤膜起主要分离作用的就是多孔致密层，致密层的厚度直接影响膜的水通量，致密层越薄相应的水通量越大，但太薄会影响膜丝的机械强度。
致密层上孔径大（切割分子量大），孔径分布带宽则水通量也大，但其透过的物质体积也大，在相同切割分子量的情况下，单位膜面积上的微孔数量多即孔隙率大则水通量也大。
b)多孔支撑层：多孔支撑层起支撑作用，其结构和所用的膜材质性能对水通量有一定影响。
c)过渡层：过渡层处于多孔支撑层与致密层之间，主要由海绵状的小孔组成，其直径约为0.2-0.4um之间，在超滤膜使用过程中被压密而影响膜的水通量，过渡层厚度越薄则对水通量的影响则越小。
合理的超滤膜层结构不仅可以提高水通量，而且不易污染，膜性能恢复性好，目前常用的中空纤维超滤膜结构按致密层位置不同主要分为内单皮层、外单皮层和双皮层三种：图1-2 超滤膜丝的断面结构内单皮层结构的超滤膜丝是自内向外渗透，外单皮层结构的膜丝渗透方向相反，双皮层结构的超滤膜丝其渗透方向可以是自外向内，也可以是自膜丝内向外渗透，双皮层结构超滤膜丝机械强度好，可以使用顺冲法和反冲法进行清洗。
1.5.3过滤精度：超滤过程中起分离作用的是膜丝上的多孔的致密皮层决定的，一般以致密皮层上微孔径大小和孔径的分布来衡量膜的分离透过性能：a)截留率（R0）与切割分子量（MWCO）：膜丝上微孔的形状和大小并非完全一致的，常使用截留率和切割分子量两个参数共同来衡量，截留率是指溶液中被截留的特定溶质的量所占溶液中特定溶质总量的比率。
当90%的溶质被膜截留时，在截留曲线所对应该类溶质的最小分子量即为该膜的切割分子量。
超滤膜的孔径大约在0.002至0.1微米之间，其对应的切割分子量约为1，000—500，000。
截留率R0=（1-C P/C F）×100%R0 -表示截留率；C P -透过液特定溶质的浓度；C F -原溶液特定溶质的浓度。
b)孔径的分布：相同切割分子量的超滤膜因膜丝上孔径大小分布的不同，其分离的效果也会有所差异，通常使用泡压法来测定超滤膜的孔径的分布，在一定的气压下测定通过膜孔的气体的流速来绘制的膜孔径分布图如图1-3所示：超滤膜上的孔径大小应均匀一致，孔径分布曲线窄，截留性能敏锐，选择性好。
图1-3 膜孔径分布1.5.4 超滤膜的耐PH 值与耐腐蚀性：耐PH 值是衡量超滤膜承受酸性和碱性介质能力，PH 值越小，耐酸性介质越好，PH 值越大，耐碱性介质越好；耐腐蚀性表示膜材料抵抗氧化、水解、老化和细菌侵蚀等的能力。
1.5.5 超滤膜的机械强度：超滤膜的机械强度大小反映了膜丝抵抗断丝的能力，断丝使超滤膜失去分离性能，是评价超滤膜质量优劣的一项重要指标，机械强度由膜丝的断裂强度和断裂伸长率来表征。
一般使用电子单纱测力仪测量单根膜丝的断裂强度和伸长率。
a ）断裂强度σ =F/S其中：F —膜丝拉断时的拉力值（单位CN ） S —膜丝的截面积（单位mm 2）c)断裂伸长率δ=ΔL/L 0=(L-L 0)/L 0x 100%其中：L -膜丝拉断时的长度（单位mm ） L 0-膜丝原始长度1.6 超滤膜的过滤方式一个中空纤维超滤膜组件主要是由成百到上千根中空纤维丝和膜壳两部分组成，一般将中空纤维内径在0.6-6mm 之间的超滤膜称为毛细管式超滤膜，毛细管式超滤膜因内径较大，因此不易被大颗粒物质堵塞，更适用于过滤原液浓度较大的场合。
1.6.1 内压与外压式过滤： a) 内压式过滤：原液先从膜丝内孔进，经压力差驱动， 沿径向由内向外渗透过中空纤维成为 透过液为内压式过滤，如左图1-6所原液浓缩液透过液中空超滤膜膜壳环氧树脂端封LE 列超滤膜孔径分布系一般超滤膜孔径分布超滤膜)原液超滤膜过液)100%给水泵示：内压式过滤可以使用高压大流量 的顺冲洗，使冲洗水流与膜孔成切向 方向快速流过，从而可以将吸附在膜内孔表面上的污染物冲去，恢复膜的 图1-6内压式过滤 水通量。
b) 外压式过滤:原液经压力差驱动沿径向由外向内渗 透过中空纤维膜丝成为透过液，而截 留的物质汇集在中空丝的外部时为外 压式过滤。
如左图1-7所示：外压式 超滤膜密封在膜壳内，水流的死角多， 无法使用快速直冲的方法清除膜表面附着的污染物，因而不能完全去污。
图1-7外压式过滤1.6.2 死端过滤与错流过滤： a) 死端过滤：原液中的水分子全部渗透过超滤膜，没有 浓缩液流出，当原液中被分离物质浓度很 低时,为了降低能耗，通常采用死端过滤， 或称为全量过滤，如图1-8所示： 图1-8 死端过滤方式b) 错流过滤：在过滤时有一部分的浓缩液体从超滤膜的 另一端排掉，当原液中能被膜截留的物质 浓度很高时，膜的过滤阻力增长很快，此时多采用错流过滤，如图1-9所示： 图1-9 错流过滤方式1.7 系统回收率（R ）R =产水流量Q 3 / 进水流量Q 1×100%={(进水流量Q 1-顺冲洗流量Q 5-反冲洗流量Q 2-浓水流量Q 4) / 进水流量透过液透过液原液中空超滤膜膜壳环氧树脂端封Q1}×100%一般超滤应用系统的回收率在90-95%之间，回收率的大小由原水中的悬浮物、胶体和微生物的浓度来决定的。
当原水中的悬浮物等含量较高时，在不增加预处理工艺的情况下，可减少单支膜组件的回收率来维持膜管内部的高流量，减轻膜污染，对因此产生的大量浓缩水再循环回原水进口，保持整个超滤系统的回收率不变，但整个系统能耗相比死端过滤方式要高。
1.8超滤膜组件的膜面积膜面积计算公式：S= πDLN其中：N -表示膜组件中装填的膜丝根数；D -表示膜丝直径，如果是内压式过滤，以膜丝内径计算；如果是外压式过滤，以膜丝外径计算。
L -表示膜丝有效过滤长度，通常以膜丝总长减去两端浇注的环氧树脂厚度来计算。
1.9超滤膜的污染与浓差极化1.9.1浓差极化：浓差极化是指在分离过程中，料液中的溶剂在压力驱动下透过膜，溶质被截留，于是在本体溶液界面或临近界面区域浓度越来越高，在浓度梯度作用下，溶质由膜面向本体溶液扩散，形成边界层，使流体阻力与局部渗透压增加，从而导致溶剂透过流量下降，称为浓差极化，浓差极化会引起以下几点危害，如图1-10所示：a)使膜表面溶质浓度增高，引起渗透压增大，增加能耗；图1-10：浓差极化现象b)当膜表面溶质浓度达到它们的饱和浓度时，会在膜表面形成沉积或凝胶层，增加透过阻力；c)膜表面沉积层或凝胶层的形成会改变膜的分离特性；d)当有机溶质在膜表面达到一定的浓度有可能对膜发生溶胀或溶解，恶化膜的性能；e)严重的浓差极化导致结晶析出，阻塞流道，使运行恶化。
1.9.2膜污染：在超滤过程中，各种微粒、胶体、有机物和微生物等大分子溶质与超滤膜发生产水量50100200150(L/h)物理化学或机械作用，引起在膜表面和膜孔内吸附、沉淀造成膜孔径变小或堵塞，使膜性能发生不可逆变化的现象称为超滤膜的污染，膜污染主要形式以下几种：a) 膜表面覆盖污染：覆盖污染大致分两层，上层为较大颗粒的松散层，紧贴于膜面上的是小粒径的细腻层，一般情况下松散层在水流剪切力的作用下可以冲洗掉，对膜的性能影响不大，而附于膜表面的细腻层使大量的膜孔被覆盖，而且该层内的微粒与其它杂质之间长时间的相互作用极易凝胶成滤饼，增加了透水阻力，是影响膜性能的主要因素。
b) 膜孔堵塞：在超滤过程中微细粒子塞入膜孔中，或者膜孔内因吸附胶体、微生物等杂质形成沉淀而使膜孔变小或者完全堵塞，形成膜孔堵塞，膜孔堵塞后一般是不可逆过程。
c) 吸附性污染：有些膜材料带有极性基因，由于溶剂化作用使膜带有电荷，它与溶液中异性电荷的溶质相互吸引，而被吸附的溶质污染，形成膜表面吸附性污染。
分子间的相互吸引力也是造成膜污染的因素之一，它主要与膜组份的表面张力有关，因此若膜材料为亲水性时，则膜与溶质间吸引力小，容易清洗。
其它因素如膜结构、膜表面的光洁度、铸膜液浓度、PH 值、温度等都会影响到膜的污染。