微滤、超滤、纳滤、反渗透简介

滤膜法液体分离技术从分离精度上一般可划分为四类：微滤（ MF） ,超滤（UF),纳滤（NF）和...



滤膜分离技术从分离精度上一般可划分为四类：微滤（ MF） ,超滤（UF),纳滤（NF）和反渗透（RO)， 它们的过滤精度按照以上顺序越来越高，即RO>NF>UF>MF。

1.微滤MF

能截留 0.1-5 微米之间的颗粒。微滤膜允许大分子和溶解性固体（无机盐）等通过，但会截留住悬浮物，细菌，及大分子量胶体等物质。微滤膜的运行压力一般为0.7-7bar。

2.超滤UF

能截留 0.002-0.1 微米之间的大分子物质和杂质，允许小分子物质和溶解性固体（无机盐）等的通过，同时将截留下胶体，蛋白质，微生物和大分子有机物，用于表示超滤膜孔径大小的切割分子量范围一般在 1,000-500,000 之间，超滤膜的运行压力一般为 1-7bar。

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，溶解物质和比膜孔径小的物质将能作为透过液透过膜滤，不能透过滤膜的物质被慢慢浓缩于排放液中。因此产水（透过液）将含有水，离子，和小分子量物质，而胶体物质，颗粒，细菌，病毒和原生动物将被膜去除。超滤膜可反复使用并可用普通的清洗剂清洗。

通过超滤处理水可获得：

• 从医药和工业用水中几乎去除所有的颗粒，
• 悬浮物，细菌，病毒和原生动物。
• 去除胶体物质（非活性硅，铁，铝，等）
• 去除高分子量有机物。

超滤在系统中的配置位置：

超滤系统可被置于整个水处理系统的不同位置，主要应用可分为四大类：

A.预处理：

预处理的应用中，超滤前可加絮凝，沙滤，多介质过滤或滤芯。也可以直接使用超滤，前面增加叠片式过滤器，但任何在超滤系统前去除的物质将增加超滤的生产率。主要用于去除原水中所有的固物和胶体以改善后面设备的运行，这通常使滤膜需要较频繁的清洗。成本回收计算需建立在系统后设备维护的减少上，而这个值较难衡量。但数据显示超滤减少去离子床的再生和反渗透膜件的更换。清洗和生产中有时系统需要用循环模式保持高流速来减少污染。

一般推荐的膜型为 10 万分子切割量。

B.离子交换设备后：

让超滤发挥去除胶体和固物的作用的另一方式是把它放在离子交换后面，为了设备良好运行离子交换前需预处理，并且它也被当作填料滤器而去除有机物。所有这些都改善了进超滤的水质并减少了超滤的污染，系统不必像前处理那样频繁清洗。通常这类系统按正常生产模式来生产和处理。反流/快冲不需要。当有机物水平较高时就需要这类选择。

通常选用 10 万分子切割量，对低 TOC 的锅炉给水或类似去离子系统，应选用 1 万分子切割量。如用户用于去热原体，那么也建议选用 1 万分子切割量。

C.反渗透/离子交换后

如超滤放在反渗透和混床后，透水率就会较高，清洗频率也会比前两种应用低。通常当系统压力降到一个不能接受的范围或产水中发现菌类时才需要清洗。

D.纯水系统终端

在对颗粒物有严格要求的upw纯水终端，一般可使用杂质析出含量非常低的终端超滤，如旭化成6036H型，可达到0.05μm、0.5颗/ml指标，该类UF一般选择分子量为6000da。

3.纳滤NF

能截留纳米级（ 0.001 微米）的物质。纳滤膜的操作区间介于超滤和反渗透之间，其截留有机物质的分子量约为 200-800MW 左右，截留溶解盐类的能力为 20%-98%之间，对可溶性单价离子的去除率低于高价离子，如对氯化钠及氯化钙的去除率为 20%-80%，而对硫酸镁和硫酸钠的去除率为 90%-98%。纳滤一般用于去除地表水中的有机物和色素，地下水中的硬度及镭，且部分去除溶解盐，食品和医药生产中有用于物质的提取，浓缩。纳滤膜的运行压力压力一般为 3.5-30bar。

4.反渗透.

最精细的一种膜分离产品，其能有效截留所有溶解盐份及分子量大于 100的有机物，同时允许水分子通过。醋酸纤维类反渗透膜脱盐率一般大于 95%，反渗透复合膜脱盐率一般大于 98%。反渗透膜广泛应用于海水及苦咸水淡化，锅炉补给水，工业纯水及电子级高纯水制备，饮用纯净水生产，废水处理和特种分离等过程。在离子交换前使用反渗透可达幅度降低操作费用和废水排放量。反渗透纳滤膜的运行压力一般介于苦咸水的 12bar到海水的 70bar。

以上几种膜从结构上可四大类:

1. 中空纤维；

2. 管式；

3. 平板膜；

4. 卷式；

历史上第一类超滤膜是板式膜，因为难于保证膜表面适当的流速及复杂的密封问题，这类膜的应用非常有限。前处理要求不严格。

卷式膜利用板式膜作为起点，因为卷式膜的格网带来死点及无法反洗，通常不适用于工业原水处理。它们适用于高温、高压物料分离或物料稳定的其他应用，前处理要求最严格，典型的如反渗透装置。管式膜不适用于普通水处理因为能耗较大。它们适用于高固物浓度的流体，前处理要求最不严格。

中空纤维膜因其压力低，通道无死点，通量高及能反洗的优势而在水处理中得以广泛的应用。

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