微濾膜分離技術(shù)
微濾膜若從1907年Bechhold制得系列化多孔火棉膠膜問世算起,至今有近百年歷史。而微孔膜的廣泛應(yīng)用是從二戰(zhàn)之后開始的,最初只有CN膜,隨著聚合物材料的開發(fā),成膜機理的研究和制膜技術(shù)的進步。
我國MF研究始于70年代初,開始以CA-CN膜片為主,于80年代相繼開發(fā)成功CA、CA-CTA、PS、PAN、PVDF、尼龍等膜片,并進而開發(fā)出褶筒式濾芯;開發(fā)了控制拉伸致孔的PP、PE和PTFE 膜;也開發(fā)出聚酯和聚碳酸酯的核徑跡微孔膜,多通道無機微孔膜也實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化 。并在醫(yī)藥、飲料、飲用水、食品、電子、石油化工、分析檢測和環(huán)保等領(lǐng)域有較廣泛的應(yīng)用。
與國外水平相比,常規(guī)微濾膜的性能和國外同類產(chǎn)品的性能基本一致,折疊式濾芯在許多場合替代了進口產(chǎn)品,但在錯流式微濾膜和組器技術(shù)及其在工程中的應(yīng)用等方面,仍落后于國外,這就抑制了微濾技術(shù)在較高濁度水質(zhì)深度處理中的應(yīng)用。
工作原理
一般認為MF的分離機理為篩分機理,膜的物理結(jié)構(gòu)起決定作用。此外,吸附和電性能等因素對截留率也有影響。其有效分離范圍為0.1-10μm的粒子,操作靜壓差為0.01-0.2MPa。微孔濾膜的截留機理因其結(jié)構(gòu)上的差異而不盡相同。
(a)在膜的表面層截留; (b)在膜內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)中截留
微濾能截留0.1~1微米之間的顆粒,微濾膜允許大分子有機物和溶解性固體(無機鹽)等通過,但能阻擋住懸浮物、細菌、部分病毒及大尺度的膠體的透過,微濾膜兩側(cè)的運行壓差(有效推動力)一般為0.7bar。
微濾膜過濾技術(shù)特點
(1)微濾膜膜內(nèi)孔徑是比較均勻的貫穿孔,孔隙率占總體積的70%~80%,能將液體中大于額定孔徑的微粒全部攔截,過濾速度快。
(2)微濾膜是均一連續(xù)的高分子多孔體,具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,無纖維和碎屑脫落,不會重新產(chǎn)生微粒影響濾出水的水質(zhì)。
(3)微濾膜過濾中不會因壓力升高導(dǎo)致大于孔徑的微粒穿過微濾膜。即使壓力波動也不會影響過濾效果。
(4)使用微濾膜處理廢水與其他方法相比,不需要投加特殊的水處理藥劑,占地面積小,操作簡便,系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,易于控制、維修,處理效率高。
(5)由于微濾膜近似于多層疊置篩網(wǎng),截留作用限制在膜的表面,極易被少量與膜孔徑大小相仿的微;蚰z體顆粒堵塞。如采用正交流結(jié)構(gòu)的膜元件,由于其具有連續(xù)自清洗的特性,可以較好地解決這一缺陷。
根據(jù)膜材料的不同,可以分為:
1) 燒結(jié)金屬微孔濾膜(如不銹鋼);
2) 無機微孔濾膜(如氧化鋁、玻璃、二氧化硅等);
3) 有機高分子微孔濾膜(如聚乙烯、聚砜、聚酰胺、醋酸纖維素等)。
工業(yè)應(yīng)用
1) 除去水中的細菌和其它微粒;
2) 除去組織液、抗菌素、血清、血漿蛋白質(zhì)等多種溶液中的菌體;
3) 除去飲料、酒類、醬油、醋等食品中的懸濁物、微生物和異味雜質(zhì)。
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