超滤膜结构和原理简介

工业应用中，有一种新型的化工单元操作，用于在超滤过程中将大小的高分子胶体或者悬浮颗粒从溶液中分离出来的高分子半透膜，它就是超滤膜。这是一种以压力为驱动力，膜孔径为1-100nm的非对称性膜类型。其密度约为10/cm，操作压力差为100-1000kpa，广泛适用于脱除胶体级微粒和大分子，能分离浓度小于10%的溶液。

超滤膜可应用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品以及食品工业中；同时，它还可用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置。另外，超滤膜在我国较成功的应用在于利用超滤膜进行中草药的浓缩提纯。随着技术的进步，超滤膜的筛选功能必将得到更好的改进和加强，对社会进步的贡献也会越来越大。

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。

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，而细菌的体积都在0.02微米以上，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。