超滤膜综述（一）

超滤膜，是一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.01微米以下的微孔过滤膜。在膜的一侧施以适当压力，就能筛出小于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿（原子质量单位）、粒径大于10纳米的颗粒。超滤膜是开发的高分子分离膜之一，在60年代超滤装置就实现了工业化。

一、简介

超滤膜的工业应用十分广泛，已成为新型化工单元操作之一。用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品以及食品工业中；还用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置。在我国已成功地利用超滤膜进行了中草药的浓缩提纯和净水设备的研发使用，尤其是国内研发的PVC合金超滤膜，攻克了普通PVC材料产业化生产超滤膜的世界难题，降低了超滤膜的生产成本和运行能耗，提高了超滤膜的过滤性能和使用寿命，被知识产权局列为节能减排推荐产品。超滤膜随着技术的进步，其筛选功能必将得到改进和加强，对人类社会的贡献也将越来越大。

二、产品结构

超滤膜的结构有对称和非对称之分。前者是各向同性的，没有皮层，所有方向上的孔隙都是一样的，属于深层过滤；后者具有较致密的表层和以指状结构为主的底层，表层厚度为0.1微米或更小，并具有排列有序的微孔，底层厚度为200～250微米，属于表层过滤。工业使用的超滤膜一般为非对称膜。超滤膜的膜材料主要有纤维素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。

三、过滤原理

超滤膜筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。每米长的超滤膜丝管壁上约有60亿个0.01微米的微孔，其孔径只允许水分子、水中的有益矿物质和微量元素通过，而目前已知世界小细菌的体积在0.2微米，因此细菌以及比细菌体积大得多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物等都能被超滤膜截留下来，从而实现了净化过程。

其计算公式为：

S内=πdL×n

S外=πDL×n

S内为膜丝总内表面积，d为超滤膜丝的内径；

S外为膜丝总外表面积，D为超滤膜丝的外径；

L为超滤膜丝的长度；

n为超滤膜丝的根数。

内压式和外压式中空纤维超滤膜

四、组件特点

1、良好的亲水性
　　超滤膜经特殊的亲水化处理，膜丝具有长期的亲水性能，水解触角由改性前的79-90度降为30到35度。可以在较低的跨膜压力下，得到高的通水量，同时提高膜丝的耐污染性能。
　　2、过滤精度高
　　具有均匀的小于0.1微米的微孔，可以去除微生物，胶体，硅藻以及其他引起浑浊的物质。
　　3、良好的机械强度
　　超滤膜的机械强度大小反映了膜丝抵抗断丝的能力，断丝使超滤膜失去分离性能，是评测超滤膜性能的一个重要指标。
　　4、寿命长，抗污能力强
　　具有良好的耐化学腐蚀、耐氧化以及耐光老化等性能。因此可以使用各种方法反复清洗，以除去污染物和恢复通量。
　　5、稳定的产品性能
　　从原材料的供应，制备工艺和产品检测入手。保证原料质量稳定，制备过程中前后一致的精确控制以及产品的检测，确保产品的稳定性能

五、系统优点

1、超滤膜元件采用有效膜公司产品，确保了客户得到目前世界上成熟的有机膜元件，从而确保截留性能和膜通量。

2、系统回收率高，所得产品品质优良，可实现物料的分离、纯化及高倍数浓缩。

3、处理过程无相变，对物料中组成成分无任何不良影响，且分离、纯化、浓缩过程中始终处于常温状态，特别适用于热敏性物质的处理，完全避免了高温对生物活性物质破坏这一弊端，有效保留原物料体系中的生物活性物质及营养成分。

4、系统能耗低，生产周期短，与传统工艺设备相比，设备运行费用低，能有效降低生产成本，提高企业经济效益。

5、系统工艺设计，集成化程度高，结构紧凑，占地面积少，操作与维护简便，工人劳动强度低。

6、系统制作材质采用卫生级不锈钢，全封闭管道式运行，现场清洁卫生，满足GMP或FDA生产规范要求。

7、控制系统可根据用户具体使用要求进行个性化设计，结合科学的控制软件，现场在线集中监控重要工艺操作参数，避免人工误操作，多方位确保系统长期稳定运行。