超過濾(簡稱超濾)和微孔過濾(簡稱微濾)也是以壓力差為推動(dòng)力的膜分離過程,一般用于液相分離,也可用于氣相分離,比如空氣中細(xì)菌與微粒的去除。
超濾所用的膜為非對稱膜,其表面活性分離層平均孔徑約為10一200?,能夠截留分子量為500以上的大分子與膠體微粒,所用操作壓差在0.1—0.5MPa。原料液在壓差作用下,其中溶劑透過膜上的微孔流到膜的低限側(cè),為透過液,大分子物質(zhì)或膠體微粒被膜截留,不能透過膜,從而實(shí)現(xiàn)原料液中大分子物質(zhì)與膠體物質(zhì)和溶劑的分離。超濾膜對大分子物質(zhì)的截留機(jī)理主要是篩分作用,決定截留效果的主要是膜的表面活性層上孔的大小與形狀。除了篩分作用外,膜表面、微孔內(nèi)的吸附和粒子在膜孔中的滯留也使大分子被截留。實(shí)踐證明,有的情況下,膜表面的物化性質(zhì)對超濾分離有重要影響,因?yàn)槌瑸V處理的是大分子溶液,溶液的滲透壓對過程有影響。從這一意義上說,它與反滲透類似。但是,由于溶質(zhì)分子量大、滲透壓低,可以不考慮滲透壓的影響。微濾所用的膜為微孔膜,平均孔徑0.02—10 ,能夠截留直徑0.05—10 的微粒或分子量大于100萬的高分子物質(zhì),操作壓差一般為0.01~0.2MPa。原料液在壓差作用下,其中水(溶劑)透過膜上的微孔流到膜的低壓側(cè),為透過液,大于膜孔的微粒被截留,從而實(shí)現(xiàn)原料液中的微粒與溶劑的分離。微濾過程對微粒的截留機(jī)理是篩分作用,決定膜的分離效果是膜的物理結(jié)構(gòu),孔的形狀和大小。
超濾膜一般為非對稱膜,其制造方法與反滲透法類似。超濾膜的活性分離層上有無數(shù)不規(guī)則的小孔,且孔徑大小不一,很難確定其孔徑,也很難用孔徑去判斷其分離能力,故超濾膜的分離能力均用截留分子量來予以表述。定義能截留90%的的物質(zhì)的分子量為膜的截留分子量。工業(yè)產(chǎn)品一般均是用截留分子量方法表示其產(chǎn)品的分離能力,但用截留分子量表示膜性能亦不是完美的方法,因?yàn)槌朔肿哟笮?以外,分子的結(jié)
超濾與微濾原理
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