微濾

微濾

微濾又稱微孔過濾,屬於精密過濾。微濾能夠過濾掉溶液中的微米級或納米級的微粒和細菌。 微濾廣泛套用於微電子行業超純水的終端過濾,各種工業給水的預處理和飲用水的處理等,也是在生物醫學、尖端科技中檢測微細雜質、進行科學實驗的一個重要工具。微濾又稱微孔過濾,它屬於精密過濾,截留溶液中的砂礫、淤泥、黏土等顆粒和賈第蟲、隱抱子蟲、藻類和一些細菌等,而大量溶劑、小分子及少量大分子溶質都能透過膜的分離過程。微濾能截留0.1~1微米之間的顆粒,微濾膜允許大分子有機物和溶解性固體(無機鹽)等通過,但能阻擋住懸浮物、細菌、部分病毒及大尺度的膠體的透過,微濾膜兩側的運行壓差(有效推動力)一般為0.7bar。

基本內容

微濾又稱微孔過濾,它屬於精密過濾,截留溶液中的砂礫、淤泥、黏土等顆粒和賈第蟲、隱抱子蟲、藻類和一些細菌等,而大量溶劑、小分子及少量大分子溶質都能透過膜的分離過程。

基本原理是篩分過程,操作壓力一般在0.7-7kPa,原料液在靜壓差作用下,透過一種過濾材料。過濾材料可以分為多種,比如摺疊濾芯、熔噴濾芯、布袋式除塵器、微濾膜等。透過纖維素或高分子材料製成的微孔濾膜,利用其均一孔徑,來截留水中的微粒、細菌等,使其不能通過濾膜而被去除。

決定膜的分離效果的是膜的物理結構,孔的形狀和大小。

微孔膜的規格目前有十多種,孔徑範圍為0.1~75 μm,膜厚120~150µm。

膜的種類有:混合纖維酯微孔濾膜;硝酸纖維素濾膜;聚偏氟乙烯濾膜;醋酸纖維素濾膜;再生纖維素濾膜;聚醯胺濾膜;聚四氟乙烯濾膜以及聚氯乙烯濾膜等。

微濾技術常用於電子工業、半導體、大規模積體電路生產中使用的高純水等的進一步過濾。

微濾膜若從1907年Bechhold製得系列化多孔火棉膠膜問世算起,至今有近百年歷史。而微孔膜的廣泛套用是從二戰之後開始的,最初只有CN膜,隨著聚合物材料的開發,成膜機理的研究和制膜技術的進步。

我國MF研究始於70年代初,開始以CA-CN膜片為主,於80年代相繼開發成功CA、CA-CTA、PS、PAN、PVDF、尼龍等膜片,並進而開發出褶筒式濾芯;開發了控制拉伸致孔的PP、PE和PTFE 膜;也開發出聚酯和聚碳酸酯的核徑跡微孔膜,多通道無機微孔膜也實現產業化 。並在醫藥、飲料、飲用水、食品、電子、石油化工、分析檢測和環保等領域有較廣泛的套用。

膜材料

1) 燒結金屬微孔濾膜(如不鏽鋼);

2) 無機微孔濾膜(如氧化鋁、玻璃、二氧化矽等);

3) 有機高分子微孔濾膜(如聚乙烯、聚碸、聚醯胺、醋酸纖維素等)。

工作原理

微濾的過濾原理有三種:篩分、濾餅層過濾、深層過濾。一般認為MF的分離機理為篩分機理,膜的物理結構起決定作用。此外,吸附和電性能等因素對截留率也有影響。其有效分離範圍為0.1-10μm的粒子,操作靜壓差為0.01-0.2MPa。

微濾能截留0.1~1微米之間的顆粒,微濾膜允許大分子有機物和溶解性固體(無機鹽)等通過,但能阻擋住懸浮物、細菌、部分病毒及大尺度的膠體的透過,微濾膜兩側的運行壓差(有效推動力)一般為0.7bar。

工業套用

1) 除去水中的細菌和其它微粒;

2) 除去組織液、抗菌素、血清、血漿蛋白質等多種溶液中的菌體;

3) 除去飲料、酒類、醬油、醋等食品中的懸濁物、微生物和異味雜質。

微濾技術的特點

微濾膜的材質分為有機和無機兩大類,有機聚合物有醋酸纖維素

、聚丙稀、聚碳酸酯、聚碸、聚醯胺等。無機膜材料有陶瓷和金屬等

膜的孔徑大約 0.1~10μm,其操作壓力在0.01-0.2MPa左右。微濾過程

操作分死端過濾和錯流過濾兩種方式。在死端過濾時,溶劑和小於膜

孔的溶質粒子在壓力的推動下透過膜,大於膜孔的溶質粒子被截留,

通常堆積在膜面上。隨著時間的增加,膜面上堆積的顆粒越來越多,

膜的滲透性將下降,這時必須停下來清洗膜表面或更換膜。錯流過濾

是在壓力推動下料液平行於膜面流動,把膜面上的滯留物帶走,從而

使膜污染保持一個較低的水平。

微濾技術套用領域

(1)水處理行業:水中懸浮物,微小粒子和細菌的去除;

(2)電子工業:半導體工業超純水、積體電路清洗用水終端處理;

(3)製藥行業:醫用純水除菌、除熱原,藥物除菌;

(4)食品工業:酒、飲料中酵母和黴菌的去除,果汁的澄清過濾;

(5)化學工業:各種化學品的過濾澄清。

發展歷程

微濾技術的研究是從19世紀初開始的,它是膜分離技術中最早產業化的一種,以天然或人工合成的聚合物製成的微孔過濾膜最早出現於19世紀中葉。

1907年Bechhold發表了第一篇系統研究微孔濾膜性質的報告。1918年Zsigmondy等首先提出了商品規模生產硝化纖維素微孔過濾膜的方法,並於1921年獲得專利,1925年在德國的哥丁根大學(University of Göttingen)成立了世界上第一個微孔濾膜公司"Sartorius GmbH",專門生產和銷售微孔濾膜。第二次世界大戰後,美國和英國也對微孔濾膜的製造技術和套用進行了廣泛的研究,這些研究對微濾技術的迅速發展起到了推動作用,全世界微孔濾膜的銷售量,在所有合成膜中居第一位。據美國Freedonm公司的統計,2001年世界微濾膜材料的需求額為7.4億美元,到2006年和2011年,這個數字將分別達到9.8億美元和12.9億美元。

微濾技術在中國的研究開發則較晚,基本上是20世紀80年代初期才起步,但其發展速度非常快。截止至2005年,中國微濾技術已形成7000萬元的年產值,占中國膜工業年產值的1/5,經濟、社會效益也非常顯著。通過國家"十五"和"十一五"的科技攻關,中國的微濾技術改變了僅有醋酸-硝酸混合纖維素(CA-CN)膜片的局面,相繼開發了醋酸纖維素(CA)、聚苯乙烯(PS)、聚四氟乙烯(PTFE)、尼龍等膜片和筒式濾芯,聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)等控制拉伸致孔的微孔膜和聚酯,聚碳酸酯等的核徑跡微孔膜,無機微孔膜也有了白己的產品。近十幾年來,中國在微濾膜、組件及相應的配套設備方面有了較大的進步,並在醫藥、飲料、飲用水、食品、電子、石油化工、分析檢測和環保等領域有較廣泛的套用。

與國外水平相比,中國的常規微濾膜的性能和國外同類產品的性能基本一致,摺疊式濾芯在許多場合替代了進口產品,但在錯流式微濾膜和組器技術及其在工程中的套用等方面,仍落後於國外,這就抑制了微濾技術在較高濁度水質深度處理中的套用。

技術標準

1設備的主要性能產水量、過濾精度、過濾效率應達到設計的額定值.

2設備的結構應合理、緊湊.

3設備所採用的元器件如膜元件、泵、管閥件、儀器儀表等均應符合有關的標準或規範.

4用於生活飲用水處理的設備,其與水接觸的材料應符合GB/T17219的規定.

5設備的機架應安裝牢固、焊縫平整,如用油漆,塗層應均勻.

6設備的管道應安裝平直、布局合理、無滲漏.金屬管道安裝與焊接應符合GB50235的規定管道安裝及連線應符合HG20520的規定.

7設備的電控部分應動作可靠.

8設備的泵的安裝應平穩、牢固,運行時不得有異常振動.

9設備的電氣安全應符合GB4706.1的規定

微濾膜

連續超微濾(CMF)技術是一種新型可實現自動控制的膜分離工藝過程,通過模組化的設計,使膜過濾系統連續出水而不影響後續系統的運行。

陶氏膜公司提供的(CMF)超微膜元件,結合了進口PP膜材料自身優越的機械性能,採用了國際先進的氣水反衝洗技術、水反衝聯合空氣擦洗技術和錯流工藝;

可作為水處理行業的RO、NF膜的前處理設備,可使RO、NF進水的SDI≤2,大大延長RO、NF膜元件的使用壽命,確保膜系統長時間運行。

減少RO、NF系統的前處理設備、減少藥劑投入費用。

占地面積小,易實現系統的自動化控制,維護管理簡便。

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們