如何進(jìn)行水處理？

衡美水處理為您介紹一種性能優(yōu)良的水處理設(shè)備配件——超濾膜，并為您詳細(xì)介紹超濾膜的工作原理。

一、工作原理

過濾是使液體通過多孔過濾介質(zhì)以分離其中所含的固體顆粒的一種操作。過濾介質(zhì)截阻顆粒而讓液體通過，隨著被分離的顆粒變小，要求介質(zhì)的通道也要變小。如果顆粒小到亞微細(xì)粒的程度，膜孔大小就要趨近于能阻止溶液中大分子的通過。這種利用半透膜的微孔過濾以截留溶液中大溶質(zhì)分子的操作稱為超濾，而這樣的半透膜稱為超濾膜。

超濾的驅(qū)動(dòng)力是壓力，通常高達(dá)1.0MPa。運(yùn)用液壓迫使溶液透過膜并按溶質(zhì)分子大小、形狀等差異，把大溶質(zhì)分子阻留在膜的一側(cè)，成為濃縮液; 而小分子的溶質(zhì)則隨溶劑透過膜到另一側(cè)，成為透過液流出。如果將所得濃縮液用水稀釋，再進(jìn)行超濾，可使料液中的低分子溶質(zhì)進(jìn)一步隨透過液流出，而高分子物質(zhì)逐步得到提純，這樣的過程稱為全濾 （如圖8-4）。

超濾具有分離和提純的作用。

1、分離作用

圖8-4 超濾原理示意圖

1—進(jìn)料 2—濃縮液 3—清液 4—超濾膜

低分子質(zhì)量的溶質(zhì)隨溶媒一起透過濾膜，高分子質(zhì)量的溶質(zhì)被截留，因此，料液被分為帶有低分子溶質(zhì)的透過液和帶有高分子溶質(zhì)及殘留低分子溶質(zhì)的濃縮液。

2、提純作用

由于分離，提高了濃縮液中總固體里高分子量溶質(zhì)的百分率，因此，提純了高分子溶質(zhì)。在透過液中，低分子溶質(zhì)由于從高分子溶質(zhì)中分離出來，也得到了提純。

二、超濾膜

（一）超濾膜的膜滲機(jī)理

料液在超濾膜內(nèi)的流動(dòng)問題比較復(fù)雜，簡(jiǎn)單的床層流動(dòng)理論不能充分解釋膜內(nèi)的流動(dòng)，它不是單純屬于一般毛細(xì)管內(nèi)層流的機(jī)理。通常膜滲機(jī)理有下述兩種模型：

1、毛細(xì)流動(dòng)模型

在這種模型中，溶質(zhì)的脫除主要靠流過微孔結(jié)構(gòu)的過濾或篩濾作用，半透膜阻止了大分子的通過，按這一模型建立的流動(dòng)是毛細(xì)孔中的層流流動(dòng)。

2、溶解擴(kuò)散模型

在這種模型中，假定擴(kuò)散質(zhì)的分子，先溶解于膜的結(jié)構(gòu)材料中，而后再經(jīng)載體的擴(kuò)散而傳遞。因?yàn)榉肿臃N類不同，溶解度和擴(kuò)散度也就不同。

實(shí)際上，兩種模型在膜滲傳遞中都可能存在，但反滲透以溶解擴(kuò)散機(jī)理占優(yōu)勢(shì)，而超濾則以毛細(xì)流動(dòng)機(jī)理占優(yōu)勢(shì)。為此，又出現(xiàn)綜合兩種機(jī)理的所謂“優(yōu)先吸著毛細(xì)流動(dòng)” 的機(jī)理。

（二）超濾膜的結(jié)構(gòu)和材料

目前，超濾膜已發(fā)展到第三代。一代為醋酸纖維素膜（CA膜），耐pH范圍3～8，耐溫0～50℃，易受微生物和酶的作用，在強(qiáng)酸和弱堿條件下水解，并且在正常使用時(shí)會(huì)因蠕變使透水速率降低。盡管有這些缺點(diǎn)，它在食品工業(yè)上目前仍得到廣泛應(yīng)用。二代為聚合物膜，制造超濾膜有代表性的聚合物包括多種熱塑性塑料，如聚甲基丙烯酸甲基、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、尼龍等。用于高溫的熱塑性塑料如芳族聚酰胺、芳族聚醚等。由這些聚合物制成的半透膜的特性是，具有高壓力下抵抗破壞、高溫下抵抗變性、在酸堿和氧化環(huán)境下抵抗腐蝕等特性。第三代是鋯-氧化鋁膜，耐溫達(dá)400℃，濾膜厚0.1μm，為多孔凝膠附著在100～1000μm厚的多孔托板上。

普通使用的醋酸纖維半透膜，具有不對(duì)稱和超微孔的結(jié)構(gòu)，它有一層由致密聚合物做成的超?。▉單ⅲ┍韺樱藢又С衷谙旅娴闹螌又?，支撐層由較厚的微孔聚合物制成。表層和支撐層由一次澆鑄工藝制成。

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