超濾的基本原理
超濾(UltraFiltration ,簡(jiǎn)稱UF) 是溶液在壓力作用下,溶劑與部分低分子量溶質(zhì)穿過(guò)膜上微孔到達(dá)膜的另一側(cè),而高分子溶質(zhì)或其它乳化膠束團(tuán)被截留,實(shí)現(xiàn)從溶液中分離的目的。它的分離機(jī)理主要是靠物理的篩分作用。超濾分離時(shí)是在對(duì)料液施加一定壓力后，高分子物質(zhì)、膠體物質(zhì)因膜表面及微孔的一次吸附，在孔內(nèi)被阻塞而截留及膜表面的機(jī)械篩分作用等三種方式被超濾膜阻止，而水和低分子物質(zhì)通過(guò)膜。超濾膜比微濾膜孔徑小，在0.7～7 kg/cm2 的壓力下，可用于分離直徑小于10μm 的分子和微粒[1]。它主要應(yīng)用于生活污水、含油廢水、紙漿廢水、染料廢水等廢水處理。超濾材料大多數(shù)是有機(jī)高分子膜,目前無(wú)機(jī)膜材料也開始制備和應(yīng)用。
超濾工作的影響因素
超濾的操作壓力為0.1-0.6Mpa，溫度為60。C時(shí)，超濾的透過(guò)通量為1-500L/m2·h，一般為1-100L/m2·h。低于1Lm2·h時(shí)實(shí)用價(jià)值不大，超濾透過(guò)通量的影響因素如下。
（1）料液流速 提高料液流速雖然對(duì)減輕濃差極化、提高透過(guò)通量有利，但需要提高料液壓力，增加耗能。一般紊流體系中流速控制在1-3m/s。
（2）操作壓力 超濾膜透過(guò)通量與操作壓力的關(guān)系取決于膜和凝膠層的性質(zhì)。超濾過(guò)程為凝膠化模型，膜透過(guò)通量與壓力無(wú)關(guān)，這時(shí)的通量成為臨界透過(guò)通量。實(shí)際操作壓力應(yīng)在極限通量附近進(jìn)行，此時(shí)的操作壓力約為0.5-0.6Mpa。
（3）溫度 操作溫度主要取決于所處理的物料的化學(xué)、物理性質(zhì)。由于高溫可降低料液的黏度，增加傳質(zhì)效率，提高透過(guò)通量，因此應(yīng)在允許的{zg}溫度下操作。
（4）運(yùn)行周期 隨著超濾過(guò)程的進(jìn)行，在膜表面逐漸形成凝膠層，使透過(guò)通量下降，當(dāng)通量達(dá)到某一{zd1}數(shù)值時(shí)，就需要進(jìn)行沖洗，這段時(shí)間成為運(yùn)行周期。運(yùn)行周期的變化與清洗情況有關(guān)。
（5）進(jìn)料濃度 隨著超濾過(guò)程的進(jìn)行。主題液流的濃度逐漸增加。此時(shí)黏度變大，使凝膠層厚度增加，從而影響透過(guò)通量。因此對(duì)主體液流應(yīng)定出{zg}允許濃度。
（6）料液的預(yù)處理 為了提高膜的透過(guò)通量，保證超濾膜的正常穩(wěn)定運(yùn)行，根據(jù)需要應(yīng)對(duì)料液 進(jìn)行預(yù)處理。
（7）膜的清洗 膜必須進(jìn)行定期沖洗，以保持一定的透過(guò)量，并能延長(zhǎng)膜的使壽命。一般在規(guī)定的料液和壓力下，在允許的pH值范圍內(nèi)，溫度不超過(guò)60。C時(shí)，超濾膜可使用12-18個(gè)月。如膜清洗不佳，回使膜的壽命縮短。
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