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超濾(Ultra-filtration, UF)是一種能將溶液進行凈化和分離的膜分離技術。超濾膜系統是以超濾膜絲為過濾介質，膜兩側的壓力差為驅動力的溶液分離裝置。超濾膜只允許溶液中的溶劑（如水分子）、無機鹽及小分子有機物透過，而將溶液中的懸浮物、膠體、蛋白質和微生物等大分子物質截留，從而達到凈化和分離的目的。

一、超濾概念

超濾膜被大量用于水處理工程。超濾技術在反滲透預處理、飲用水處理、中水回用等領域發揮著越來越重要的作用。超濾技術在酒類和飲料的除菌與除濁，藥品的除熱原以及食品及制藥物濃縮過程中均起到關鍵作用。超濾過濾孔徑和截留分子量的范圍一直以來定義較為模糊，一般認為超濾膜的過濾孔徑為0.001-0.1微米，截留分子量(Molecular weigh cut-off, MWCO)為1,000-1,000,000 Dalton。嚴格意義上來說超濾膜的過濾孔徑為0.001-0.01微米，截留分子量為1,000-300,000 Dalton。若過濾孔徑大于0.01微米，或截留分子量大于300,000 Dalton的微孔膜就應該定義為微濾膜或精濾膜。

一般用于水處理的超濾膜標稱截留分子量為30,000-300,000 Dalton，而截留分子量為6,000-30,000 Dalton 的超濾膜大多用于物料的分離、濃縮、除菌和除熱源等領域。

超濾膜的形式可以分為板式和管式兩種。管式超濾膜根據其管徑的不同又分為中空纖維、毛細管和管式。市場上用于水處理的超濾膜基本上以毛細管式為主，個別工程中使用的中空纖維(內徑0.1-0.5mm)聚乙烯或聚丙烯微孔膜實際上應屬于微濾膜。

將超濾膜絲組合成可與超濾系統連接的組件稱為超濾膜組件。超濾膜組件分為內壓式、外壓式和浸沒式三種。其中浸沒式超濾膜過濾的推動力是膜管內部的真空與大氣壓之間的壓力差。對于過濾精度要求較高的超濾膜，這一壓力差通常不易滿足所需過濾推動力的要求，因此浸沒式的組件形式比較適合于過濾精度較低的超濾膜或微濾膜。外壓式超濾在正沖與反沖時，膜表面液體的流速極不均勻，影響膜表面的沖洗效果，因此常用于水處理的超濾膜還是內壓式組件結構較具有優勢。

二、超濾設備工作原理

超濾是一種以篩分為分離原理，以壓力為推動力的膜分離過程，過濾精度在0.005-0.01μm范圍內， 可有效去除水中的微粒、膠體、細菌、熱源及高分子有機物質。可廣泛應用于物質的分離、濃縮、提純。超濾過程無相轉化，常溫下操作，對熱敏性物質的分離尤為適宜，并具有良好的耐溫、耐酸堿和耐氧化性能，能在60℃ 以下，pH為2-11的條件下長期連續使用。

三、超濾膜的分類

超濾膜按結構型式分為板框式（板式）、中空纖維式、納米膜表超濾膜、管式、卷式等多種結構。其中，中空纖維超濾膜是超濾技術中比較成熟的一種形式。中空纖維外徑0.4-2.0mm，內徑0.3-1.4mm，中空纖維管壁上布滿微孔，孔徑以能截留物質的分子量表達，截留分子量可達幾千至幾十萬。原水在中空纖維外側或內腔加壓流動，分別構成外壓式與內壓式中空超濾膜。超濾是動態過濾過程，被截留物質可隨濃縮液排除不致堵塞膜表面，可長期連續運行。

四、超濾設備的優點

1、超濾膜元件采用有機膜元件，從而確保截留性能和膜通量。

2、系統回收率高，所得產品品質優良，可實現物料的高效分離、純化及高倍數濃縮。

3、處理過程無相變，對物料中組成成分無任何不良影響，且分離、純化、濃縮過程中始終處于常溫狀態，特別適用于熱敏性物質的處理，避免了高溫對生物活性物質破壞這一弊端，有效保留原物料體系中的生物活性物質及營養成分。

4、系統能耗低，生產周期短，設備運行費用低，能有效降低生產成本，提高企業經濟效益。

5、系統集成化程度高，結構緊湊，占地面積少，操作與維護簡便，工人勞動強度低。

6、系統制作材質采用衛生級管閥件。

7、控制系統可根據用戶具體使用要求進行個性化設計，結合控制軟件，現場在線集中監控重要工藝操作參數，避免人工誤操作。

五、工藝流程

1、原水 - 原水加壓泵 - 多介質過濾器 - 活性炭過濾器 - 軟水器 - 精密過濾器 - 一級反滲透設備 - 中間水箱 - 中間水泵 - 離子交換器 - 純化水箱 - 純水泵 - 紫外線殺菌器 - 微孔過濾器 - 用水點

2、原水 - 原水加壓泵 - 多介質過濾器 - 活性炭過濾器 - 軟水器 - 精密過濾器 - 第一級反滲透 - PH調節 - 中間水箱 - 第二級反滲透(反滲透膜表面帶正電荷) - 純化水箱 - 純水泵 - 紫外線殺菌器 - 微孔過濾器 - 消毒裝置 — 用水點

3、原水 - 原水加壓泵 - 多介質過濾器 - 活性炭過濾器 - 軟水器 - 精密過濾器 - 一級反滲透機 - 脫氣膜 - 中間水箱 - 中間水泵 - EDI系統 - 純化水箱 - 純水泵 - 紫外線殺菌器 - 微孔過濾器 - 消毒裝置 - 用水點

4、原水 - 原水加壓泵 - 多介質過濾器 - 活性炭過濾器 - 軟水器 - 精密過濾器 - 第一級反滲透 - PH調節 - 中間水箱 - 第二級反滲透(反滲透膜表面帶正電荷) - RO水箱 - RO水泵 - TOC分解器 - EDI系統 - 純化水箱 - 純水泵 - 紫外線殺菌器 - 微孔過濾器 -消毒裝置 - 用水點

5、原液 － 儲罐 － 加壓泵 － 精密過濾器 － 中空超濾設備 － 儲液罐 － 反洗水箱 － 反洗泵。

六、超濾技術的應用

早期的工業超濾應用于廢水和污水處理。三十多年來，隨著超濾技術的發展，如今超濾膜技術的應用領域已經很廣，主要包括食品工業、飲料工業、乳品工業、生物發酵、生物醫藥、醫藥化工、生物制劑、中藥制劑、臨床醫學、印染廢水、食品工業廢水處理、資源回收以及環境工程等。

1、污水、廢水的回收利用

超濾設備其價格比較低為廢水回收再利用提供了有力的條件。

2、地表水處理

超濾處理后的水用于澆灌或作為反滲透的進水，來制備工業用水。

3、生活飲用水處理

在供水終端用UF系統，對細菌病毒在的去除率較高。

4、 海水淡化

超濾系統可以控制海水的水質，為反滲透系統供給高質量的進水，超濾系統的出水SDI值可以控制在2以下。超濾系統(又稱為超濾設備)前不用預處理，適用各類海水水質。