超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质,膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置。超滤膜只允许溶液中的溶剂(如水分子)、无机盐及小分子有机物透过,而将溶液中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留,从而达到净化和分离的目的。
目前商品化的超滤膜主要有醋酸纤维素膜、聚砜膜、聚风酰胺膜、聚丙烯腈膜、聚偏氟乙烯膜等。醋酸纤维素超滤膜特点是可以通过改变制膜工艺条件,制得切割相对分子质量为1000~50000的变化范围较大的各种醋酸纤维素超滤膜;聚砜膜分子中的砜基使聚合物具有优良的抗氧化性和稳定性,分子中所有的键都不易水解,使聚合物可耐酸、耐碱;聚酰胺具有较高的水通量、低的切割相对分子质量、良好的机械强度和热稳定性;其缺点是耐氯性差,有时耐污性较差。
超滤膜的组件可分为板框式、螺旋式、管式、中空纤维式、毛细管式等。
几种超滤膜组件的特点比较如下:
组件类型 膜比表面积/(m2/m3) 投资费用 运行费用 流速控制 就地清洗情况
管式 25~50 高 高 好 好
板式 400~600 高 低 中等 差
卷式 800~1000 最低 低 差 差
毛细管式 600~1200 低 低 好 中等
超滤膜过滤方式
一个中空纤维超滤膜组件主要是由成百到上千根中空纤维丝和膜壳两部分组成,一般将中空纤维内径在0.6-6mm之间的超滤膜称为毛细管式超滤膜,毛细管式超滤膜因内径较大,因此不易被大颗粒物质堵塞,更适用于过滤原液浓度较大的场合。
内压式过滤:
原液先从膜丝内孔进,经压力差驱动,沿径向由内向外渗透过中空纤维成透过液为内压式过滤,内压式过滤可以使用高压大流量的顺冲洗,使冲洗水流与膜孔成切向方向快速流过,从而可以将吸附在膜内孔表面上的污染物冲去,恢复膜的水通量。
外压式过滤:
原液经压力差驱动沿径向由外向内渗透过中空纤维膜丝成为透过液,而截留的物质汇集在中空丝的外部时为外压式过滤。:外压式超滤膜密封在膜壳内,水流的死角多,无法使用快速直冲的方法清除膜表面附着的污染物,因而不能完全去污。