中空纤维膜过滤系统
中空纤维超滤的原理及作用
中空纤维超滤的原理及作用中空纤维超滤是一种通过半透膜将溶质和溶剂进行分离的膜分离技术。
它具有操作简便、能耗低、处理能力大、处理效率高等优点，在水处理、脱色、脱盐、浓缩、血液透析等领域具有广泛的应用。
中空纤维超滤的原理是利用中空纤维膜的微孔结构将水分子和小分子溶质通过，而拦截大分子溶质和悬浮物，实现物质的分离。
中空纤维膜是由一层薄膜材料包覆在一个中空的纤维管道上构成，薄膜材料通常为有机聚合物，如聚酰胺或聚砜等。
膜表面具有大量微孔，孔径通常在0.01-0.1微米之间。
当液体通过中空纤维膜时，较小的溶质分子和水分子可以穿过膜孔，而较大的分子和悬浮物则无法通过，从而实现物质的分离。
中空纤维超滤具有以下几个主要作用：1. 浓缩：中空纤维超滤可以将液体中的溶质分子进行浓缩。
在超滤过程中，液体中的水分子和小分子溶质可以通过膜孔被过滤出来，而较大的分子则被留在滤液中。
通过连续操作，可以将溶质浓缩到一定的程度，减少物质的体积，方便后续的处理和利用。
2. 分离：中空纤维超滤可以将混合溶液中的杂质和溶质进行有效分离。
相对于传统的过滤方法，中空纤维超滤具有更高的分离效率和更好的分离效果。
它可以将高分子物质、胶体粒子、悬浮物等有效地留在滤液中，使得滤液更加纯净。
3. 脱色：中空纤维超滤还可以用于脱除溶液中的杂色物质。
其原理是通过膜孔的尺寸选择性地将颜料、色素等杂色物质过滤出来，从而实现溶液脱色的目的。
与传统的脱色方法相比，中空纤维超滤更加高效、经济、环保。
4. 脱盐：中空纤维超滤可以用于水处理领域中的脱盐。
当海水、工业废水等盐溶液经过中空纤维超滤时，水分子和小分子溶质可以穿过膜孔，而大部分盐离子被截留在滤液中，从而实现盐的脱除。
这种方法相对于传统的蒸馏、离子交换等方法，具有更低的成本和更高的效率。
总之，中空纤维超滤是一种有效的膜分离技术，可以实现物质的浓缩、分离、脱色、脱盐等多种功能。
它在水处理、废水处理、食品加工、制药等领域具有重要的应用价值，并且随着技术的不断发展和完善，其应用领域将进一步扩大。
中空纤维超滤膜过滤层结构-MOTIMO
Section 1 中空纤维超滤膜过滤层结构（海绵体、指状孔）比较
中空纤维膜的过滤层主要分为海绵体结构和指状孔结构。
表1 中空纤维膜的过滤层结构比较
KOCH
MOTIMO
过滤皮层 指状孔结构
海德能
ASAHI
过滤皮层
海绵体结构
Section 1 中空纤维超滤膜过滤方式（内外压）比较PVDF中空纤维膜采用外压式结构，即污水在膜丝外表面流动，在压力作用下水从膜丝外侧向内侧渗透，在膜丝内侧收集到产品水。
PES（PVC）中空纤维膜采用内压式结构，即污水在膜丝内表面流动，在压力作用下水从膜丝内侧向外侧渗透，在膜丝外侧收集到产品水
表2 外压式和内压式的比较。
中空纤维膜组件工作原理
中空纤维膜组件工作原理
中空纤维膜组件是一种由中空纤维制作而成的膜元件，它是一种新型的过滤组件，该组件主要采用了物理和化学的方法将水中的杂质、细菌和病毒等有害物质分离出去，使水得到净化，具有过滤效果好、出水水质稳定等特点。
一、过滤原理：
在压力作用下，清水从进水口进入膜内，从出水口流出，由于膜孔的限制，溶液中的杂质（如胶体、细菌、病毒等）被截留在膜孔内或膜孔外的流体中，从而使溶液得到净化。
同时，由于膜的机械阻挡作用，在膜内形成了一种独特的不对称结构——压力差膜。
由于流体在压力差作用下使溶液中的物质发生迁移和扩散现象，从而达到分离和净化物质的目的。
二、分离过程：
在过滤过程中，溶液通过多孔膜时产生压差，被截留的杂质颗粒被膜孔阻挡而不能透过膜孔而进入溶液中。
当压力高于液体的饱和蒸汽压时（即渗透压），溶剂（如水）由进水口进入膜内与中空纤维膜孔中的流体充分接触后，从而达到分离净化目的。
—— 1 —1 —。
中空纤维超滤器的原理
中空纤维超滤器的原理中空纤维超滤器的工作原理主要包括以下几点:
1. 采用中空纤维膜
中空纤维膜由大量中空的纤维管组成,壁具有微孔结构。
2. 利用压力差通流
在膜两侧形成压力差,使溶液能够在纤维管内流通。
3. 分子筛作用
纤维管壁的微孔只允许小分子通过,大分子被阻挡在外。
4. 滤液和浓液分离
小分子经过微孔进入管腔,将溶液分为滤液和浓液两部分。
5. 液体高效接触
中空纤维提供大的接触面积,有利于溶液分子与膜表面交换。
6. 重复循环操作
采用截留和反冲洗等方式,实现对溶液的连续处理。
7. 自洁特性
中空纤维内外压力交替变化,具自清洗功能。
8. 易碎不易堵塞
中空纤维不易淤堵,但摩擦易碎裂,使用需谨慎。
9. 可设计不同分离量子
调整膜材料和结构可实现不同分离要求。
10. 应用灵活广泛
可用于水处理、食品制备、污水处理、医药滤过等领域。
中空纤维超滤膜的技术与过滤方式
中空纤维超滤膜的技术与过滤方式2019.11.26中空纤维超滤膜是超滤膜的一种。
它是超滤技术中较为成熟与先进的一种技术。
中空纤维外径：0.5-2.0nm，内径：0.3-1.4nm，中空纤维管壁上布满微孔，孔径以能截留物质的分子量表达，截留分子量可达几千至几十万。
超滤膜是较早开发的高分子分离膜之一。
超滤技术是一种广泛用于水的净化，溶液分离、浓缩，以及从废水中提取有用物质，废水净化再利用领域的高新技术。
特点是使用过程简单，不需加热，能源节约，低压运行，装置占地面积小。
中空纤维超滤膜是采用食品级树脂经过一定工序制成的细长圆柱状膜丝，具有过滤精度高0.1~0.01微米，能将水中大于0.01微米的物质滤除，出来的水质可以直接饮用;中空纤维超滤膜只能将水中的化合态物质滤除如：泥沙、铁锈、胶状体、悬浮颗粒、热毒、细菌、大肠杆菌和重金属等，游离态物质却过滤不了如：钙离子、锌离子、铁离子等等;中空纤维超滤膜过滤出来的水质PH值基本没有改变，而且水中的矿物质还保留下来，所有比较适合家里有老人和小孩饮用。
中空纤维超滤膜按照水质过滤方式分有两种：外压式超滤膜：外压式超滤膜采用食品级PP和PE树脂(制作方法同内压膜，区别在于膜丝直径的粗细;后面详细说明)。
PP(聚丙稀)外压式超滤膜采用：高温挤丝~(烤箱烘烤~机床拉丝重复四次)~裁丝~灌胶~捡漏~酒精浸泡~冲水(将膜丝内部酒精冲洗掉)~浸泡消毒(偏于长期保存)等二十几个工序。
PP(聚丙稀)外压式超滤膜属于典型物理超滤膜，具有物理性能稳定、精度高、膜丝韧度强等优点：PP(聚丙稀)外压式超滤膜属于超滤膜中小膜，它的外径：450-460μm，内径：350-360μm，管壁厚50μm，是属典型的热相拉伸膜。
PP(聚丙稀)外压式超滤膜工作原理是：1、当水在水压的作用下流向超滤膜的外壁，大于0.01微米的物质被超滤截留下来，小于0.01微米的水和游离态物质从膜孔中穿过，从而达到净化水质的效果。
中空纤维超滤膜使用说明
中空纤维超滤膜使用说明书SRUF90中空纤维超滤膜使用说明1、净化水原理：RHUF90型中空纤维超滤膜采用先进的内压式膜分离技术，在常温和低压下分离，它具有能耗低，过滤精度高、产水量大、抗污能力强等优点，可有效滤除水中的细菌、胶体、悬浮物、铁锈等有机害物质，产水水质干净、卫生、SRUF90膜净化水原理下图一所示：2、技术参数：•进水水源：市政自来水；纯水通量：1500升/小时(在25℃，0.2MPa进水压力下测试)•工作压力：0.1—0.2MPa；使用温度：5℃---45℃•最大进水压力：0.5MPa；截留分子量：10万道尔顿, 3万道尔顿•进水PH值：2—12；最大透膜压差：0.3MPa•最大反洗压力：0.3MPa；膜材质：改性聚氯乙烯，聚砜•壳体材质:PVC；纤维内外径：0.9mm/1.5mm•端封材料：环氧树脂有效膜面积：3024m2•产水浊度：﹤0.1NTU；污染密度指数(SDI) ﹤1•悬浮物，微粒（﹥0.2μm）：100%去除微生物、病原体：99.99%去除•建议设计产水量：500---1000升/小时•外形尺寸（直径×15长度）：Ф90×1060MM•进水水质：浊度≤15NTU，在使用地表水、河水、井水等其它水源时应增加前级处理，建议增加50μm以下精密PP过滤进水浊度≤15NTU。
3、产品尺寸图4、安装与使用：3.1单支超滤膜的安装与使用：3.1.1安装：RHUF90膜的安装尺寸如图二所示，需要拧紧超滤膜端盖时可采用如图三所示的扳手进行拧紧，此扳手为拧紧3〞管件的标准扳手，在销售PVC管路的商店均可买到。
如图四连接管路，确保管路无漏水现象。
3.1.2使用：打开阀1、阀3、关闭阀2、调节阀4使压力表指示在工作压力0.2MPa，此时净水出口处的纯水通量可达到1500升/小时，以自来水为进水水源时，因自来水水质的差异，其净水能量会低于1500升/小时。
3.2两只超滤膜以上的安装与使用：3.2.1安装：如图五连接好管路，保证管路无漏水现象，拆卸扳手使用图三所示的通用扳下。
中空纤维膜
超滤过程无相转化，常温下操作，对热敏性物质的分离尤为适宜，并具有良好的耐温、耐酸碱和耐氧化性能， 能在60℃以下，pH为2-11的条件下长期连续使用。
决定膜的分离效果的是膜的物理结构，孔的形状和大小。微孔膜的规格目前有十多种，孔径范围为0.1～75 μm，膜厚120～150&μm。
种类
混合纤维酯微孔滤膜;硝酸纤维素滤膜;聚偏氟乙烯滤膜;醋酸纤维素滤膜;再生纤维素滤膜;聚酰胺滤膜;聚四 氟乙烯滤膜以及聚氯乙烯滤膜等。技术常用于电子工业、半导体、大规模集成电路生产中使用的高纯水等的进一 步过滤。
中空纤维膜
非对称膜
01 简介
03 种类
目录
02 原理 04 技术应用
05 应用领域
07 相关产品
目录
06 采用方案
பைடு நூலகம்
中空纤维膜是指外形像纤维状，具有自支撑作用的膜。中空纤维膜是以聚砜、二甲基乙酰胺为原料加工成中 空内腔的纤维丝，再除以高渗透性聚合物，具有选择性渗透特性。由于水蒸气、氢、氨和二氧化碳渗透较快,而甲 烷、氮、氩、氧和一氧化碳等渗透较慢,这样就使渗透快的与渗透慢的分离。中空纤维丝的外径通常是500~600 pum、内径为200~300 pum,做成3一6米的纤维束装入耐高压金属壳体内，纤维束一端被密封，另一端用特殊配方 的环氧树脂粘结在一起。
感谢观看
采用方案
双向流（TWF）中空纤维膜分离系统连续膜过滤系统（CMF）膜生物反应器（MBR）浸入式帘式膜抽滤可根据 曝气池尺寸灵活定制膜技术在国内已开始广泛应用，膜技术推广也已进入成熟期，采用膜技术进行污染物与水分 子进行分离，可将宝贵的水资源进行二次利用，同时污染物中的贵重金属离子也可以过滤浓缩回收使用，经济效 益十分可观，知名石化、羊绒制造、饮料、医药、城市污水处理等单位已大规模应用，不占地，不耗费能源，投 资收益明显，前景极为广阔。
中空纤维微滤膜滤芯分离原理及特点
中空纤维微滤膜滤芯具有良好的分离净化功能，是家用净水器及其它形式净化装置的配套专用产品。
滤芯(膜)分离孔径为0.1--0.3微米。
可有效截留水中的细菌，大肠杆菌，胶体悬浮物等有害物质。
聚烯烃中空纤维微孔膜耐酸、耐碱、耐高温、性能稳定、强度高、无毒无味、即可作为疏水膜使用，又可作为亲水膜使用。
中空纤维微滤膜滤芯与具有其它功能的滤芯配套使用，可以明显提高和改善家庭、宾馆、酒店、公寓、高层住宅饮用水及其它形式净化设备的滤后效果，净化效果显著。
（以符合国家标准的城市自来水为原水）标准产品为长度10--40英寸中空纤维滤芯（膜），分别为国际通用压入式和国内通用插入式两种形式。
中空纤维微滤膜滤芯分离原理：在压力驱动下，溶液中的水等尺寸小的物质可通过中空纤维膜壁上的微孔被被传递到膜的另一侧，溶液中细菌、胶体悬浮物、颗粒等尺寸大的物质则不能透过中空纤维壁孔而被截留，从而达到溶液分离净化的目的。
主要特点：1.膜材料为聚丙烯，抗冲击及耐磨性能好。
2.采用中空纤维型膜结构，单位体积膜产品的有效膜面积大，过滤分离效率高。
3.膜分离孔径为0.1--0.3微米，孔隙率50%--55%，截留分子量9万，可实现精密无菌过滤。
聚丙烯微孔膜性能指标：内径300μm～400μm；壁厚35μm～55μm；孔隙率45%～55%；纯水透过量150～250L/m2oh (0.1Mpa，20℃)；透气量(N2):4～6m3/m2oh (0.01Mpa，20℃)；应用性能指标：净化水符合国家饮用水标准；空气净化细菌滤除率：99.9%；液体(H2O)充气:氧含量50～100mg/L (0.15～0.2Mpa，常温)；CO2混合倍数3.0倍(温度17℃～20℃，操作压力＞0.30MPa)；液体脱气：气体脱除率(O2):80%～90% 。
主要用途：1.宾馆、饭店无菌精华供水。
2.家庭、机关、团体净化装置除菌过滤。
3.制造、加工行业的电泳漆回收与分离。
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•60 psig
•10 to 50 lpm
•0.05 to 3 lpm
•10 to 250 l
GrandStand System
Pilot/Process System 特性：
•车载式 •可与其他生产设备相连接 •设计装配单根或2根滤柱 •可装备三种长度滤柱的可滑动支架
处理量：
•200-2,000L
另外可选配件：
•用于温度控制的热交换器 •2.5和5L的储液器 •FS-04LVS-RLP 配套系统： 带高压切断装置的转子泵 泵流量：可达 10 lpm/25 psig
•处理量: 5 to 20L
•最小保留体积: <150 ml •透过速度: 5 to 500 ml/min •可选滤柱: 4m, 4x2m, 5, 6
Selection of CFF/TFF Products
Creating Product Numbers
•前三个字母代表： 微滤或超滤 微滤—CFP 超滤—UFP •接下来是孔径： 750 表示750,000 NMWCO 6 表示 0.65 micron •接着是纤维管直径： B – 0.25 mm C – 0.5 mm D – 0.75 mm E – 1.0 mm H – 2 mm K – 3 mm
•0.25—B •0.5—C •0.75—D
•1.0—E
•2.0—H •3.0—K •Cartridge Lengths in inches (cm)/柱通道长度 •13 (33): MM,3,4,5,8,35/37,45 •25 (63): H22/H24,3X2,4X2,6,9,55,65,152 •43 (110): H42,75,85,154
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在未来5年内，我们的膜分离业务将创造5千万美金的业绩！
原A/G Technology: AG Technology公司于1981年成立，总部设在Needham, Massachusetts, USA，主要产品 是中空纤维微滤、超滤器及设备,是一家从事生物药物生 产所用过滤系统的固定供货商，公司有28位雇员，年销售额为 9百万美元 ，由于它的中空纤维(hollow-fiber)过滤 技术增加了它在日益增长的过滤市 场中的份 额，其年增长达 20%左右。
另外可选配件：
•用于温度控制的热交换器 •用于除菌的高压蒸汽灭菌组件 •转子泵（Rotary Lobe Pump） •泵流量：可达 1.6 lpm •购置预算：$2200 to $5300
FlexStand System
Low Void-Volume/Laboratory Scale
•特性：
•模块化概念： 可选择转子泵或着蠕动泵 可扩展到 FS-01S
主要有以下应用：
微滤： •除菌／除颗粒 •澄清 •菌体／细胞收集 超滤： •细胞收集/洗涤 •蛋白浓缩、除盐、分离和纯化 •病毒浓缩/去除 •缓冲液置换 •悬浮固体/颗粒去除 •溶液澄清
•航空
•核能 •环保
Objective Market
与传统的Amersham Biosciences其他产品一样：
MidJet System
Laboratory scale
特性：
•处理量:50-500毫升 •最低保留体积：2毫升 •适配滤柱—MidGee and MidGee Hoop 滤柱 ，过滤面积16 to 74 cm2 •透过速度： 0.2 to 2 ml/min •储液器：30, 120, 与 175 ml •可高压蒸汽灭菌
Focus On: Biosciences-
生物科学
（主要：生物制药下游工艺-膜分离）
September, 2002
Sam Sun Membrane Separation Group
Major Membrane Products
Hollow Fiber Cartridge
Special Features
Selection of CFF/TFF Products
孔径/截留分子量
要考虑的因素：
•截留物的大小（直径） •截留物的大体形态：球状/椭球状/柱状/线状…… •截留物的稳定性：稳定/不稳定
确定原则：
•截留：膜孔径/截留分子量应为目标物的1/2-1/5
•透过：膜孔径/截留分子量应为目标物的10倍
可选配件
•所有的生产特色配件 •热交换器 •在线灭菌(SIP) •不锈钢储液器 •PLC控制装置
Customized System
Production Scale
Customized System
Production Scale
September, 2002
Sam Sun Membrane Separation Group
•透过速度： 0.05 to 20 lpm
Basic system including plastic, CIP tank, and single size 65 MaxCell cartridge
GrandStand System
Pilot/Process System
备选滤柱
•型号：35, 55, 75, 45, 85 •滤膜面积：1 to 26 m2
•高级系统配备压力传感器和数字显示面板
•购买预算：$1,300-3,000 •主要竞争产品：Millipore Pellicon XL 50/Pall Mini-Ultrasette 系统及相关杯式超滤器
QuixStand System
Laboratory Scale 特性：
•可装配两种通道长度的滤柱(30/50cm) •三种标准配置（有泵或无泵可选） •三种储液器：400/1,000/2,500mL
•滤膜面积：0.04 to 0.48 m2
•购置预算: $4400 to $16000
FlexStand System
Pilot Scale
特性：
•中式/生产多功能 •模块化概念 •可转化为low-void volume模式 •处理量：10 to 250 L •最低保留体积：800 ml •透过速度：0.05 to 3 lpm •可选滤柱：8, 9, 35, 55 •滤膜面积：0.36 to 3.2 m2
Hollow Fiber Cartridge
VirA/Gard Viral Retention Membrane Cartridges
•专用于病毒和病毒颗粒的去除
•通过美国BioReliance（Rockville, MD, USA）认证测试 •可提供病毒去除数据和完整性检测流程 •可高压蒸汽灭菌 •经完整性测试确认后，可重复使用多次 •从实验室、中试直到大生产，有多种型号滤柱可选 •截流分子量：100，300，500，750K •膜面积：0.0095-4.4m2 (单柱)
•TC 接口
•自动恒流洗涤 •处理量：500 ml to 10 L •最小保留体积：35 ml
•透过速度：1 to 150 ml/min
•可选滤柱：3M, 3X2M, 4 和 4X2M •滤膜面积：0.01 to 0.14 m2
QuixStand System
Laboratory Scale
QuixStand Lab Scale (<5 to 10 l)
•有高压灭菌和在位蒸汽两种型号（UF和MF）
•高压UF可达50PSIG（3.4巴）的过膜压力 •膜面积、 UF/MF孔径和腔直径可选择范围较宽 •有为升级现有的系统的各种标准连接件。
A/G HF VS. Plate & Frame and Spiral Wound Cartridges
•全装配好的，成套的柱体(一体化的柱体设计) •开放的进料通道而没有隔筛 •自支持的纤维不易脱纤维 •容易清洗而没有潜在的“死”点或滞留点 •小而轻的设计，支架较小；不需要大套或固定架 •柱体和整套可以存储在清洗／灭菌溶液中 •可反冲设计使得可进行交替清洗流程
•Permeate Flow Range •0.2 to 2 ml/min •1 to 150 ml/min •5 to 500 ml/mi to 5 l •5 to 20 l
•Midget •QuixStand •Low Void Vol. FlexStand •FlexStand
September, 2002
Sam Sun Membrane Separation Group
Membrane Filters/Systems
•By Sam Sun •Membrane Separation Group
AB Membrane Separation Group
(Formerly A/G Technology/Innovasep Technology)
•整体套可以使操作者最少触及处理和清洗溶液
•简单、快速的膜置换 / 添加 •从实验室到生产可以线性放大
Hollow Fiber Cartridge
Rating Designation
•Ultrafiltration (NMWCO) •1,000 •3,000 •5,000 •10,000 •30,000 •50,000 •100,000 Microfiltration rating by bubble point and retention behavior. Ultrafiltration rating by marker (PVP and or divalent salt) rejection.
• 2002年2月正式由原A/G Technology 和Innovasep Technology合并组成 ，主要从事膜分离技术的研究和产品开发工作。膜分离部的使命是为我们 的生物制药客户在药物研发和生产过 程中提供技术、产品和服务！ 我们的发展目标是：在Amersham Biosciences公司内部，膜分离部成为专 门以膜为基础的分离部门，致力于下游处理过程。我们将研发一系列创新 膜产品和系统，用于疾病研究、药物研发和制造！