微滤膜学习资料
微滤膜原理

微滤膜原理微滤膜是一种常见的膜分离技术,广泛应用于水处理、食品饮料、医药等领域。
它通过微孔的膜材料来分离悬浮物、微生物和高分子物质,具有高效、节能、环保等优点。
下面将介绍微滤膜的原理及其应用。
微滤膜的原理主要是利用膜孔的大小排斥不同大小的物质。
微滤膜的孔径通常在0.1-10微米之间,能够有效地截留直径大于孔径的颗粒、细菌和高分子物质,而让水分子和小分子物质通过。
这种分离机制类似于自然界中的过滤作用,但是通过工程手段将其放大并应用于工业生产中。
微滤膜通常由聚合物材料制成,如聚醚砜、聚氨酯等,具有良好的化学稳定性和机械强度。
膜的孔径大小可以通过控制材料的制备工艺来实现,从而满足不同领域的需求。
此外,微滤膜的稳定性和耐用性也是其受到广泛应用的重要原因之一。
在水处理领域,微滤膜被广泛应用于饮用水净化、工业废水处理等方面。
通过微滤膜可以有效去除水中的浑浊物、细菌和病毒等有害物质,得到清澈透明的水质。
在食品饮料行业,微滤膜也被用于酿酒、生物工程等生产过程中,用于分离杂质和微生物,保证产品的质量和安全。
此外,微滤膜还被广泛应用于医药领域。
在药物生产过程中,微滤膜可以用于分离和纯化药物,去除杂质和微生物,保证药品的纯度和安全性。
在生物工程领域,微滤膜也被用于细胞培养、蛋白质分离等方面,发挥着重要的作用。
总的来说,微滤膜作为一种高效的膜分离技术,具有广泛的应用前景。
它不仅可以用于水处理、食品饮料、医药等传统领域,还可以在环保、能源等新兴领域发挥重要作用。
随着科技的不断进步,相信微滤膜会有更广泛的应用,为人类的生活和生产带来更多的便利和福祉。
微滤膜

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微滤膜(MF)
一、背景知识
1.4微滤膜分离机理
膜的过滤行为与膜及过滤对象的物理化学特 性有关。对微滤膜,其分离机理主要是筛分截留。 筛分截留即过筛截留,指微滤膜讲尺寸大于其
孔径的固体颗粒或颗粒聚集体截留
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微滤膜(MF)
二、分类
聚烯烃类 聚氟类 醋酸纤维素 聚乙烯醇及其改性材料
有机类
微滤膜
无机陶瓷微滤膜
13微滤膜mf处理废水污水食品药品工业应用工业废水生活污水海水淡化工程饮料行业酿造行业乳制品行业制药行业实验过滤设备应用14微滤膜mf31微滤膜分离技术在废污水处理中的应用主要应用于工业废水和生活污水的初步处理阶段15微滤膜mf矿山冶炼电解电镀农药医药油漆颜料微滤膜过滤后续处理工业废水处理初步处理阶段16微滤膜mf与超滤膜反渗透膜相比微滤膜的孔径相对较大因此微孔过滤常常作为一种粗过滤为反渗透做预处理以保证反渗透能稳定进行
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微滤膜(MF)
微滤膜(MF)简介
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微滤膜(MF)
一、背景知识
1.2微滤膜分类
依据微孔形态的不同,微滤膜可分为两 类:弯曲孔膜和柱状孔膜。 弯曲孔膜的微孔结构为交错连接的曲折 孔道的网络,而柱状孔膜的微孔结构为几乎平 行的贯穿膜壁的圆柱状毛细孔结构。
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微滤膜(MF)
一、背景知识
1.3微滤膜特点
绝对过滤材料、孔径均匀 孔隙率高(70%以上) 过滤精度高、通量大、厚度薄,吸附量小、无 介质脱落 不产生二次污染 颗粒容纳量小、易堵塞21微滤膜来自MF)三、微滤膜的应用
③乳制品行业(原料乳的初步处理)
原料乳中微生物的污染及体细胞的数量多少对乳 制品的质量、风味和保质期具有重要的影响作用。 由于微生物和体细胞在乳中的存在, 还会释放许多 耐热性较强的酶, 在杀菌后仍会残留酶活性而分解乳成分, 降低了产品的质量和风味。因此微滤膜在乳制品行业也有 着独特优势与广阔前景。
微滤膜超滤膜纳滤膜反渗透膜

微滤膜超滤膜纳滤膜反渗透膜1. 开场白哎,朋友们,今天咱们要聊的话题可谓是“直击水源”,听起来有点高大上,但其实就是跟水处理相关的各种膜,听起来是不是有点拗口呢?别着急,咱们慢慢捋顺这些东西,让它们不再神秘,咱们就从微滤膜开始说起。
1.1 微滤膜微滤膜呢,听着就字面意思,简直是为水里那些“小猪小狗”准备的。
它可以把水里的大颗粒固体和一些细菌过滤掉,像是给水洗个“淋浴”。
想象一下,就像你家里的筛子,能把面粉里的大块东西筛掉一样。
哎,也就是微滤膜帮忙把这些脏东西剔除,水清澈了咱的肚子也舒服。
不过,微滤膜的孔径可不大,最大也就0.1微米,像抓小鱼的小网,只能抓到“虾米”,更小的家伙们可就通过了。
所以,毒菌真的还是得交给伙伴们来处理。
1.2 超滤膜再说说超滤膜,别看它名字里多了个“超”字,但其实就是个稍微“厉害点”的家伙。
超滤膜呀,对水里的小生物可比微滤膜更凶猛,能帮助我们剔除掉细菌和病毒。
可别小看这个膜,它就像是防弹衣一样,不仅能抓住大肚汉,还能对付那些微小的“坏蛋”。
这个膜的孔径在0.01微米左右,感觉有点像给水扎上了“防护网”。
好比你去商场,门口有个保安,专门把进来的“问题人物”拦在外面,有了超滤膜,我们的水质真是越来越坚固了。
2. 纳滤膜说完了微滤和超滤,咱们再聊聊这个“纳滤膜”。
这小家伙可就高端多了,孔径才0.001微米,简直是水处理界的“高富帅”。
它不仅能删除杂质,还能处理一些小分子物质,这就像在市场上挑剔食材,挑挑捡捡,把不喜欢的都剔除掉。
同时,纳滤膜也对那些大分子物质有点手腕,可以不让它们轻易溜进来。
特意提醒一下,纳滤膜不仅能做这些功能,还是节水的好帮手呢!能把水再利用,真是善始善终,不让水白流水!2.1 反渗透膜最后,咱们再聊聊反渗透膜,它简直是膜中的“老司机”。
它的孔径更小,才0.0001微米,对水中的肮脏物质简直是“无孔不入”。
不管是盐分、重金属还是小病毒,通通都得听它的。
有点疯狂吧,感觉就像在给泉水加了一层“马甲”,妈呀,水也要穿上“保护服”,太厉害了!2.2 科普时刻不过,大家别忘了,虽然这几种膜各有千秋,功能各异,但其实他们是一家子,就像咱们每个人都能在生活中游刃有余,没什么不可兼备的。
膜分离工程 第四章 微滤

2、阻力(覆盖层)模型
起源于经典过滤理论,是以渗透通量、覆盖层阻 力和膜的阻力之间的关联为出发点的。其一般表 现形式为 P
J
(R m R c)
∆P为操作压力;µ为流体粘度;Rm为膜阻力;Rc 滤饼层阻力
六、 膜材料及制备方法
选择膜材料依据材料加工求、耐污染能力以及化学稳定性 等是主要的考虑因素。常用微滤膜材料
微滤膜材料
• 3 、混合纤维膜(CN-CA)膜 • 膜性能较好,成本低,亲水性好,正常使用温度 75℃,可以热压灭菌(120 ℃,30min),适用 于烃类过滤,能够代替硝酸纤维素应用于制药工 业及电子工业液体过滤,也可用于生物化学、微 生物学、临床医疗诊断、水质、酒类、油料的检 验分析等。 • 4、聚酰胺滤膜 • 膜性能好,成本较高,可以在室温下使用。能耐 碱,在酮、脂、醚及高分子醇中不易被侵蚀,但 不耐酸,可用于过滤弱酸、碱和一般有机溶剂, 也可用于电子工业抗蚀剂的过滤。
五、微滤过滤数学模型
达西定律(Darcy's law):当低流速流体经过多孔介质时, 流体的平均流速与摩擦阻力造成的压力降成正比关系 The volume flow through these microfiltration membranes can be described by Darcy's law(达西定律), the flux J through the membrane being directly proportional to the applied pressure: J = A △P where the permeability constant A contains structural factors such as the porosity and pore size (pore size distribution). Furthermore, the viscosity of the permeating liquid is also included in this constant. 微孔模型 阻力(覆盖层)模型
微滤-超滤-纳滤资料

超滤膜的应用
• 超滤从70年代起步, 90年代获得广泛应用 ,已成为应用领域最广的技术。
蛋白、酶、DNA的浓缩 脱盐/纯化 梯度分离(相差10倍) 清洗细胞、纯化病毒 除病毒、热源
三、纳滤(NF)
纳滤技术是反渗透膜过程为适应工业软化水的需求
及降低成本的经济性不断发展的新膜品种,以适应 在较低操作压力下运行,进而实现降低成本演变发 展而来的。
膜组器于80年代中期商品化。纳滤膜大多从反渗透
膜衍化而来。
纳滤 (NF,Nanofiltration)是一种介于反渗透和超
滤之间的压力驱动膜分离过程。
微滤、超滤、纳滤
膜分离技术
膜分离定义:
膜分离过程以选择性透过膜为分离介质,当膜 两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差 等)时,原料侧组分选择性地透过膜,以达到分离 、提纯的目的。
通常膜原料侧称膜上游,透过侧称膜下游。不 同的膜过程使用的膜不同,推动力也不同。
膜分离技术的优点
• 膜分离技术在分离物质过程中不涉及相变,对能量 要求低,其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3~ 1/8,因此和蒸馏、结晶、蒸发等需要输入能量的 过程有很大差异;
医药产品的除菌 酶的提取 激素的提取; 从血液中提取血清白蛋白; 回收病毒;从发酵液中分离菌体,
从发酵液中分离L-苯丙氨酸 酿酒工业 化学工业
例
1.蛋白酶的浓缩
超 滤 装 置 示 意 图
超滤过程示意图:
截留液
背压阀
△P出
蛋白酶液
平板式 超滤膜
第四章微滤与超滤

第四章微滤与超滤
UF的分离原理
2.超滤膜材料与组成 超滤膜早期用的是醋酸纤维素膜材料,以后还用聚
砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、氯 乙烯醇等以及无机膜材料。超滤的操作模型可分为重 过滤和错流过滤;组件类型有中空、卷式、平板、管 式等几种。其中中空纤维膜是超滤技术中最为成熟与 先进的一种形式。中空纤维外径φ0.5—2.0mm, 内径φ0.3—1.4mm,中空纤维管壁上布满微孔, 原水在中空纤维外侧或内腔内加压流动,分别构成外 压式和内压式。超滤是动态过滤过程,被截留物质可 随浓缩水排除,配合定期反洗及化学清洗,可长期连 续运行。
2.微滤膜材料与组成 微滤膜的材质分为有机和无机两大类,有机聚合
物有醋酸纤维素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺 等。无机膜材料有陶瓷和金属等。膜的孔径大约 0.1~10μm,其操作压力在0.01-0.2MPa左右。微滤过 程操作分死端过滤和错流过滤两种方式。在死端过滤 时,溶剂和小于膜孔的溶质粒子在压力的推动下透过 膜,大于膜孔的溶质粒子被截留,通常堆积在膜面上。 随着时间的增加,膜面上堆积的颗粒越来越多,膜的 渗透性将下降,这时必须停下来清洗膜表面或更换膜。 错流过滤是在压力推动下料液平行于膜面流动,把膜 面上的滞留物带走,从而使膜污染保持一个较低的水 平。
4.超滤膜分离的技术特点: a.在常温和低压下进行分离,因而能耗低,从而使设 备的运行费用低。 b.设备体积小、结构简单,故投资费用低。 c.超滤分离过程只是简单的加压输送液体,工艺流程 简单,易于操作管理。 d.超滤膜是由高分子材料制成的均匀连续体,纯物理 方法过滤,物质在分离过程中不发生质的变化,并且 在使用过程中不会有任何杂质脱落,保证超滤液的纯 净。
第三讲-微滤1

复合膜(Composite Membrane)
区别与联系
The function of membrane
• 分离型:以分离为目的 • 反应型:控制反应物的输入或生成物的输出 H2O=H++OHCO2=CO+O2
分离膜的制备工艺
平板膜制备示意图
中空纤维膜制备示意图
Some items of membrane process
终端过滤 污染严重
错流过滤 污染轻
膜分离的形式—错流过滤
Permeate P3 P1 P2
F eed
C ro ssflo w m em b ran e m o d u le R ecircu latio n lo o p
R eten tate
几个注意的问题
• RO之前要有预处理工艺 • 对于海水不能直接用RO脱盐 • 矛盾:通量和截留率-皮层
微 滤
崔振宇
天津工业大学材料科学与工程学院
内 容-content
•Introduction •The types and characters of MF •The separation mechanism of MF •The math description of MF微滤过程的数学描述
常用的模型
•孔模型
•扩展的浓差极化模型 •覆盖层模型
•沉积模型
•。。。。。。
孔模型
理想情况下(膜上均匀地分布着大小均匀的孔,没有膜污染,浓差极化可 忽略)可用Hagen-Poiseuille定律描述在微滤过程中流体通过膜的流动
线性关系
该模型一般只在低压、低料液浓度、高流速下才存在。即在压力控制区内才成立
2。微滤膜

1 RVP /V0 NF
式中,R为膜对产物分子的截留率。 ➢ 由上式可知,当截留率为100﹪时,产物与透过物无关,
不会损失; ➢ 当截留率﹤1.0时,透过比越大,产物的损失率越大; ➢ 透过比往往与纳滤膜对盐的脱除率有关,采用脱盐率较高
5. 纳滤
❖5.1 纳滤脱盐率 ❖纳滤膜,早时称疏松型反渗透膜(loose RO),
由于其分离特性与反渗透类似,因此也称为低压 反渗透膜。 ❖ 纳滤膜膜面或膜内一般带有负电基团,如COOH、-SO3H等荷电载体。反渗透膜几乎可 完全截留相分子质量为150的有机物,而纳滤膜 对相对分子质量大于200的有机物及二价离子有 较高截留作用。
1 ln(1 0.4
0.95)
7.49
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由此看出,要脱除料液中95﹪的盐, 若选用脱盐率为90﹪的纳滤膜,仅需3倍 于料液的渗透量;若选用脱盐率为40﹪ 的纳滤膜,则需要8倍于料液的渗透量。
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❖ 以上均是在假定纳滤过程对盐的脱除率下进行的,也就是 在纳滤过程中对染料分子的截留率均为100﹪。
三者的统一效应组成了超过滤分离物质的机理。
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4.4 超过滤膜的种类及其特性
用于制备反渗透膜的材料也可以用来制备超过滤膜,只 是制膜液的组分配比不同和成膜工艺不同而已。
二醋酸纤维素膜:是最常见的超滤膜,它可以按截留
不同的分子量成为一个膜系列。 ❖ 膜孔径大小是由制膜组分间的配比与成膜条件决定。如截
留分子量力10000左右的膜,它的制膜液组分为二醋酸纤 维素、丙酮、甲酰胺,它们之间的重量百分比分别为16.3 %、44.5%和39.2%。 ❖ 二醋酸纤维素超过滤膜的成膜工艺和反渗透的成膜工艺相 近似,它在凝胶成型后,不需要再进行热处理。
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日本东丽污水处理工程
日本东丽集团3600T/d污水处理工艺:采用微滤方式作为预 处理,微滤膜精度0.1微米,整套系统采用自动冲洗和自动 加药装置,可设定程序进行自动正冲洗、反冲洗、空气清洗
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陶氏Ashkelon海水淡化项目
陶氏在Ashkelon海水淡化项目采用微滤+反渗 透技术,处理量1亿吨/年
原料:聚丙烯
熔喷现场
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微滤膜过滤原理
筛分过程,操作压力一般在0.07-0.7MPa,原料液在静压 差作用下,透过一种过滤材料。过滤材料包括:折叠滤芯、 熔喷滤芯、布袋式除尘器等。透过纤维素或高分子材料制成 的微孔滤膜(微孔膜的规格目前有十多种,孔径范围为 0.1~100 μm,膜厚120~150微米),利用其均一孔径,来 截留水中的微粒、细菌等,使其不能通过滤膜从而被去除。 决定膜的分离效果的是膜的物理结构,孔的形状和大小。
微滤膜+碳棒
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THANKS 净水设备 •研发中心
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此课件下载可自行编辑修改,仅供参考! 感谢您的支持,我们努力做得更好!谢谢
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Hale Waihona Puke 微滤在家用净水行业应用微滤技术在家用净水行业主要有以下两种应用方式:
➢ 反渗透和超滤的预处理工艺:反渗透和超滤主要应用于水 质较差地区,微滤作为前端处理可以保证出水颗粒物的含 量不会严重影响反渗透/超滤膜的性能,延长反渗透/超滤 膜的寿命,当下应用最广泛的微滤滤芯就是熔喷PP棉滤芯。
高压开关
微滤技术
PP 棉 滤 芯
双进水 电磁阀
前置活 性炭滤
芯
反渗透 滤芯
后置活 性炭滤
芯
压力罐
增压泵
鹅颈龙头
自来水进口
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单向快接
废水比 电磁阀
废水出口
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➢ 微滤膜+活性炭技术:主要用于水质情况较好的地区,如 未受污染的山区地下水。此技术在欧洲和美国已经得到广 泛应用,如3M、GE、Brita等知名企业都有许多此类产品, 采用平板微滤膜环绕在碳棒上,制作成单级复合滤芯。
➢ 抗性高,纳污能力强,部分材质膜抗酸碱、抗氧化能力强, 能适用各种恶劣水质,如PVDF(聚偏氟乙烯)性能稳定, 寿命长抗酸碱高温等;
➢ 成本低,部分无机膜清洗方便,可重复使用。
缺点:制备工艺的限制,微滤对于水中离子、有机物、病
毒等小分子物质几乎没有去除效果
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微滤在工业上应用
微滤在工业上具体应用主要有以下几个方面 ➢ 海水淡化工程:作为工业反渗透进水的预处理工艺 ➢ 工业污水处理:微滤主要应用处理污水中大颗粒杂质 ➢ 制药行业:液体-固体分离 ➢ 饮料行业:液体-固体分离 ➢ ………
微滤膜
• 微滤膜种类
• 按膜形式来分:平板膜、中空纤维式、熔喷式(PP棉)、 线绕式、折叠微滤膜
• 按膜材料来分:有机膜(PP、PVC、PVDF、PES等)、无机 膜(陶瓷膜、氧化铝膜)
平板膜
中空纤维膜
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熔喷PP棉
无机陶瓷膜
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微滤膜制备工艺
➢ PP棉滤芯制备方法:PP棉是目前家用净水行业应用广泛的 微滤技术,工业上制备采用熔喷法,通过高温熔融聚丙烯 与降温材料,喷出丝状PP,卷制而成,一般精度范围在1100微米范围
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筛分原理
1、膜表面截留作用:机械截留作用,膜会截留大于其 孔径或与其孔径相当的微粒;物理作用或吸附截留,包括吸 附和电性能影响;架桥作用,在膜孔的入口处,微粒因架桥 作用而被截留。
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2、膜内部截留作用:对于表面层截留(表面型),接近于 绝对过滤,易清洗,但杂质捕捉量相对于深度型较少;而对 于膜内部截留(深度型)而言,接近于公称值过滤,杂质捕 捉量较多,但不易清洗,多属于用毕废弃型。
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微滤膜过滤方式图
错流过滤
死端过滤
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各种过滤系统过滤精度图
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微滤膜应用方向
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微滤技术的优势
与传统水处理工艺相比,微滤具有以下几点优势:
➢ 占地面积小,膜面积大,有效过滤面积高; ➢ 制作工艺成熟,精度高,0.1微米-100微米范围内,微滤
膜都能满足处理要求;
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我司微滤技术应用现状
➢ 我司作为国内家用净水行业的龙头企业,对于各种水处理 方法都积累了丰富的经验,目前我司微滤技术应用主要是 采用熔喷PP棉滤芯,与活性炭、反渗透、超滤搭配使用, 构建不同的水处理系统来应对各种不同进水水质情况。
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➢ 目前单纯的PP棉使用已经不能满足我司产品要求,因此需 要开发新一代的微滤技术来代替现有PP棉系统,目前公司 正在对新的微滤技术应用进行研究:折叠微滤膜、平板微 滤膜+碳棒复合滤芯。
➢ 无机膜制备方法:无机微滤膜(主要是陶瓷膜)一般采用 烧结法制备,精度可达0.1微米
➢ 有机微滤膜制备方法:工业制备有机微滤膜方法较多,常 见的有拉伸法(PP平板膜)、溶致相分离法(PVDF微滤膜 )、热致相分离法(PES微滤膜)等,可达到各种分离精 度,且孔径分布均匀
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PP棉滤芯制备现场