超濾膜的過濾原理

ajau2512

        超濾是一種利用膜分離技術(shù)的篩分過程，以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動(dòng)力，以超濾膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當(dāng)原液流過膜表面時(shí)，超濾膜表面密布的許多細(xì)小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進(jìn)液側(cè)，成為濃縮液，因而實(shí)現(xiàn)對(duì)原液的凈化、分離和濃縮的目的。
       
                每米長(zhǎng)的超濾膜絲管壁上約有60億個(gè)0.01微米的微孔，其孔徑只允許水分子、水中的有益礦物質(zhì)和微量元素通過，而最小細(xì)菌的體積都在0.02微米以上，因此細(xì)菌以及比細(xì)菌體積大得多的膠體、鐵銹、懸浮物、泥沙、大分子有機(jī)物等都能被超濾膜截留下來，從而實(shí)現(xiàn)了凈化過程。

1、超濾膜的制水流程

自來水先進(jìn)入超濾膜管內(nèi)，在水壓差的作用下，膜表面上密布的許多0.01微米的微孔只允許水分子、有益礦物質(zhì)和微量元素透過，成為凈化水。而細(xì)菌、鐵銹、膠體、泥沙、懸浮物、大分子有機(jī)物等有害物質(zhì)則被截留在超濾膜管內(nèi)，在超濾膜進(jìn)行沖洗時(shí)排出。
               
                        2、超濾膜沖洗流程

超濾膜使用一段時(shí)間后，被截留下來的細(xì)菌、鐵銹、膠體、懸浮物、大分子有機(jī)物等有害物質(zhì)會(huì)依附在超濾膜的內(nèi)表面，使超濾膜的產(chǎn)水量逐漸下降，尤其是自來水質(zhì)污染嚴(yán)重時(shí)，更易引起超濾膜的堵塞，定期對(duì)超濾膜進(jìn)行沖洗可有效恢復(fù)膜的產(chǎn)水量。
                       
                                3、超濾膜濾芯
                               
                                        將成束的超濾膜絲經(jīng)過澆鑄工藝后制成如下圖所示的超濾芯，濾芯由ABS外殼、外殼兩端的環(huán)氧封頭和成束的超濾膜絲三部分組成。環(huán)氧封頭填充了膜絲與膜絲之間的空隙，形成原液與透過液之間的隔離，原液首先進(jìn)入超濾膜孔內(nèi)，經(jīng)超濾膜過濾后成為透過液，防止了原液不經(jīng)過濾直接進(jìn)入到透過液中。

4、超濾膜濾芯膜絲總面積的計(jì)算：

在單位膜絲面積產(chǎn)水量不變的情況下，濾芯裝填的膜面積越大，則濾芯的總產(chǎn)水量越多，

其計(jì)算公式為：

S內(nèi)=πdL×n

S外=πDL×n

其中：S內(nèi)為膜絲總內(nèi)表面積，d為超濾膜絲的內(nèi)徑；

S外為膜絲總外表面積，D為超濾膜絲的外徑；

L為超濾膜絲的長(zhǎng)度；

n為超濾膜絲的根數(shù)。

內(nèi)壓式和外壓式中空纖維超濾膜

一支超濾膜由成百到上千根細(xì)小的中空纖維絲組成，一般將中空纖維膜內(nèi)徑在0.6-6mm之間的超濾膜稱為毛細(xì)管式超濾膜，毛細(xì)管式超濾膜因內(nèi)徑較大，不易被大顆粒物質(zhì)堵塞。

按進(jìn)水方式的不同，超濾膜又分為內(nèi)壓式和外壓式兩種：

1、內(nèi)壓式：

即原液先進(jìn)入中空絲內(nèi)部，經(jīng)壓力差驅(qū)動(dòng)，沿徑向由內(nèi)向外滲透過中空纖維成為透過液，濃縮液則留在中空絲的內(nèi)部，由另一端流出，其流向參見下圖所示：

2、外壓式:

中空纖維超濾膜則是原液經(jīng)壓力差沿徑向由外向內(nèi)滲透過中空纖維成為透過液，而截留的物質(zhì)則匯集在中空絲的外部，其流向見圖所示：

超濾膜的性能表征

超濾膜的性能通常是指膜的物化性能和分離透過性能，物化性能主要包括膜的機(jī)械強(qiáng)度、耐化學(xué)藥品、耐熱溫度范圍和適用PH值范圍等，分離透過性能主要指膜的水通量和切割分子量及截留率。

超濾膜材料及特性

主要材料：

膜材料代號(hào)

膜材料 代號(hào)

聚砜 PS

醋酸纖維素 CA

再生纖維素 RC

聚丙烯腈 PAN

聚偏氟乙烯 PVDF

聚丙烯 PP

聚乙烯 PE

聚醚砜 PES

芳香聚酰胺 APA

聚砜酰胺 PSA

聚乙烯醇 PVA

PAN膜：

● 具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，有耐酸、耐堿以及耐水解的性能，能廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域；

                                       
                                                ● 膜絲具有很好的強(qiáng)度和柔韌性；

                                               
                                                        ● 經(jīng)過親水改性，產(chǎn)水量大，并具備很強(qiáng)的抗污染性。

                                                       
                                                                ● 膜絲配方材料少，工藝容易控制，不會(huì)出現(xiàn)象PVC原料配方材料多而導(dǎo)致膜本身的異味問題。

                                                               
                                                                        PVDF膜：

                                                                       
                                                                                ● 耐紫外線，有優(yōu)良的耐污染和化學(xué)侵蝕性能；

                                                                               
                                                                                        ● 耐熱溫度可以達(dá)到140℃，可采用超高溫的蒸汽和環(huán)氧乙烷殺菌消毒；

                                                                                       
                                                                                                ● 能在較寬的PH（1-13）范圍內(nèi)使用，可以在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿和各種有機(jī)溶劑條件下使用。

                                                                                               
                                                                                                        影響超濾膜產(chǎn)水量因素

                                                                                                       
                                                                                                                1、溫度對(duì)產(chǎn)水量的影響：溫度升高水分子的活性增強(qiáng)，粘滯性減小，故產(chǎn)水量增加。反之則產(chǎn)水量減少，因此即使是同一超濾系統(tǒng)在冬天和夏天的產(chǎn)水量的差異也是很大的。

                                                                                                               
                                                                                                                        2、操作壓力對(duì)產(chǎn)水量的影響：在低壓段時(shí)超濾膜的產(chǎn)水量與壓力成正比關(guān)系，即產(chǎn)水量隨著壓力升高隨著增加，但當(dāng)壓力值超過0.3MPa時(shí)，即使壓力再升高，其產(chǎn)水量的增加也很小，主要是由于在高壓下超濾膜被壓密而增大透水阻力所致。

                                                                                                                       
                                                                                                                                3、進(jìn)水濁度對(duì)產(chǎn)水量的影響：進(jìn)水濁度越大時(shí)，超濾膜的產(chǎn)水量越少，而且進(jìn)水濁度大更易引起超濾膜的堵塞。

                                                                                                                               
                                                                                                                                        4、流速對(duì)產(chǎn)水量的影響：流速的變化對(duì)產(chǎn)水量的影響不像溫度和壓力那樣明顯，流速太慢容易導(dǎo)致超濾膜堵塞，太快則影響產(chǎn)水量。

                                                                                                                                       
                                                                                                                                                選擇凈水器的5條：

                                                                                                                                               
                                                                                                                                                        一、看它是化學(xué)制水還是物理制水，所謂的電解水機(jī)都是化學(xué)制水，所以不要選用經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)過程制水的凈水器而要選用物理制水的制水機(jī)．

                                                                                                                                                       
                                                                                                                                                                二、看它是粗濾還是鈉濾，粗濾和超濾是不能過濾干凈的，鈉濾可以，分辨是不是鈉濾看機(jī)器是否有高壓泵，因?yàn)殁c濾孔徑只有0.0001微米，自來水的水壓是不能讓水通過的，必須通過高壓泵才可以做到．所以必須用電．

                                                                                                                                                               
                                                                                                                                                                        三、看它是純凈水還是活凈水，也就是看它RO濾芯之后是否有能量活化濾芯．

                                                                                                                                                                       
                                                                                                                                                                                四、TDS數(shù)值，0-5純凈水,5-50活化礦物質(zhì)水，50-120二級(jí)飲用水，120-180管網(wǎng)污染水，180以上工業(yè)污染水．

                                                                                                                                                                               
                                                                                                                                                                                        五、理性消費(fèi)：消費(fèi)者在購(gòu)買凈水器的同時(shí)應(yīng)該理性和對(duì)不同凈水器廠家所推出的不同說法，凈水器不是一次性家用電器，關(guān)乎消費(fèi)者自身身體健康，購(gòu)買時(shí)應(yīng)考慮該凈水器品牌是否經(jīng)過國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督局檢驗(yàn)，是否符合國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，是否符合中國(guó)凈水器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在此前提下還要考慮該品牌凈水器日后服務(wù)是否完善，避免安裝后聯(lián)系不上廠商（或聯(lián)系困難）耽誤凈水器正常的保養(yǎng)時(shí)間。同時(shí)還要考慮凈水器的持久耐用性，一般品牌凈水器使用壽命為15-20年。
                                                                                                                                                                                       
                                                                                                                                                                                                凈水器解析的初淺觀點(diǎn)，僅供參考。有什么想法或是建議可以給我們留言。

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