超滤(Ultra Filtration UF),超滤是利用膜的"筛分"作用进行分离的膜过程,与MF相比,其过滤精度更高,因而膜孔更小,膜孔径在0.1~5μm之间,实际的操作压力也比MF略高,一般为0.1~0.5MPa;UF更着重分离,产物既可以是渗透液,也可以是截留液或二者兼而有之,且易于工业化,广泛应用于制药、食品、环境工程、造纸、纺织、化学工程等行业。 2.脲醛树脂,一种塑料主材料,应用于耐水性和介电性能要求不高的制品,如机器手柄、仪表外壳、日用品、装饰品、便桶盖,也可用于部分餐具的制造。
1)介绍
即超过滤,是介于微滤(MF)和纳滤(NF)之间的一种膜过程。膜孔径在0.1~5μm之间,在实际应用中,一般以截留相对分子量[MWCO(molecular weight cut-off)]表征(10³~105)UF膜。【MWCO一般指膜对某标准物截留率为90%~95%时所对应的相对分子质量为该膜的截留相对分子质量。】
UF是利用膜的"筛分"作用进行分离的膜过程。在静压差的作用下,小于膜孔的粒子通过膜,大于膜孔的粒子则被阻拦在膜的表面上,使大小不同的粒子介以分离,其过滤精度较MF更高,因而膜孔更小,实际的操作压力也比MF略高,一般为0.1~0.5MPa。
UF主要从液相物质中分离大分子物质(蛋白质、核酸聚合物、淀粉、天然胶、酶等)、胶体分散液(粘土、颜料、矿物料、乳液粒子、微生物)以及乳液(润滑脂、洗涤剂、油水乳液)。采用先与合适的大分子结合的方法也可以从水溶液中分离金属离子、可溶性溶质和高分子物质,以达到净化、浓缩的目的
2)超滤工艺特点
①属于压力驱动器型膜过程;
②分离范围为相对分子质量1000~105(次方)的大分子物质和胶体物质,相应粒子直径5nm~ 0.1μm;
③分离机理一般认为是机械筛分原理;
④UF膜的形态为不对称结构;
⑤膜组件的形式有板式、卷式、管式、毛细管式及中空纤维式;
⑥ 过滤的方式一般为错流过滤;
⑦膜皮层厚度小于1μm,操作压力低,可不考虑渗透压的影响;
⑧易于工业化,应用范围广。
3)超滤基本原理
在一定的压力作用下,含有大、小分子溶质的溶液流过UF膜表面时,溶剂和小分子物质(无机盐等)透过膜,作为透过液被收集起来,而大分子溶质(如有机胶体)则被膜截留而作为浓缩液被回收。
UF膜一般为非对称膜,由一层极薄的( 0.1~1μm )具有一定孔径的表皮层和一层较厚的(125μm左右)具有海绵状或指状结构的多孔层组成,前者起分离作用,后者起支撑作用。
UF过程中溶质的截留包括:在膜表面上的机械截留(筛分)、在膜孔中的停留(阻塞)、在膜表面及膜孔内的吸附等三种方式。
UF和MF的功能有所不同,MF多数是除杂,产物是过滤液;而UF着重是分离,产物既可以是渗透液,也可以是截留液或二者兼而有之。4)UF的应用
制药/ 生化:
--蛋白质的纯化、脱盐与浓缩;
--生化产品的澄化;
--各种发酵全液的浓缩;
--经澄化的生化制品液的浓缩;
--酶的提取;
--医药产品的除菌;
--去除热原
食品工业:
--牛奶和乳清蛋白的浓缩;
--奶酪的生产;
--酒和食醋的过滤;
--果汁的澄清;
--明胶的浓缩;
--食用油的精炼;
--淀粉和糖的浓缩
环境工程:
--地表水的纯化;
--汽车清洗水的循环使用;
--含油废水的处理;
--印刷油黑的去除;
--垃圾渗沥液的处理;
--感光乳剂的浓缩与回收
金属加工:
--油/水乳化液的分离;
--除油渍浴液的处理
油漆应用:
--(汽车)电泳涂漆的过滤;
--水基喷溅的回收
纺织/造纸:
--上浆液的回收;
--胶乳的回收;
--涂层颜料的循环;
--造纸工业废液处理
化学工业:
--各种化工废水处理过程;
--染料脱盐;
--胶乳液的浓缩;
--催化剂的回收
电子工业:
--高(超)纯水的预过滤