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產品簡介

超濾膜是一種用于超濾過程能將一定大小的高分子膠體或懸浮顆粒從溶液中分離出來的高分子半透膜。[2]

以壓力為驅動力，膜孔徑為1～100nm，屬非對稱性膜類型?？酌芏燃s10/cm，操作壓力差為100～1000kPa，適用于脫除膠體級微粒和大分子，能分離濃度小于10%的溶液。 [3]

結構

這種高分子聚合膜具有不對稱的微孔結構，分為兩層：上層為功能層，具有致密微孔和攔截大分子的功能，其孔徑為1～20nm；下層具有大通孔結構的支撐層，起增大膜強度的作用。

功能層較薄，透水通量大。一般先制成管式、板面式、卷式、毛細管式等各種型的組件，然后組裝多個組件在一起應用，以增大過濾面積。膜的超濾過程在本質上是機械篩濾過程，膜表面孔隙的大小是最主要的控制因素。超過濾膜能分離的溶質（高分子或溶體）為1～30nm大小的分子，它排斥的物質除膜的特性外，還與物質分子的形狀、大小、柔度及操作條件等有關。早期的超濾膜用玻璃紙、硝酸纖維膜等。 [2]

制作材料

通常由各種高分子材料制成，如醋酸纖維素類、醋酸纖維素酯類、聚乙烯類、聚砜類、聚酰胺類以及芳香族聚合物類等。 [2]

應用領域

超濾膜已廣泛用于工業廢水和工藝水的深度處理，如化工、食品和醫藥工業中大分子物質的濃縮、純化和分離，生物溶液的除菌，印染廢水中染料的分離，石油化工廢水中回收甘油，照相化學廢水中回收銀以及超純水的制備等。此外，還可用于污泥濃縮脫水等。 [2]

性能表征

性能用純水透水率平方米·小時和截留分子量和截留百分率表示。純水透過率越大越好，截留率一般要求>99%。高質量的超濾膜孔密度很大，孔徑分布很窄。 [4]

結構分類

按結構分有非對稱膜和對稱膜兩種。前者具有較密致表層，表層厚度為0.1微米或更小，并具有有序排列微孔，底層厚度為200～250微米， 屬于表層過濾; 后者為各間同性，沒有皮層，孔隙都是一樣的，屬深層過濾。工業用為非對稱膜，其組件形式有中空纖維式、板式、板框式、管式等。成膜材料有纖維素、醋酸纖維素、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚砜、聚偏氯乙烯、聚丙烯腈、改性丙烯酸聚合物、交鏈的聚乙烯醇、磺化聚砜及聚砜酰胺等。是一種新型的化工單元操作，廣泛應用于分離、濃縮、純化各種生物制劑、藥品和食品工業、血液處理、廢水處理以及超純水制備時的終端處理裝置。 [4]

1超濾技術

超濾（ultrafiltration，UF）技術是介于微濾和納濾之間的一種膜分離技術，平均孔徑為3~100 nm，具有凈化、分離、濃縮溶液等功能。其截留機理主要包括膜的篩分作用和靜電作用，過濾介質為超濾膜，在兩側壓力差的驅動下，只有低分子量溶質和水能夠通過超濾膜，從而達到凈化、分離、濃縮的目的。超濾膜技術應用范圍廣泛，最早使用的超濾膜是天然的動物臟器薄膜，最初的超濾一直作為一項實驗工作而沒有得到發展，直到 20 世紀70 年代，超濾技術才進入工業應用的快速發展階段。目前（2018年），超濾膜材料已從醋酸纖維素（CA）擴大到聚苯乙烯（PS）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚碳酸酯（PC）、聚丙烯腈（PAN）、聚醚砜（PES）和尼龍（PA）等，截留分子量從 103發展至 106。由于超濾具有設備簡單 、占地面積小、相態不變、操作壓力低、材料要求低、設備簡單等特點，其應用范圍也從研究領域迅速延伸至實際應用領域，如電子、醫藥、電泳漆、飲料、食品化工、醫療和廢水處理及回收利用等。 [5]

2水處理應用

飲用水處理

隨著經濟社會的發展，水環境污染加劇，水源水質惡化，水中的污染物尤其是有機污染物越來越多。而傳統的飲用水處理方法僅對一般的有機污染物起作用，對“兩蟲”、藻類的去除效果不佳，且消毒容易產生副產物。

新一代飲用水凈化工藝應在提高處理效率、優化效果的同時，強調過程中無毒害物產生，能夠提高資源和能源利用率，減輕污染負荷，改善環境質量。超濾技術能滿足新一代飲用水凈化工藝要求，去除飲用水中的“兩蟲”、病毒、細菌、藻類、水生生物，保障飲用水的安全性，已廣泛應用于美國、日本等發達國家的城市水廠。

超濾膜可截留水中絕大部分懸浮物、膠體，但無法去除溶解性小分子物質，阻礙超濾技術在飲用水處理中的應用。目前（2018年），國內外諸多學者研究發現，粉末活性炭（PAC）+超濾聯用系統可將溶解的小分子污染物質轉變為顆粒狀態，從而被超濾工藝去除。 [5] 

生活污水和工業廢水處理

水資源越來越缺乏，生活污水和工業廢水的循環利用備受關注。有學者采用超濾反滲透處理城市二級生活污水處理廠出水，研究發現超濾反滲透對處理后出水的總磷、總氮、總溶解固體、化學需氧量、氯離子的處理效率分別為 95%、95%、99%、90%、97%以上，滿足《城市污水再生利用景觀環境用水水質標準》（GB/T 18921—2002），可用于景觀用水；除氮指標外，絕大部分指標滿足飲用水水源標準。 [5]

其他污水處理

超濾膜技術還應用于電廠循環排污水的處理、礦區冷卻循環排污水的處理、紙漿和造紙漂白廢水的處理和鋼鐵企業排污水等工業廢水的處理。 [5]

3食品應用

超濾膜技術在食品方面的應用主要是果汁的濃縮、澄清、啤酒生產和營養成分的提取等]。有學者采用超濾技術及褐變控制生產出澄清的香蕉汁。研究發現，南瓜汁經過微濾后，選用截留相對分子質量5萬的聚砜卷式超濾膜，在操作壓力0.3MPa，最適溫度35℃時進行全回流超濾試驗，膜通量至少可達到30.23L/（m2·h），且得到澄清透明的南瓜汁飲料。此外，許多學者采用超濾技術提取橙皮苷、蛋白質、多糖、三聚氰胺等物質。

超濾膜技術除了應用于成分的提取外，還可用于滅菌。有學者將超濾技術應用于醬油的滅菌、澄清中，提高了產品品質，延長了保質期。 [5]

4制藥應用

藥物分離

超濾技術可用于藥物的分離精制、除熱原、滅菌等，尤其是在抗生素及維生素的分離提取方面。有學者提出的超濾/萃取法從根本上解決了抗生素萃取過程的乳化問題，提高了萃取收率和產品質量。

目前（2018年），生產過程中常利用活性炭吸附去除人參皂苷注射液制備過程中熱原，該方法具有總皂苷損失量大、生產成本高等缺點。而采用超濾法去除人參皂苷注射液制備過程中熱原，即可有效去除熱原，又可減少人參總皂苷的損失，具有簡便、可靠、效果好等優點。利用超濾技術去除狂犬病疫苗生產過程中產生的細菌內毒素，抗原損失較少，并且富集了樣品，能夠滿足疫苗生產的要求。 [5]