中试规模半自动超滤系统

【题名】：浸没式超滤膜处理低浊度水的中试研究【期刊】：【年、卷、期、起止页码】：【全文链接】：https://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10613-2007118186.htm

【题名】：浸没式超滤膜处理低浊度水的中试研究【期刊】：【年、卷、期、起止页码】：【全文链接】：https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JZJS201002008.htm

第三代饮用水净化工艺=安全预氧化、强化混凝+生物活性炭、超滤+安全消毒！　　2007年7月1日，新的国家《生活饮用水卫生标准》开始实行。正当这部多达106项检测指标的标准使得许多水厂面临着升级换代的选择时，在4月1日的城市水业战略论坛上，中国科学院李圭白院士为与会的供水企业代表带来了第三代饮用水净化工艺的公式。而随后，中荷水务投资集团副总裁王同春也充满信心地说：“膜技术在自来水行业中的使用也将如一百年前的砂滤技术一样成为最佳的自来水处理工艺之一。”他以“超滤膜组合工艺技术及其大规模饮用水处理应用案例”为主题进行了发言。膜技术被来自学术界和企业界的人士赋予高度评价。脱颖而出的第三代处理工艺　　20世纪初研发出的混凝——沉淀、过滤、氯消毒净水工艺，可称为第一代城市饮用水净化工艺。而面对第一代水饮用水处理工艺不能对无害物进行控制的弊端，第二代城市饮用水净化工艺应运而生。第二代饮用水处理就是在第一代工艺的后面增加臭氧、颗粒活性炭的工艺。目前我国的供水厂普遍采用这种工艺。但是第二代饮用水处理工艺也逐渐地显露出很多问题：一是对于含有溴化物的水源水被臭氧氧化后容易产生致癌的溴酸盐；二是随着水污染的加剧和检测技术的提高，第二代饮用水处理工艺的出水中发现了越来越多的细菌和微生物，水的生物安全性受到了挑战。　　“20世纪末又提出来饮用水的生物稳定性问题，所谓生物稳定性就是说出厂水在输送和储存过程中，发现微生物增殖现象，是不具有生物稳定性的水，这是另一个新出现的重大生物安全性问题。所以第三代城市饮用水净化工艺要解决的就是生物安全性的问题。”李圭白院士介绍到。　　膜技术简单说是一种过滤技术，上世纪60年代起源于海水淡化的反渗透膜，与超导、光纤、碳纤维、纳米技术等一起统称为21世纪工业领域六大新技术。而后膜技术得到了非常迅速的发展，并且被广泛应用于越来越多的领域。继脱盐反渗透后，一系列更疏松的渗透膜被开发出来，包括纳滤、超滤、微滤。　　有资料显示，在现有的各种孔径的膜中，纳滤和超滤是最有效的去除水中微生物的方法。水中的致病微生物的尺寸，病毒是20nm至数百nm，细菌是数百nm至数μm，原生动物是数μm至数十μm ，藻类是数μm至数百μm 。在各式各样的膜中，纳滤膜的孔径-1nm左右，超滤膜的孔径-数nm。但是从技术经济学的角度，李院士更加肯定了超滤膜在未来第三代处理工艺中的主导地位。“纳滤膜目前在我国尚需要进口，成本很高。超滤膜已在我国形成规模生产能力，能够为数万吨/日规模的水厂提供膜材料，且价格已降至可接受的地步。微滤膜的孔径为数百nm，不能充分截留去除病毒。我国选择超滤膜提高水的生物安全性是比较可行的。”　　在国际上，采用超滤技术作为水厂的处理工艺已经逐渐成为主流。1996年，超滤水厂总处理水量在20万m3/d，2006年的处理水量800万m3/d以上。在北美现有超滤和微滤水厂250座，总处理水量达到300万m3/d；在欧洲，已有33座1万m3/d以上的超滤水厂，英国已有100多座城市水厂，处理水量达110万m3/d；在亚洲，日本膜滤水厂的产水量达到400万m3/d，新加坡已建成27.5万m3/d的超滤。　　在国内，随着我国膜工业的发展，以前阻碍超滤膜应用的价格问题不再明显。目前市场上中空纤维超滤膜的价格是每m2过滤面积为150元,按1m2超滤膜每小时过滤0.1m3水计算，1m3/d的超滤膜价格为60元。超滤膜按使用3年计算，为更换膜每m3水只需0.057元费用。以苏州市建成的1万m3/d的超滤净水厂为例，建设费用约300元/m3/d，运行成本为0.0782元/m3，与该水厂原传统工艺大体相同。　　对于超滤膜技术在国内的前景，李院士很看好，他说：“台湾已建成30万m3/d的膜滤水厂，近年陆续建设许多中、小型超滤水厂，其中产水能力最大为2万m3/d。大型超滤水厂的建设也指日可待。”

在20世纪的最后10年，世界范围内水处理设施的拥有者开始出现了转变。（可饮用）供水开始逐渐由大规模的，政府控制运营的方式转变为私人拥有的，多个国家共同参与的事业，并且也被视为本世纪的下一个商业机会。由此，出现了对新的水处理技术以及降低水处理成本的需求。此种需求必然导致膜技术的兴起。从60年代开始，膜技术最早起源于海水淡化的反渗透膜。而后膜技术得到了非常迅速的发展，并且被广泛应用于越来越多的领域。既脱盐反渗透后，一系列更疏松的渗透膜被开发出来，包括从纳滤（疏松反渗透），到超滤（去除细菌和病毒），到微滤（去除悬浮固体）。并且任何一种应用都有其独特的，可以特殊设计的膜来满足要求。在早期大部分膜过滤采用错流过滤的形式，即液体沿与膜面水平的方向流动，这样的过滤形式可以防止“膜垢”的产生，但却仅有一小部分的液体真正能够过滤出来。因此这种过滤形式导致非常高的能耗，从而阻碍了膜在大规模水处理设施上的应用。 　　1综述 　　对于水处理，尤其是大规模的水处理设施，能耗已经成为一个非常明显的重要指标。如果膜技术要成为大规模的水处理设施的主要技术之一，就一定要降低能耗。因此，许多膜制造商开始开发低能耗的膜过滤系统，即所谓的死端过滤或半死端过滤。 　　此系统的工作原理类似咖啡过滤机，水中的固体悬浮物沉降在膜的表面。这部分固体通常被成为“污垢”，只要水中含有固体悬浮物，就必然会有“污垢”产生。为保证膜的产水量保持不变，膜过滤压力必然不断增加，因此运行一段时间后需要从与过滤相反的方向对膜进行清洗，因此有时我们也称为“半死端过滤”。沉积在膜表面的固体被清洗排出，从而膜又恢复了最初设计的性能。虽然反冲洗能够去除系统中大部分的膜污染，但有时仍然需要更有效的办法对膜进行彻底清洗。因为许多物质黏附在膜表面，仅通过机械力无法将其去除。这部分物质通常为有机物或微生物有机物，经过较长时间的运行，这部分物质会堵塞膜孔。膜的堵塞问题应该被称为“污垢”，它是运行过程不希望发生的情况。堵塞物可以溶解（对于一些小分子有机物）并通过膜，如果其对膜表面的黏附不是非常强的情况下；或者被膜截留，对于一些微生物有机物，当它们附着在膜表面后，还会进一步繁殖。这种膜污染的主要通过化学清洗去除，也是一种可逆污染。膜污染真正的问题是那些无法去除的不可逆的污染。 　　2半死端超滤技术 　　近几年发展的发展的半死端过滤技术是XIGATM的核心技术，它是根据8寸半死端过滤超滤膜组件发展起来的。XIGATM的核心技术采用8寸压力容器，这是通常反渗透的标准设计。在每个压力容器中，可以放入多个膜组件。每个膜组件为1.5米长，毛细管式膜，膜丝内径0.8或1.5mm，每个膜组的膜面积为22或35m2。膜过滤的过程分为过滤、反洗、和化学加强反洗三个步骤。 　　成功应用半死端过滤技术的关键，是将过滤、反洗、化学加强反洗三个过程合理设计，从而使最终用户获得最低的运行费用。　　因此没有必要将单位膜面积的出水率总是保持在尽可能大的水平上。因为反冲洗不必加入任何化学药剂，并且进行时间很短（通常为20～60秒）因此反冲洗的费用远远低于化学加强反洗，我们认为反冲洗是去除膜表面沉积污垢的首选方法。 　　为了更清楚的解释这个问题，表示系统运行过程中膜两端压力的变化。A段表示过滤过程，B段表示反洗过程，C短表示化学加强反洗过程（CEB）。 　　A过程进行中，对于特定的水质，需要保证的关键指标是膜通量和膜过滤压力。因此若降低反洗和化学加强反洗的频率，就将影响膜的通量。同时就将使系统的投资增加。另外一个方法是改善入水的水质，通过加药或进行化学预处理。这同样要增加投资和运行费用，因此通常要根据实际在这两种办法中进行权衡。 　　对于B过程，膜过滤压降取决于膜表面垢层的厚度，和反洗时的机械压力。反洗应尽可能充分，保证能够被反洗掉的污垢充分去除，这是推迟化学加强反洗的频率的一种有效方法。另外这个过程中也存在反洗的机械压力（如反洗水的流量）和改变垢层厚度（加入预处理）这两种方案之间的权衡的问题。 　　C过程，化学加强反洗（CEB），仅在进行了反冲洗后膜两端的过滤压降仍然达到了预定值后，或者在预先设定的较长的反洗次数以后。所使用的化学清洗剂是一些常规化学药剂的混合物，包括次氯酸钠、双氧水、次氯酸等，可以非常地容易的处理掉污垢层。 　　3．超滤技术在水处理领域中的应用 　　虽然超滤可以有很多的应用领域，但大规模的水处理通常集中在以下方面： 　　饮用水供水终端 　　地表水处理 　　海水处理 　　流体的回用 　　3．1饮用水处理 　　由于对饮用水的质量要求越来越严格，水处理公司投入越来越大的精力来控制供水管网中存在的微生物的量。为了做到这一点，因此一种方法是进行昂贵、频繁的水质检验，或者在供水终端设置防止细菌和病毒进入的屏障。 　　采用UF系统，可以非常方便的建成这样的屏障。超滤膜对细菌的去除率可以达到6log，对于病毒的去除率达到4log，因此水厂和用水者都不必在担心细菌和病毒的问题。由于饮用水的质量本身就很高（浊度和悬浮固体都非常低），因此此时的膜系统可以可以采用很高的膜通量，可以达到135升/平米.小时。同时较高的入水条件，因此反冲频率和化学加强反洗的频率都可以非常低，产水量可以达到99％。如果需要还可以设立二级超滤系统，将第一级的反洗水进一步回用。 　　3．2地表水处理 　　UF系统非常多的应用在地表水处理上，处理后的水用于灌溉或作为反渗透的入水，来制备工业用水。 　　在荷兰，出现了越来越多的这类工厂。这种技术提供了一种新型的工业用水的方式，即不必在购买越来越贵的饮用水，而是就近取用地表水处理后使用。 　　3．3海水淡化 　　中东地区是水资源缺乏最严重的地方。为了解决这个问题，最早人们通常采用蒸馏技术。从十九世纪60年代，膜技术被用于解决这些国家的缺水问题。但是，许多反渗透海水淡化系统面临着膜污染严重的问题。主要因为反渗透系统的传统的预处理方法无法提供可靠的入水水质。因此绝大多数淡化工厂，在远远低于其设计出水量的情况下工作，甚至有些工厂的出水量达不到最初设计的30％。 　　小型淡化装置的研究非常清楚的表明，超滤系统可以非常有把握的控制海水的水质，为反渗透系统提供高质量的入水。长期试验也表明，超滤系统的出水SDI值可以非常好的控制在2以下。这些测试在超滤系统前不必用任何预处理，并且适用各种海水水质。 　　3．4污水回用 　　西方国家费了很大的精力处理废水，处理后确仅仅是将其通过排水管网排到地表水源中，这种作为非常不合理。再一次，超滤因为其价格方面的优势为污水的回用提供了一种有吸引力的解决办法。 　　其实，从城市污水处理厂和工厂中排出的废水，是作为工业用水，甚至是饮用水的一种非常好的水资源。这在技术上是完全可以实现的，但西方用户确非常难以相信这种做法。与其说这是技术上的难题，不如说是一个心理的难题。但是，目前在纳米比亚的Windhoek，已经在建设一个850吨/小时的水厂，就是采用膜技术将污水处理厂的出水回用为饮用水。 　　4．结论 　　半死端超滤是一种丝毫不必怀疑的技术。它具有广泛的应用，有些用于小型的项目，但另外一些，象我们上面提到的一些项目规模很大，甚至非常大。这种技术关系到人类必须面临的一个问题，如果世界仍然按目前的速度发展的话。即可饮用水资源，它是每个人的生活的一个重要部分。发展一种技术保持饮用水资源，是维持人类生活的唯一办法，也是保证下个世纪水不会像油一样的唯一方法。

超滤膜技术在21世纪水处理领域的展望】 在20世纪的最后10年，世界范围内水处理设施的拥有者开始出现了转变。（可饮用）供水开始逐渐由大规模的，政府控制运营的方式转变为私人拥有的，多个国家共同参与的事业，并且也被视为本世纪的下一个商业机会。由此，出现了对新的水处理技术以及降低水处理成本的需求。此种需求必然导致膜技术的兴起。从60年代开始，膜技术最早起源于海水淡化的反渗透膜。而后膜技术得到了非常迅速的发展，并且被广泛应用于越来越多的领域。既脱盐反渗透后，一系列更疏松的渗透膜被开发出来，包括从纳滤（疏松反渗透），到超滤（去除细菌和病毒），到微滤（去除悬浮固体）。并且任何一种应用都有其独特的，可以特殊设计的膜来满足要求。在早期大部分膜过滤采用错流过滤的形式，即液体沿与膜面水平的方向流动，这样的过滤形式可以防止“膜垢”的产生，但却仅有一小部分的液体真正能够过滤出来。因此这种过滤形式导致非常高的能耗，从而阻碍了膜在大规模水处理设施上的应用。 1 综述 于水处理，尤其是大规模的水处理设施，能耗已经成为一个非常明显的重要指标。如果膜技术要成为大规模的水处理设施的主要技术之一，就一定要降低能耗。因此，许多膜制造商开始开发低能耗的膜过滤系统，即所谓的死端过滤或半死端过滤。 此系统的工作原理类似咖啡过滤机，水中的固体悬浮物沉降在膜的表面。这部分固体通常被成为“污垢”，只要水中含有固体悬浮物，就必然会有“污垢”产生。为保证膜的产水量保持不变，膜过滤压力必然不断增加，因此运行一段时间后需要从与过滤相反的方向对膜进行清洗，因此有时我们也称为“半死端过滤”。沉积在膜表面的固体被清洗排出，从而膜又恢复了最初设计的性能。虽然反冲洗能够去除系统中大部分的膜污染，但有时仍然需要更有效的办法对膜进行彻底清洗。因为许多物质黏附在膜表面，仅通过机械力无法将其去除。这部分物质通常为有机物或微生物有机物，经过较长时间的运行，这部分物质会堵塞膜孔。膜的堵塞问题应该被称为“污垢”，它是运行过程不希望发生的情况。堵塞物可以溶解（对于一些小分子有机物）并通过膜，如果其对膜表面的黏附不是非常强的情况下；或者被膜截留，对于一些微生物有机物，当它们附着在膜表面后，还会进一步繁殖。这种膜污染的主要通过化学清洗去除，也是一种可逆污染。膜污染真正的问题是那些无法去除的不可逆的污染。 2 半死端超滤技术 近几年发展的发展的半死端过滤技术是XIGATM的核心技术，它是根据8寸半死端过滤超滤膜组件发展起来的。XIGATM的核心技术采用8寸压力容器，这是通常反渗透的标准设计。在每个压力容器中，可以放入多个膜组件。每个膜组件为1.5米长，毛细管式膜，膜丝内径0.8或1.5mm，每个膜组的膜面积为22或35m2。膜过滤的过程分为过滤、反洗、和化学加强反洗三个步骤。 成功应用半死端过滤技术的关键，是将过滤、反洗、化学加强反洗三个过程合理设计，从而使最终用户获得最低的运行费用。因此没有必要将单位膜面积的出水率总是保持在尽可能大的水平上。因为反冲洗不必加入任何化学药剂，并且进行时间很短（通常为20～60秒）因此反冲洗的费用远远低于化学加强反洗，我们认为反冲洗是去除膜表面沉积污垢的首选方法。 为了更清楚的解释这个问题，下图表示系统运行过程中膜两端压力的变化。图中A段表示过滤过程，B段表示反洗过程，C短表示化学加强反洗过程（CEB）。 A过程进行中，对于特定的水质，需要保证的关键指标是膜通量和膜过滤压力。因此若降低反洗和化学加强反洗的频率，就将影响膜的通量。同时就将使系统的投资增加。另外一个方法是改善入水的水质，通过加药或进行化学预处理。这同样要增加投资和运行费用，因此通常要根据实际在这两种办法中进行权衡。 对于B过程，膜过滤压降取决于膜表面垢层的厚度，和反洗时的机械压力。反洗应尽可能充分，保证能够被反洗掉的污垢充分去除，这是推迟化学加强反洗的频率的一种有效方法。另外这个过程中也存在反洗的机械压力（如反洗水的流量）和改变垢层厚度（加入预处理）这两种方案之间的权衡的问题。 C过程，化学加强反洗（CEB），仅在进行了反冲洗后膜两端的过滤压降仍然达到了预定值后，或者在预先设定的较长的反洗次数以后。所使用的化学清洗剂是一些常规化学药剂的混合物，包括次氯酸钠、双氧水、次氯酸等，可以非常地容易的处理掉污垢层。 3． 超滤技术在水处理领域中的应用 虽然超滤可以有很多的应用领域，但大规模的水处理通常集中在以下方面： 饮用水供水终端 地表水处理 海水处理 流体的回用 3．1饮用水处理 由于对饮用水的质量要求越来越严格，水处理公司投入越来越大的精力来控制供水管网中存在的微生物的量。为了做到这一点，因此一种方法是进行昂贵、频繁的水质检验，或者在供水终端设置防止细菌和病毒进入的屏障。 采用UF系统，可以非常方便的建成这样的屏障。超滤膜对细菌的去除率可以达到6log，对于病毒的去除率达到4log，因此水厂和用水者都不必在担心细菌和病毒的问题。由于饮用水的质量本身就很高（浊度和悬浮固体都非常低），因此此时的膜系统可以可以采用很高的膜通量，可以达到135升/平米.小时。同时较高的入水条件，因此反冲频率和化学加强反洗的频率都可以非常低，产水量可以达到99％。如果需要还可以设立二级超滤系统，将第一级的反洗水进一步回用。 3．2地表水处理 UF系统非常多的应用在地表水处理上，处理后的水用于灌溉或作为反渗透的入水，来制备工业用水。 在荷兰，出现了越来越多的这类工厂。这种技术提供了一种新型的工业用水的方式，即不必在购买越来越贵的饮用水，而是就近取用地表水处理后使用。 3．3海水淡化 中东地区是水资源缺乏最严重的地方。为了解决这个问题，最早人们通常采用蒸馏技术。从十九世纪60年代，膜技术被用于解决这些国家的缺水问题。但是，许多反渗透海水淡化系统面临着膜污染严重的问题。主要因为反渗透系统的传统的预处理方法无法提供可靠的入水水质。因此绝大多数淡化工厂，在远远低于其设计出水量的情况下工作，甚至有些工厂的出水量达不到最初设计的30％。 小型淡化装置的研究非常清楚的表明，超滤系统可以非常有把握的控制海水的水质，为反渗透系统提供高质量的入水。长期试验也表明，超滤系统的出水SDI值可以非常好的控制在2以下。这些测试在超滤系统前不必用任何预处理，并且适用各种海水水质。 3．4污水回用 西方国家费了很大的精力处理废水，处理后确仅仅是将其通过排水管网排到地表水源中，这种作为非常不合理。再一次，超滤因为其价格方面的优势为污水的回用提供了一种有吸引力的解决办法。 其实，从城市污水处理厂和工厂中排出的废水，是作为工业用水，甚至是饮用水的一种非常好的水资源。这在技术上是完全可以实现的，但西方用户确非常难以相信这种做法。与其说这是技术上的难题，不如说是一个心理的难题。但是，目前在纳米比亚的Windhoek，已经在建设一个850吨/小时的水厂，就是采用膜技术将污水处理厂的出水回用为饮用水。 4．结论 半死端超滤是一种丝毫不必怀疑的技术。它具有广泛的应用，有些用于小型的项目，但另外一些，象我们上面提到的一些项目规模很大，甚至非常大。这种技术关系到人类必须面临的一个问题，如果世界仍然按目前的速度发展的话。即可饮用水资源，它是每个人的生活的一个重要部分。发展一种技术保持饮用水资源，是维持人类生活的唯一办法，也是保证下个世纪水不会像油一样的唯一方法。 文本来自http://sc-woter.com

超滤膜的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，因而实现对原液的的净化、分离和浓缩的目的。超滤膜过滤原理图原液一般指需要净化、分离或浓缩的溶液，透过液指原液中透过超滤膜而被滤除大分子溶质的那部分液体，浓缩液则是原液中因分离出透过液而剩余的高浓度溶液。在净化水工程中，原液是指原水进水，透过液即为净化水，浓缩液则是排放的废水。内压式和外压式中空纤维超滤膜：一个中空纤维超滤膜组件主要是由成百到上千根细小的中空纤维丝和膜外壳两部分组成，一般将中空纤维膜内径在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。按进水方式的不同，中空纤维超滤膜又分为内压式和外压式两种：内压式：即原液先进入中空丝内部，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，浓缩液则留在中空丝的内部，由另一端流出，其中环氧树脂端封的作用是在中空纤维膜丝的端头密封住膜丝之间的间隙，从而使原液与透过液分离，防止原液不经过膜丝过滤而直接渗入到透过液中。外压式中空纤维超滤膜则是原液经压力差沿径向由外向内渗透过中空纤维成为透过液，而截留的物质则汇集在中空丝的外部，外压式中空纤维超滤膜全量过滤和错流过滤方式：中空纤维超滤膜的过滤方式主要分为全量过滤和错流过滤两种：全量过滤方式是指原液中的水分子全部渗透过超滤膜，没有浓缩液流出，而错流过滤方式则是在过滤的过程中有一部分的浓缩液体从超滤膜的另一端排掉。超滤的过滤孔径：从表一中可以看出，在膜法分离技术中膜的微孔径在20*10-10m~1000*1-10m之间的过滤膜称为超滤膜，即0.002-0.1um之间，而一般胶体体积均≥0.1um，乳胶≥0.5um，大肠菌、葡萄球菌等细菌体积≥0.2um，悬浮物、微粒子等体积≥5um，因此超滤膜可以过滤出溶液中的细菌、胶体、悬浮物、蛋白质等大分子物质。超滤膜分离技术的特点超滤膜的分离过程具有以下几个显著特点： 在常温和低压下进行分离，因而能耗低，从而使设备的运行费用低。、设备体积小、结构简单，故投资费用低。超滤分离过程只是简单的加压输送液体，工艺流程简单，易于操作管理。、超滤膜是由高分子材料制成的均匀连续体，纯物理方法过滤，物质在分离过程中不发生质的变化，并且在使用过程中不会有任何杂质脱落，保证超滤液的纯净。以上特点决定了超滤膜的应用非常广泛，从普通家用饮水的净化到工业水处理都有大规模的应用，因而超滤膜分离技术作为国家火炬计划重点支持的六大高新技术之一，具有广阔的发展前景。

超滤及超滤在水处理中的应用 超滤是一种膜分离过程。超滤利用一种压力活性膜，在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质,而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。由于超滤膜的截留孔径极小，一般不用长度单位来表示，而用可通过膜孔的物质的分子量来表达。 超滤膜的截留分子量一般为1，000，000到1，000。当被处理液体借助于外界压力的作用以一定的流速通过膜表面时，水分子和分子量较小的溶质透过膜，而大于膜孔的微粒、大分子物质等由于筛分作用被截留，从而使处理液体得到分离或纯化。 超滤是一种相对过滤，通常用于水处理技术的超滤装置有两大应用：前端处理去除水中的胶体、有机物和颗粒；后端处理去热源、内毒素及各种生物酶。 在超滤过程中，由于被截留的杂质在膜表面上不断积累，会产生浓差极化现象，当膜面溶质浓度达到某一极限时即生成凝胶层，使膜的透水量急剧下降，这使得超滤的应用受到一定程度的限制。为此，需要对超滤装置的流道工艺进行设计并定期予以清洗以控制浓差极化现象。　　水处理系统中的超滤装置具有结构简单、操作方便、占地小、投资省、纯化效率高等优点，现已被广泛应用于各类大、中型水处理系统及小型纯水装置。

超过滤(简称超滤)和微孔过滤(简称微滤)也是以压力差为推动力的膜分离过程，一般用于液相分离，也可用于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]分离，比如空气中细菌与微粒的去除。超滤所用的膜为非对称膜，其表面活性分离层平均孔径约为10一200A，能够截留分子量为500以上的大分子与胶体微粒，所用操作压差在0.1—0.5MPa。原料液在压差作用下，其中溶剂透过膜上的微孔流到膜的低限侧，为透过液，大分子物质或胶体微粒被膜截留，不能透过膜，从而实现原料液中大分子物质与胶体物质和溶剂的分离。超滤膜对大分子物质的截留机理主要是筛分作用，决定截留效果的主要是膜的表面活性层上孔的大小与形状。除了筛分作用外，膜表面、微孔内的吸附和粒子在膜孔中的滞留也使大分子被截留。实践证明，有的情况下，膜表面的物化性质对超滤分离有重要影响，因为超滤处理的是大分子溶液，溶液的渗透压对过程有影响。从这一意义上说，它与反渗透类似。但是，由于溶质分子量大、渗透压低，可以不考虑渗透压的影响。微滤所用的膜为微孔膜，平均孔径0.02—10 ，能够截留直径0.05—10 的微粒或分子量大于100万的高分子物质，操作压差一般为0.01～0.2MPa。原料液在压差作用下，其中水(溶剂)透过膜上的微孔流到膜的低压侧，为透过液，大于膜孔的微粒被截留，从而实现原料液中的微粒与溶剂的分离。微滤过程对微粒的截留机理是筛分作用，决定膜的分离效果是膜的物理结构，孔的形状和大小。超滤膜一般为非对称膜，其制造方法与反渗透法类似。超滤膜的活性分离层上有无数不规则的小孔，且孔径大小不一，很难确定其孔径，也很难用孔径去判断其分离能力，故超滤膜的分离能力均用截留分子量来予以表述。定义能截留90％的物质的分子量为膜的截留分子量。工业产品一般均是用截留分子量方法表示其产品的分离能力，但用截留分子量表示膜性能亦不是完美的方法，因为除了分子大小以外，分子的结构形状，刚性等对截留性能也有影响，显然当分子量一定，刚性分子较之易变形的分子，球形和有侧链的分子较之线性分子有更大的截留率。目前用作超滤膜的材料主要有聚砜、聚砜酰胺、聚丙烯氰、聚偏氟乙烯、醋酸纤维素等。微滤膜一般均为均匀的多孔膜，孔径较大，可用多种方法测定，可直接用测得的孔径来表示其膜孔的大小。超滤、微滤和反渗透均是以压差作为推动力的膜分离过程，它们组成了可以分离溶液中的离子、分子、固体微粒的这样一个三级分离过程，其分工及范围见图10—14。根据所要分离物质的不同，选用不同的方法。但也需说明，这三种分离方法之间的分界并不十分严格。下表列出超滤、微滤和反渗透过程的原理和操作性能，以资比较。 过程与操作 与反渗透过程相似，微滤、超滤过程也必须克服浓差极化和膜孔堵塞带来的影响。一般而言，超滤和微滤的膜孔堵塞问题十分严重，往往需要高压反冲技术予以再生。因此在设计微滤、超滤过程时，除象设计反渗透过程一样，注意膜面流速的选择，料液的湍动、预处理以及膜的清洗等因素以外，尚需特别注意对膜的反冲洗以恢复膜的通量。由于超滤过程膜通量远高于反渗透过程，因此其浓差极化更为明显，很容易在膜面形成一层凝胶层，此后膜通量将不再随压差增加而升高，这一渗透量称之为临界渗透通量。对于一定浓度的某种溶液而言，压差达到一定值后渗透通量达到临界值，所以实际操作应选在接近临界渗透通量附近操作，此时压差一般在0.4—0.6MPa，过高的压力不仅无益而且有害。超滤过程操作一般均呈错流，即料液与膜面平行流动，料液流速影响着膜面边界层的厚度，提高膜面流速有利于降低浓差极化影响，提高过滤通量，这与反渗透过程机理是类似的。微滤过程以前大都采用折褶筒过滤，属终端过滤，对于固相含量高的料液无法处理，近年来发展起来的错流微滤技术的过滤过程类似于反渗透和超滤，设计时可以借鉴。微滤、超滤过程的操作压力、温度以及料液预处理、膜清洗过程的原理与反渗透极为相似，但其操作过程亦有自己的特点。 超滤过程流程与反渗透类似，采用错流操作，常用的操作模式有三种。⑴、单段间歇操作：如图10—15所示，在超滤过程中，为了减轻浓差极化的影响，膜组件必需保持较高的料液流速，但膜的渗透通量较小，所以料液必需在膜组件中循环多次才能使料液浓缩到要求的程度，这是工业过滤装置最基本的特征。图示两种回路的区别在于闭式回路中料液从膜组件出来后不进料液槽而直接流至循环泵人口，这样输送大量循环液所需能量仅仅是克服料液流动系统的能量损失，而开式回路中的循环泵除了需提供料液流动系统的能量损失外，还必需提供超滤所需的推动力即压差，所以闭式回路的能耗低。间歇操作适用于实验室或小规模间歇生产产品的处理。⑵、单段连续操作：如图10—16所示，与间歇操作相比，其特点是超滤过程始终处于接近浓缩液的浓度下进行，因此渗透量与截留率均较低，为了克服此缺点，可采用多段连续操作。⑶、多段连续操作：如图10—17所示，各段循环液的浓度依次升高，最后一段引出浓缩液，因此前面几段中料液可以在较低的浓度下操作。这种连续多段操作适用于大规模工业生产。应用 1)、超滤的应用超滤技术广泛用于微粒的脱除，包括细菌、病毒、热源和其它异物的除去，在食品工业、电子工业、水处理工程、医药、化工等领域已经获得广泛的应用，并在快速发展着。在水处理领域中，超滤技术可以除去水中的细菌、病毒、热源和其它胶体物质，因此用于制取电子工业超纯水、医药工业中的注射剂、各种工业用水的净化以及饮用水的净化。在食品工业中，乳制品、果汁、酒、调味品等生产中逐步采用超滤技术，如牛奶或乳清中蛋白和低分子量的乳糖与水的分离，果汁澄清和去菌消毒，酒中有色蛋白、多糖及其它胶体杂质的去除等，酱油、醋中细菌的脱除，较传统方法显示出经济、可靠、保证质量等优点。在医药和生物化工生产中，常需要对热敏性物质进行分离提纯，超滤技术对此显示其突出的优点。用超滤来分离浓缩生物活性物(如酶、病毒、核酸、特殊蛋白等)是相当合适的从动、植物中提取的药物(如生物碱、荷尔蒙等)，其提取液中常有大分子或固体物质，很多情况下可以用超滤来分离，使产品质量得到提高。在废水处理领域，超滤技术用于电镀过程淋洗水的处理是成功的例子之一。在汽车和家具等金属制品的生产过程中，用电泳法将涂料沉积到金属表面上后，必需用清水将产品上吸着的电镀液洗掉。洗涤得到含涂料1～2％的淋洗废水，用超滤装置分离出清水，涂料得到浓缩后可以重新用于电涂，所得清水也可以直接用于清洗，即可实现水的循环使用。目前国内外大多数汽车工厂使用此法处理电涂淋洗水。超滤技术也可用于纺织厂废水处理。纺织厂退浆液中含有聚乙烯醇(PVA)，用超滤装置回收PVA，清水回收使用，而浓缩后的PVA浓缩液可重新上浆使用。随着新型膜材料(功能高分子、无机材料)的开发，膜的耐温、耐压、耐溶剂性能得以大幅度提高，超滤技术在石油化工、化学工业以及更多的领域应用将更为广泛。2)、微滤的应用微滤主要用于除去溶液中大于0.05 左右的超细粒子，其应用十分广泛，在目前膜过程面业销售额中占首位。在水的精制过程中，微滤技术可以除去细菌和固体杂质，可用于医药、饮料用水的生产。在电子工业超纯水制备中，微滤可用于超滤和反渗透过程的预处理和产品的终端保安过滤。微滤技术亦可用于啤酒、黄酒等各种酒类的过滤，以除去其中的酵母、霉菌和其它微生物，使产品澄清，并延长存放期。微滤技术在药物除菌、生物检测等领域也有广泛的应用。

原有磨样设备老旧，样品数量增多，准备后入两台磨样机，一台砂轮磨生铁样品，一台砂带或砂纸磨钢样。样品较多帮忙推荐两台自动或半自动的设备。

超滤是一种膜分离过程。超滤利用一种压力活性膜，在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质,而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。由于超滤膜的截留孔径极小，一般不用长度单位来表示，而用可通过膜孔的物质的分子量来表达。 超滤膜的截留分子量一般为1，000，000到1，000。当被处理液体借助于外界压力的作用以一定的流速通过膜表面时，水分子和分子量较小的溶质透过膜，而大于膜孔的微粒、大分子物质等由于筛分作用被截留，从而使处理液体得到分离或纯化。 超滤是一种相对过滤，通常用于水处理技术的超滤装置有两大应用：前端处理去除水中的胶体、有机物和颗粒；后端处理去热源、内毒素及各种生物酶。 在超滤过程中，由于被截留的杂质在膜表面上不断积累，会产生浓差极化现象，当膜面溶质浓度达到某一极限时即生成凝胶层，使膜的透水量急剧下降，这使得超滤的应用受到一定程度的限制。为此，需要对超滤装置的流道工艺进行设计并定期予以清洗以控制浓差极化现象。　　水处理系统中的超滤装置具有结构简单、操作方便、占地小、投资省、纯化效率高等优点，现已被广泛应用于各类大、中型水处理系统及小型纯水装置。

超滤膜包的选择在选择超滤膜包上，大家往往存在一个误区，比如目标蛋白为100kD的蛋白要做浓缩，就以为要选择100kD的膜。殊不知，膜并不是一个刚性的筛子，并不是标定100kD的膜包，就表示所有大于100kD的蛋白就全部被截留，小于100kD的蛋白就全部被透过。膜孔径的大小，是按照其所截留的葡聚糖大小来定的。举个例子，如果一个膜对100kD的葡聚糖的截留率达到90%，那就定义这个膜是100kD。有人会说，这样的截留率也是可以接受的呀。让我们仔细考虑一下，切向流超滤系统是一个不断循环的过程，循环1次是90%，循环2次是90%×90%=81%，循环3次是90%×90%×90%=72.9%，循环4次……由此可以预见，循环的次数越多，损失的样品就越多。如果要提高截留率，使用的膜包孔径就要比目标物小，通常要使截留率在99%以上的话，选择的孔径要比目标物小3-5倍。反之，如果是澄清过滤，即让目标物透过膜，就要选择比目标物大3-5倍的膜包。除了孔径的选择，我们还要考虑膜包的材质。孔径在1kD-1000kD的超滤膜包，材质有两种：聚醚砜和再生纤维素；孔径在1μm以上的微滤膜包，材质为PVDF。聚醚砜材质蛋白吸附低，耐强酸强碱（pH1-14）,不耐受有机溶剂；再生纤维素蛋白吸附极低，耐受有机溶剂，不耐受强酸强碱（pH2-13）。需要根据料液性质、清洗条件、蛋白浓度及产品附加值等多重条件选择合适的膜包。大家在选择膜包时，尽可能选择二代及二代以上的无缺陷膜包。因为一代膜包的过滤层薄，支撑层结构单薄不致密，在停泵出现反压时，很容易冲破过滤层，造成膜的损坏。尤其要提到的是，如果在工艺中既需要耐受有机溶剂，又需要用强酸强碱清洗，可以选择三代复合再生纤维素材质的膜包。在选择膜面积的时候，通常处理量在15-1000ml的可以选择50平方厘米膜包，100ml至10L，可以选择0.1平米膜包，2L或更大，可以选择0.5平米膜包。具体选哪种要根据所需处理时间及料液情况而定。希望以上的这些经验之谈能对大家有所帮助。

[img]http://bbs.instrument.com.cn/images/affix.gif[/img][url=http://bbs.instrument.com.cn/download.asp?ID=196198]超滤反渗透系统培训-靖远第二发电有限公司节水工程.PDF[/url]只为共享，大家善用。

超滤膜使用注意事项 1. 不要用手直接拿超滤膜，应用平头镊子小心夹取超滤膜的边缘。2. 在 4℃，10%-20%的乙醇中保存，不要冰冻。3. 使用过的超滤膜应进行再生处理（放在培养皿中，在脱色摇床上进行），具体方案如下:(1) 蒸馏水漂洗2分钟。(2) 用0.1 mol/L NaOH漂洗10分钟。(3) 用蒸馏水漂洗以除去NaOH。(4) 70%乙醇浸泡5分钟。(5) 用蒸馏水漂洗2分钟，再保存于10%-20%的乙醇中。1. 光面向上。2. 应避免超滤pH小于3.0或pH大于13的溶液。3. 不能与下列溶液混用：（1） 胺（2） 大于10%的磷酸溶液。（3） 大于0.5%的酚溶液。（4） 大于0.01 mol/L的盐酸。

本人想用超滤膜对蛋白质酶解液处理，从而获得分子量小于1000的寡肽。有用过或知道该超滤膜联系方式的请告诉我好吗？谢谢～～邮箱：qqxlily0565@163.com

【题名】：PAN膜超滤净水试验研究【期刊】：【年、卷、期、起止页码】：【全文链接】：https://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10532-2005124130.htm

我们公司近期要买定氮仪，有人介绍Foss的半自动定氮仪，有哪位用过，怎么样，价钱如何？多谢了。

超滤装置是在一个密闭的容器中进行，以压缩空气为动力，推动容器内的活塞前进，使样液形成内压，容器底部设有坚固的膜板。小于膜板孔径直径的小分子，受压力的作用被挤出膜板外，大分子被截留在膜板之上。超滤开始时，由于溶质分子均匀地分布在溶液中，超滤的速度比较快。但是，随着小分子的不断排出，大分子被截留堆积在膜表面，浓度越来越高，自下而上形成浓度梯度，这日才超滤速度就会逐渐减慢，这种现象称为浓度极化现象。为了克服浓度极化现象，增加流速，设计了几种超滤装置：1. 无搅拌式超滤这种装置比较简单，只是在密闭的容器中施加一定压力，使小分子和溶剂分子挤压出膜外，无搅拌装置浓度极化较为严重，只适合于浓度较稀的小量超滤。2. 搅拌式超滤搅拌式超滤是将超滤装置位于电磁搅拌器之上，超滤容器内放人一支磁棒。在超滤时向容器内施加压力的同时开动磁力搅拌器，小分子溶质和溶剂分子被排出膜外，大分子向滤膜表面堆积时，被电磁搅拌器分散到溶液中。这种方法不容易产生浓度极化现象，提高了超滤的速度。3. 中空纤维超滤由于膜板式超滤装置，截留面积有限，中空纤维超滤是在一支空心柱内装有许多的，中空纤维毛细管，两端相通，管的内径一般在0.2mm左右，有效面积可以达到1平方厘米，每一根纤维毛细管像一个微型透析袋，极大地增大了渗透的表面积，提高了超滤的速度。

【题名】：超滤膜直接过滤浑浊水的试验【期刊】：【年、卷、期、起止页码】：【全文链接】：https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZSJS201004014.htm

全自动顶空进样与半自动顶空进样各自的优点和缺点是什么？哪位大侠指导一下？

我想求助一下为什么我经0.45μm过滤后测得的水样TOC总值比我用超滤杯过滤100K的膜的值还要小，不是应该比总TOC更小吗?其他小于100K的逐级过滤TOC都逐级变小，这个已经是第二次测定了。希望大家可以帮我分析一下。

半自动萃取仪哪家的比较好？

[font=arial, helvetica, sans-serif]2024年3月19日半导体制造业提供温度管理解决方案的领导者ERS electronic推出了Luminex 产品线的首台机器，该机器采用尖端的光学拆键合技术，适用于最大600 x 600 毫米的面板和不同尺寸的晶圆。[/font][align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202403/uepic/392250f9-7677-4a68-b452-31bbf27884a3.jpg[/img][/align][font=arial, helvetica, sans-serif]光学拆键合是一种无外力的拆键合方法：通过使用精准可控的闪光灯将载体与基板分离。光学拆键合工艺的关键部件是带有光吸收层（CLAL）的玻璃载板，它能将灯的光能转化为热能，从而顺利实现分离。有了 CLAL，就不再需要对载板进行涂层和清洁，从而减少了工艺步骤以及相关复杂程序和成本，与传统的激光拆键合相比，可为用户节省高达 30% 的运营成本。[/font][font=arial, helvetica, sans-serif]ERS 半自动设备属于 Luminex 产品系列的第一台设备。目前，ERS 正在开发用于 300 毫米晶圆的全自动设备，该设备将于本年第二季度末发布。作为综合产品线的一部分，公司将提供带有多个模块化附加组件的自动设备，进一步提高产品质量和产量。[/font][font=arial, helvetica, sans-serif]"ERS公司副总裁兼APEqS业务部负责人Debbie-Claire Sanchez表示："光学拆键合是半导体制造领域的一次重大飞跃。" Luminex 生产线的第一台机器是从事先进封装开发或新产品引进的研发团队的绝佳跳板，在此也诚邀各公司将样品寄给ERS进行测试。"[/font][font=arial, helvetica, sans-serif]从四月份开始，这台半自动设备将分别配备在 ERS 中国上海和德国的实验室，用于测试客户的晶圆和面板样品以及样品演示。[/font][font=arial, helvetica, sans-serif]关于ERS：[/font][font=arial, helvetica, sans-serif]ERS electronic GmbH位于慕尼黑郊区的Germering，50多年来一直为半导体行业提供创新的温度管理解决方案。该公司以其快速、精确的基于空气冷却的温度卡盘系统赢得了卓越的声誉，其测试温度范围为 -65 °C 至 +550 °C，适用于分析、参数相关和制造针测。2008 年，ERS 将其专业技术扩展到先进封装市场。如今，在全球大多数半导体制造商和OSAT的生产车间都能看到他们的全自动、手动拆键合和翘曲矫正系统。公司在解决扇出晶圆级封装制造过程中出现的复杂翘曲问题方面的能力得到了业界的广泛认可。[/font][font=arial, helvetica, sans-serif]消息来源：ERS electronic GmbH[/font][来源：仪器信息网][align=right][/align]

【题名】：超滤膜直接制取饮用水的试验研究【期刊】：【年、卷、期、起止页码】：【全文链接】：https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-STSC200907021.htm

半自动定氮仪是指不具备蒸馏吸收过程中的全自动操作，需要有人看守，但是具有自动加水，自动停水，自动水位控制等功能的定氮仪。该设备是专门用于检测种子、乳制品、饮料、饲料、土壤及其他农副产品中氮含量的专用仪器。 半自动定氮仪使用注意事项如下： 1、在自动工作之前务必使整个酸管充满酸，不得有较大气泡存在。 2、开机或每次复位前确定滴酸管是否插入接收杯。 3、半自动定氮仪应放在通风处，有良好的散热条件，最好不要日晒。 4、不得使消煮管内液面高度超过该试管的三分之一。 5、自动工作过程中，请勿将接收杯观察口打开。 6、安全门内的样品室，每次测定完样品关机后应将半自动定氮仪擦洗干净，不能长期积有碱液存在。 7、碱液桶，硼酸混合吸收液桶，盐酸液桶，应定期清理、清洗、查漏。 8、消化时间要掌握好，时间过长会引起氨的损失；消化时间不够，消化不完全也会导致总氮量偏低。 9、长期使用半自动定氮仪一段时间后，在蒸汽发生器玻壳壁及加热器上结有水垢，可从发生器顶部的一个塞口处注入少量除垢剂或冰醋酸洗净，打开机箱左下侧排水阀门把水排净，并加清水净洗（下一次使用时，可先空蒸一段时间）。

我公司想买一台显微镜用于清洁度检测,看了徕卡用于清洁度检测的用的是半自动的LEICA DM4000M显微镜，想知道半自动的显微镜与全自动的显微镜有什么区别，徕卡全自动的显微镜好像只有LEICA DM6000M，不知哪位能解释一下，最好能详细一些。

【题名】：超滤膜对水中颗粒物的去除效果研究【期刊】：【年、卷、期、起止页码】：【全文链接】：https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JZJS2011S1004.htm