超滤是近30年来崛起的化工分离技术，早在200多年前，人们就揭示了膜分离现象，然而直到本世纪60年代，膜分离技术才进入工程领域，据统计，1982年美国超滤膜销售额仅为0.36亿美元，到1990年已达到3.65亿美元，增加了10倍。超滤（UltraFiltration，简称UF）是溶液在压力作用下，通过膜的截流作用对大颗粒物质进行分离。 压力 超滤膜
浓水排放
超滤分离时对料液加一定压力后，高分子物质、胶体物质被截流在膜的一侧，水分子及小分子化合物穿过膜成为淡水。
超滤膜对溶质的分离过程主要有：
（1）在膜表面及微孔内吸附；
（2）在孔内停留被去除；
（3）在膜面的机械截留。
在压力作用下，原料液中的溶剂和小分子从高压侧透过膜到低压侧，大分子及颗粒组分被截留，形成浓液排出。膜的作用是靠一定大小和形状的孔，形成的筛分作用。
二、 超滤的应用
对苦咸水进行软化、脱盐是超滤膜应用的最大市场。在美国目前已有超过40万吨/日规模的超滤膜装置在运转，大型装置多数分布在佛罗里达半岛，其中最大的两套装置规模分别为3.8万吨/日 ( 1989年 ) 和3.6万吨/日 ( 1992年 )，这两套装置均为Hydranautics公司承 建，使用聚乙烯醇材质的PVD1膜。Filmtec公司的NF-70膜也在多套万吨/日以上的大型装置中获得了成功应用。
2．饮用水中有害物质的脱除
异形模板 传统的饮用水处理主要通过絮凝、沉降、砂滤和加氯消毒来去除水中的悬浮物和细菌，而对各种溶解性化学物质的脱除作用很低。随着水源的环境污染加剧和各国饮水标准的提高，可脱除各种有机物和有害化学物质的“饮用水深度处理”日益受到人们的重视。目前的深度处理方法主要有活性碳吸附、臭氧处理和膜分离。美国食品与医药局曾用大型装置证实了超滤膜脱除有机物、合成化学物的实际效果。日本也曾于1991～1996水气分离器年组织国家攻关项目“MAC21”(Membrane Aqua Century21)开发膜法水净化系统。该项目的前三年侧重于微滤/超滤膜的固液分离以脱除砂滤法不能脱除的溶解性微量有机污染物为目的的饮水深度净化系统。大量工业装置的运行实践表明，I超滤膜可用于脱除河水及地下水中含有三卤甲烷中间体THM(加氯消毒时的副产物为致癌物质)、低分子有机物、农药、异味物质、硝酸盐、硫酸盐、氟、硼、砷等有害物质。
3润滑油分配器．中水、废水处理
中水一般指将大型建筑物(宾馆、写字楼、商场等)中排出的生活污水处理后用于厕所冲洗等非饮用再利用水，在中水领域的膜利用，日本作了很多的工作。
超滤膜在各种工业废水的应用也很多实例，如造纸漂白废水处理等。生活废水中，纳滤膜与生物处理(活性污泥)相结合也已进入实用阶段。
3．食品、饮料、制药行业
此领域中的超滤膜应用十分活跃，如各种蛋白质、氨基酸、维生素、奶类、酒类、酱油、调味品等的浓缩、精制。
4．化工工艺过程水溶液的浓缩、分离
超滤膜分离技术的特点：⑴分离过程无相变化，节能显著；⑵分离过程在常温下进行，尤宜热敏物质的分离和浓缩；⑶仅用压力作为膜分离的推动力，分离装置简单，操作容易，易于自控和维修；⑷适用范围广。
三、 超滤系统介绍
主系统:包括超滤水泵、阀门、压力容器、超滤膜组件
反洗系统：反洗水泵、加药系统
清洗系统：清洗水泵、溶药箱
最重要的系统设备是超滤膜组件
超滤膜材料主要有聚砜、磺化聚砜、聚丙烯腈、聚砜酰胺、聚醚酮和高分子合金等六种。目前市场上主要应用的是聚砜中空纤维过滤膜组件,它的平均分子量为150KD， 一个直径为225毫米的膜组包含约1800个多孔毛细管膜, 每个多孔毛细管包含七个甚至更多的（目前最新的一种为九孔）内径为0.8毫米的纤维。这种纤维的组成材料是含有添加剂（PESM）的聚乙烯和一种亲水的防有机污垢的材
料。膜组件如图所示
水在膜组中的流动模式是由内向外渗出，也就是说,注入的原水流经膜组时就会通过多孔毛细管壁呈向外辐射状的渗出。膜组中的过滤膜被设计用来清除杂质微粒的。水被加压后渗出隔膜,而微粒被留在了隔膜的表面。由于隔膜孔的尺寸小,所有的悬浮固体颗粒包括微生物都被有效的阻隔了下来，这些微粒汇集增多形成了一个污垢层聚在膜表面,因此必须定期进行反洗以便清除这些微粒物质。通过提供不同尺寸的膜组产品,可以适合不同的具体需求，并且为了确保经过过滤膜时水流分配均匀,一种特殊的栅格结构分流装置已经开发出来并被
很好地整合到每一个膜组中。此外, 这种膜组技术所拥有的去除细菌病毒能力使得这种模块成为处理地表水和地下水用于饮用水的最理想的选择，而且它在去除胶状物方面出有独特之处，因而该系统对于反渗透系统的原水也能进行很好的处理。
四、典型超滤系统
超滤程序运行步骤
第一步：上正冲
步骤时间：15秒
启动弱酸泵、顺序开超滤下排水阀、上进水阀
上正冲的目的是将浓水测吸附及截留在超滤膜表面的胶体、悬浮物除去，正冲时采用低压大流量冲洗的原则，一般采用超滤水泵，为了加大流量在冲洗时同时启动两台超滤水泵进行冲洗。
浓水侧 淡水侧
冲洗时水流向
第二步：上运行产水
步骤时间：60分钟
顺序开出水阀、下浓水阀，关下排水阀
上运行产水时可以简单的认为是超滤膜淡水侧的上半部进行运行，水流方向如下图所示
浓水侧 淡水侧
第三步：上反洗
步骤时间：30秒
停止弱酸泵、顺序关上进水阀、出水阀、下浓水阀，开上排水阀，启动反洗水泵、同时开反洗进水阀
上反洗是在系统运行一个周期时为了将截留在膜内部及附着在膜表面上的小分子化合物、胶体、悬浮物除去。
浓水侧 淡水侧
第四步：下正冲
步骤时间：15秒
停反洗水泵，顺关反洗进水阀、上排水阀，启动弱酸泵、顺开上排水阀、下进水阀
第五步：下运行产水
步骤时间：60min
顺序开出水阀、上浓水阀，关上派水阀
第六步：下反洗
步骤时间：30秒
顺关下进水阀、出水阀，下浓水阀，开下排水阀，启动反洗水泵、同时开反洗进水阀
第六步完成后为一周期完成，下一周期将从第一步开始。
五、控制过程
1．超滤法在水处理及其他工业净化、浓缩、分离过程中，可以作为工艺过程的预处理，也可以作为工艺过程的深度处理。在广泛应用的水处理工艺过程中，常作为深度净化的手段。根据中空纤维超滤膜的特性，有一定的供水前处理要求。因为水中的悬浮物、胶体、微生物和其他杂质会附于膜表面，而使膜受到污染。由于超滤膜水通量比较大，被截留杂质在膜表面上的浓度迅速增大产生所谓浓度极化现象，更为严重的是有一些很细小的微粒
会进入膜孔内而堵塞水通道。另外，水中微生物及其新陈代谢产物生成粘性物质也会附着在膜表面。这些因素都会导致超滤膜透水率的下降以及分离性能的变化。同时对超滤供水温度、PH值和浓度等也有一定限度的要求。因此对超滤供水必须进行适当的预处理和调整水质，满足供水要求条件，以延长超滤膜的使用寿命，降低水处理的费用。
A、微生物（细菌、藻类）的杀灭：
当水中含有微生物时，在进入前处理系统后，部分被截留微生物可能粘附在前处理系统，如多介质过滤器的介质表面。当粘附在超滤膜表面时生长繁殖，可能使微孔完全堵塞，甚至使中空纤维内腔完全堵塞。微生物的存在对中空纤维超滤膜的危害性是极为严重的。除去原水中的细菌及藻类等微生物必须重视。在水处理工程中通常加入NaClO、O3防攀爬网等氧化剂，浓度一般为1～5mg/l。此外，紫外杀菌也可使用。在实验室中对中空纤维超滤膜组件进行灭菌处理，可以用双氧水（H2O2）或者高锰酸钾水溶液循环处理30～60min燃煤助燃剂。杀灭微生物处理仅可杀灭微生物，但并不能从水中去除微生物，仅仅防止了微生物的滋长。
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