超滤膜性能比较
4040超滤膜性能指标
4040超滤膜性能指标
超滤膜是⼀种⾼分⼦分离膜，它是较早被开发利⽤的⼀种膜技术，早在六⼗年代，超滤装置就已经实现了⼯业化，它在⼯业中的应⽤是较⼴泛的。
超滤膜性能指标：
1、脱盐率
脱盐率=(1–产⽔含盐量/进⽔含盐量)×100%
UF超滤膜的脱盐率在其制造成形时就已确定，脱盐率的⾼低取决于UF超滤膜表⾯超薄脱盐层的致密度，脱盐层越致密脱盐率越⾼，同时产⽔量越低。
超滤对不同物质的脱盐率主要由物质的结构和分⼦量决定，对⾼价离⼦及复杂单价离⼦的脱盐率可以超过99%，对单价离⼦如：钠离⼦、钾离⼦、氯离⼦的脱盐率稍低，但也可超过了98%(膜使⽤时间越长，化学清洗次数越多，UF超滤膜脱盐率越低。
)。
对分⼦量⼤于100的有机物脱除率也可过到98%，但对分⼦量⼩于100的有机物脱除率较低。
2、透过速度
⽔通量-指超滤系统的产⽔能⼒，即单位时间内透过膜⽔量，通常⽤吨/⼩时或加仑/天来表⽰。
盐透过速度—在单位时间、单位膜⾯积上透过的盐量，也叫透盐率、盐通量。
3、回收率
回收率指膜系统中给⽔转化成为产⽔或透过液的百分⽐。
依据预处理的进⽔⽔质及⽤⽔要求⽽定的。
膜系统的回收率在设计时就已经确定，回收率=(产⽔流量/进⽔流量)×100%。
德兰梅尔致⼒于为⽤户提供⽔处理及流体分离在内的膜集成技术整体解决⽅案。
100余名专业⼯程师与科研⼈员在多项实验中齐⼼协作，⽴⾜于多类膜产品的研发与⽣产，满⾜客户需求。
国产膜和进口膜比较
国产膜和进口膜比较膜天膜污水处理系统的特点注:膜天超滤膜与进口超滤膜在质量和性能参数上具有同等水平。
1. 超滤膜组件为国产，整个系统投资成本低。
膜天膜污水处理系统中超滤采用MOTIMO-UOF-4型号，该型号产品性能稳定，主要性能参数和国外同类产品相当，价格只有国外产品的1/2。
2. 超滤膜为超低压节能型膜组件，运行费用低。
膜天膜超滤系统运行压力范围为0.05MPa-0.15MPa，国外同类产品超滤系统运行压力范围为0.15MPa-0.30MPa，可大大节约系统运行过程中的电费。
一般膜组件使用寿命为3-5年，膜组件到使用年限后若使用膜天膜产品，则可以节省大量膜组件更换费用。
3. 售后服务及时膜天膜超滤生产基地在天津滨海新区。
若个别膜组件损坏或需要技术支持，可以24小时以内及时处理。
而国外同类产品的售后服务则需要2周以上时间，有的产品甚至长达3个月之久。
4. 超滤膜为外压丝，对预处理要求低由于内压膜丝进水允许的颗粒最大粒径为膜丝的内径，而外压膜膜丝的进水空间为膜丝外部较大空间，因此内压膜丝对于预处理的要求高于外压膜丝，水质的波动更易使得内压丝产生污染。
外压膜丝运行过程中，水由膜丝的外表面压入膜丝内部，此过程膜丝是压紧状态，会有更好的截留效果;当反洗的过程，反洗水从膜丝内部进入，使得膜丝膨胀，污染物质更容易被清洗下来。
而内压膜正好相反，因此在原水水质较差时，这一工艺差别能明显的反应出来。
5. 超滤膜特有反冲洗系统促使清洗膜组件效果更好由膜外侧流入膜内侧的进水在膜表面积聚起一层颗粒物质，从而导致了一部分膜孔的堵塞。
为了减少膜孔的堵塞并保持良好的膜通量，反冲洗过程需要定期进行。
反冲洗过程由两部分组成:连续气水反洗和单独水洗。
反冲洗过程进行中，过滤过程暂停。
首先，透过水被泵入透过水出水管。
透过水进入中空纤维的空腔，并有内向外以与过滤方向相反的方向流出膜。
同时，压缩空气也由原水入口进入膜组件，空气的冲刷作用使得纤维之间相互摩擦，与水流的连续冲刷共同作用，能够有效的降附着在膜表面以及膜孔中的颗粒冲刷下来。
超滤膜产品调研
超滤膜产品调研目前市场上主流的超滤膜进口品牌有旭化成、科氏、ge、滢格、陶氏、滨特尔、三菱、东丽、西门子等，国产超滤品牌特别多，主流品牌包括求是、美能、天津膜天、招金膜天、北京赛诺、天津森诺、海南立升、宁波水艺、北京坎普尔等等，现从各进口、国产品牌从运用材料、性能等方面进行比较分析。
近期对各膜厂家的资料进行了收集，收集结果如下表1：表1：各品牌超滤膜性能资料超滤膜材料目前市场上的超滤膜运用材料大部分为pvdf、pe、pes、pan等，其中pvdf和pes运用较多，就材料来说,pan为亲水性材质，pvdf,pes 与ps为疏水性材质；所以做成超滤膜，pvdf与pes、ps的跨膜压差要远高于pan〔聚丙烯腈〕，pvdf〔聚偏氟乙烯〕与pes〔聚醚砜〕、ps〔聚苯乙烯塑料〕更简单污堵；pes与ps的抗氧化技能特别强，pvdf次之，pan再次之，pes与ps材料属于刚性材料，比较简单破损，断丝。
所以pes与ps通常设计成内压式且通常不设计风机气洗，如norit、滢格、koch等。
pes与ps对进水的要求相对较高，需要进水更洁净。
六横电厂超滤膜采纳新加坡凯发〔kristal〕集团提供的外压式中空纤维膜，规格型号为kristal600et，膜材料为pes，断丝状况就较为严峻。
因此选择pes、ps材料的超滤膜尽量要选择内压式超滤膜。
表2：各超滤材料性能对比性能比较表一中统计结果可以看出，进口超滤膜和国产超滤膜性能参数差异较小，过滤精度分布为0.02至0.1μm，膜丝内径0.5-0.9mm，跨膜压差150至300kpa，运用寿命一般大于3至5年，质保均为3年或5年，仅天津膜天质保为1年，膜面积20-80m2不等，运行温度、清洗药剂基本相同，设计通量一般为40-60l/mh，膜丝强度一般均大于5n。
3.可替代性两种超滤膜的可替代性需从膜面积、外观尺寸、过滤类型几个方面进行分析，膜面积涉及到超滤系统的出力，外观尺寸涉及到膜壳、机架、基础问题，过滤类型涉及配套管路改造和配套帮助设施〔如风机〕是否增加等问题。
PVDF超滤膜的选型标准包括以下几个方面
PVDF超滤膜的选型标准包括以下几个方面PVDF超滤膜的选型标准随着工业和生活水平的不断提高，水资源的需求越来越大。
然而，水资源的有效保护和利用却也变得越来越紧要。
超滤技术是一种对水进行分别、浓缩和纯化的高效技术。
PVDF超滤膜是一种常见的超滤材料，其具有很多优点，如高通透性、抗污染、耐化学药品腐蚀等。
在应用PVDF超滤膜做选择时应重视以下几个方面：1.孔径大小PVDF超滤膜的孔径决议了其过滤效果。
孔径越小，污水中的物质越难通过，过滤效果越好。
但是，孔径过小又可能导致膜的方案变得更严重，因此孔径大小需依据实在应用场景来做选择。
例如，生产饮用水时需选择孔径较小的膜，以确保水的质量。
2.表面特性PVDF超滤膜的表面特性直接关系到其抗污染本领。
常见的PVDF 超滤膜有人工平坦膜和微孔膜。
前者具有平滑的表面，污染物粘附的本领较弱；后者的表面不规定，会在表面形成一个锥形微孔，能够更好的防止颗粒物附着拦截，抗污染性更高，但相对流通效率略稍差一些。
3.分子量截留率PVDF超滤膜的分子量截留率是其分别效果的紧要指标。
不同的分子量截留率适用不同的应用范围。
例如，在生产饮用水中，需要选择100kDa以下的PVDF超滤膜，以确保微生物和细菌得到有效去除。
4.耐腐蚀性能PVDF超滤膜常常用于高浓度腐蚀性废水的处理，耐腐蚀性成为其选型的紧要考量。
在这种情况下，肯定要选择具有极佳耐腐蚀性能的PVDF超滤膜才能保证长期使用效果。
5.运营成本PVDF超滤膜的运营成本也是选择的紧要因素之一、运营成本包括初始投资成本、维护费用、更换时的成本等。
PVDF超滤膜的维护费用比较低，且使用寿命比较长，在选择时需要对这些费用进行综合考虑。
综上所述，选择合适的PVDF超滤膜应综合考虑孔径大小、表面特性、分子量截留率、耐腐蚀性能和运营成本等因素。
要依据实在应用场景和要求做出选择，以确保最佳的超滤效果。
旭化成与GE外压式超滤膜的比较
膜丝结构
皮层膜过滤层一般占膜丝厚度不到30分之一，为了降低阻力
立体网状的海绵体 外单皮层，内部大通 损失,内部为大通道支撑体，很容易发生膜丝表面划伤从而造
均一膜孔径结构
道
成膜丝破损引起过滤精度丧失；
膜寿命/担保 已证实大于10年/5
年限
年
无记录/5年担保
GE外压式膜1500膜丝与1000型浸没式膜丝完全一样，但后者 用于处理华能玉环电厂海水淡化（浸没式通量30lmh)3年多 就由于膜丝氧化被更换，用于佛山自来水厂浸没式超滤不到 5年由于膜丝氧化发生大量断丝而开始更换。旭化成用于乐 清电厂海水淡化（通量100lmh)已运行6年膜丝性能与新膜相 当
旭化成与GE外压 式超滤膜的详细 比较
制造商说明
旭化成
GE
世界500强，40年只 2005年收购生产浸没
生产超滤
式超滤的加拿大Zenon
备注 旭化成有300多种中空纤维微超滤膜,GE只有几种超滤膜
膜型号 宣传过滤精度
UNA-620A
ZeWeed1500
0.02微米(最小孔径或 各家定义精度的标准不一样。不同精度超滤膜对下游反渗透
基于各家膜的使用说明手册，运行通量比净通量高15%左右 旭化成在美国只销售压力式膜，GE在美国主要以销售浸没式 膜为主，GE压力式及浸没式的在美国市场占有率总和小于20%
旭化成膜的更换标准是单只膜膜丝破损累计超过30根。膜丝
担保期限内膜 一般3年内免费更 两年内免费，不能5年 破损通过产水透明连接和2bar的压缩空气检测出任何3微米破
更换
换，可以5年全免费
全免费更换
损纤维。GE可能不能满足旭化成的5年免费更换质保标准。
单只膜面积
超滤膜工艺截留范围与分离性能详细说明
超滤膜工艺截留范围与
分离性能详细说明
成熟的超滤膜工艺在酿造行业中发挥着浓缩、分离、提纯、除菌等重要作用。
超滤与传统制备工艺相比,具有安全无二次污染、操作简单、生产成本较低、还能使成品酒质具有较好的芳香度及清澈度等优势被越来越多的行业所应用。
超滤膜工艺原理
一般认为超滤的分离机理为筛孔分离过程, 在静压差为推动力的作用下, 原料液中溶剂及小溶质粒子从高压的料液侧被透过膜到低压侧, 而大分子杂质被膜所阻挡,使过滤后的溶液中浓度增大。
由于超滤膜可截留的粒子比微滤小, 实际上已是大分子, 因此常用切割分子量或切割相对分子质量MWCO来表征进口超滤膜的分离性能,认为超滤范围在5000至10000,可分离的粒子或大分子包括病毒、蛋白质、多糖、胶粒等杂质。
超滤通常采用切向过滤, 随着过滤的进行, 膜孔会逐渐被堵塞，导致滤液流量的下降,所以在运行一段时间后要定期对膜元件进行清洗。
中空纤维超滤膜还可以降低葡萄酒中乙醇的含量，同时能除去引起葡萄酒褐变的物质，如多酚及造成浑浊的大分子。
使酒获得良好的
保存性，其风味有所改善，变得清爽而醇香延绵。
还能达到除菌目的，省却杀菌操作，避免酒因加热杀菌而形成的浑浊成分的析出。
此外，超滤已应用于白葡萄酒和红葡萄酒中的铅、铜、铁、铝、钙、钾、钠等金属的粒度大小分级。
液体分离膜在葡萄酒制备行业中还可以降低酒中乙醇的含量，同时能除去引起葡萄酒褐变的物质，如多酚及造成浑浊的大分子。
使酒获得良好的保存性，其风味有所改善，变得清爽而醇香延绵。
还能达到除菌目的，省却杀菌操作，避免酒因加热杀菌而形成的浑浊成分的析出。
各类中空纤维超滤膜性能比较
中空纤维超滤膜性能比较一览摘要：本文集中对目前市场上的进口中空纤维超滤膜的性能做了详细比较，列举各种超滤膜在设计使用过程中的注意要点，为各工程公司进行超滤系统设计提供技术参考。
关键词：超滤，产水量，截留分子量，膜材料，膜面积一．中空纤维超滤膜技术的发展超滤（简称UF）膜分离技术是近年发展起来的分子水平的高新分离技术。
膜孔径在0.01－0.001μm，截留分子量可分为10万、5万、2万、6千等。
比常见细菌的分子量小百余倍，可将细菌、菌尸、细菌碎片、病毒、与细菌大小相仿的微小悬浮物、胶体、热源等近100％地截留。
超滤装置是水质高效、高精度的净化设备，滤后水质清澈味甘，可直接生饮。
超滤装置具有设备简单，操作方便，能耗低，效率高，无污染等优点。
超滤装置在水处理行业中得到广泛应用。
并可用于化工分离、医药提纯、食品加工、酱油、醋、酒类及饮料的过滤净化。
超滤是一种以压力作为推动力的膜法物理分离技术。
一般采用全量过滤、错流过滤方式，物料以流动的方式流过膜的一侧，当给物料加以一定的压力后，净化液即透过膜从膜的另一侧流出，从而达到净化的目的。
世界主要中空纤维超滤膜商业化产品发展历程：1974 –Romicon (Koch) 公司发明聚砜中空纤维膜。
1975 –Nitto Denko 公司取得聚砜中空纤维膜研制的巨大进展; 发展了海绵状膜结构。
1984 –Aquasource公司发明醋酸纤维素中空纤维膜;1988年首台大型市政用超滤装置在Anoncourt安装使用。
1985 –Memcor公司发明聚丙烯中空纤维微滤膜。
1986 –Xflow (Norit)公司发明聚醚砜/聚乙烯吡咯酮共混中空纤维超滤膜。
1991 –Zenon公司提出了浸没式中空纤维膜应用方式。
1993 –Xflow公司发展水平放置膜组件的理念;1999年首台大型市政用超滤装置在Heemskerk安装使用。
1997 –Memcor公司推出聚偏氟乙烯中空纤维膜和浸没式超滤系统。
各种有机超滤膜材料性能特征说明
各种有机超滤膜材料性能特征说明（1）纤维素衍生物类纤维素类超滤膜材料研究、应用最早，成本低，成膜性好，至今仍有重要应用。
其中再生纤维素（RCE）和硝酸纤维素（CN）是较好的透析用膜材料，抗蛋白质污染的再生纤维素超滤膜已得到广泛应用，醋酸纤维素多用于制备卷式超滤膜组件。
这类膜材料的优缺点同前文微滤膜部分。
（2）聚砜类聚砜是目前主要的超滤膜材料，其中普通双酚A型聚砜（PSF）、聚醚砜（PES）和聚芳砜超滤膜已经商品化，制膜工艺可采用常规相转化法。
普通双酚 A型聚砜（PSF），主要优点是热稳定性高，耐化学药品性强，除了强极性溶剂、浓硫酸和浓硝酸外，对一般的酸、碱、盐、醇、脂肪烃等化学试剂稳定，拉伸强度好；缺点是耐候性（环境）、耐紫外线性较差，耐有机溶剂性也较差。
聚醚砜也称为聚芳醚砜，耐热性、耐燃性好，耐化学药品腐蚀性优良，除了浓硫酸、浓硝酸、强极性溶剂外，不受一般化学试剂侵蚀。
缺点是耐紫外线性能较差。
聚芳砜比聚砜具有更好的耐高温性能，自身抗热氧化性好，抗冲击强度高，耐酸碱，能溶于强极性溶剂。
聚芳砜具有吸湿性，加工前需进行干燥处理。
聚砜酰胺兼具聚砜和聚酰胺两者的特性，具有优良的耐高温、耐酸碱和抗氧化性，是我国颇具特色的超滤膜材料。
（3）聚酰亚胺类聚酰亚胺类材料具有耐高温、耐溶剂、耐化学品、高强度等优点。
脂肪族二酸聚酰亚胺超滤膜是这类材料在膜技术领域应用的典型产品，主要用于非水溶液。
（4）聚烯烃类聚乙烯和聚丙烯超滤膜材料特性同微滤部分，制膜工艺可采用浸没沉淀相转化法、热致相分离法和熔融拉伸法。
（5）乙烯类聚合物聚丙烯腈也是一类非常重要的超滤膜材料，制膜工艺为浸没沉淀相转化法，主要性能同微滤部分。
（6）含氟聚合物聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜制备方法主要是浸没沉淀相转化法和热致相分离法。
其膜产品化学稳定性好，在室温下不被酸、碱、强氧化剂和卤素腐蚀，耐脂肪烃、芳香烃、醇、醛等有机溶剂。
缺点是膜的强度和耐压性能差。
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化学清洗的频率低
强的亲水性，凭简单的反冲洗便可恢复 透量，大大降低了化学清洗的频率
较长的使用寿命
实际运行中最长寿命可达6年
良好的化学稳定性
允许广泛的化学清洗
独特的P.E.T性能增强技术
每六根丝缠绕，增强了丝的强度，降低 断丝的几率，增强了反洗效果，
有利于反洗的大组件结构设计
独特的“七芯”设计，有效的保护了膜丝 根部在反冲洗时不受到强劲的水流冲击 并且利于反洗的水流分布
较窄的孔分布
良好的截留性能和稳定的出水水 质，保证无论原水水质如何变化， SDI＜1-2,浊度＜0.1NTU
HXKO膜丝断面电镜照片比较
说明
• 超滤膜的结构可分成海绵状和指状孔 海绵状的孔结构均匀耐压密性能比较 好，指状结构的膜耐压性能较差 • 膜的皮层表面是具有很薄、致密的细孔 皮层 ，因此当膜孔产生污堵，即造成了 不可逆污染，通过膜内孔的流道清洗污 染是不可能的
HXKO膜丝皮层电镜照比较
说明
A B
50,000
150,000 0.2μm
孔径
优质超滤膜的表征
• 截流曲线A为质量
好、孔径分布窄、 大孔较少的超滤膜 • 截留曲线B为质量 差、孔径分布宽、 大孔缺陷多的超滤 膜
说明
• 商业上可用中空纤维超滤膜均由高分子聚合物材料制成。膜断 面结构为非对称结构，即：膜表面具有很薄、致密的细孔皮 层，皮层下由较厚、粗孔层所支撑，使其可承受水力压差。 • 超滤过程是一种膜表面过滤过程。过程分离性能主要取于膜表 面皮层的孔径公布。现有超滤膜均不是单一孔径，而是按一定 孔径分布存在，其孔径从纳米至微米。各厂家生产不同孔径的 膜，更确切的讲是生产了不同孔径分布的膜。显然，孔径分布 越窄，其分离性能越佳。若膜的分离皮层存在过多偏大的孔， 虽然膜的透水能力由于大孔提供更大的透量而增加，但是由于 分离性能劣化，将导致产水水质下降、膜孔堵塞，膜通量衰减 很快，反洗效率低，最终由于清洗困难而不能使用。因此，判 断超滤膜优劣不仅视其水透过能力，更主要要看其孔径分布的 宽狭和有无大孔缺陷的存在。
超滤的截留范围
原料液 原料流量 压力 悬浮固体 胶体 大分子物质 截留率=0%
截留率=部分
截留率=100%
非对称膜 渗透液 水 盐 可溶性固体 BOD COD 小分子
优质超滤膜的表征
孔 分 布
孔分布窄（如图中红线） 没有大孔缺陷（如图中阴影部 分） • A：为质量好的超滤膜 B：为质量差的超滤膜 实际应用中的具体表现 • A膜形成表面污染，透量易恢复， B膜易形成孔污染，透量不易恢复 • A膜透量衰减的慢，B膜衰减的快 • •
常见膜材料的性能比较
膜 膜材料 接触角 (deg) 水膨胀率 (%) 牛血清蛋 白吸附量 (mg/m2) 带电性能 (mV,PH7) SPES 磺化聚醚 砜 45~50 7~8 0.4 CTA/CA 醋酸纤维 素 50~55 4.7~6.5 0.5 PS 聚砜 65-81 0.5~0.8 2.3 PVDF 聚偏氟乙烯 74-86 0.3-0.5 5.4 PES* 聚醚砜 65~70 0.4~0.6 3.5 PAN* 聚丙烯腈 52~58 2.5~3.6 1.3
杂质在膜表面状态:聚结成球 状 胶体 油 蛋白
反 洗
反 洗
简单的水反洗无法恢复膜的透 量，需要高频的化学清洗 简单的水反洗即可恢复膜的透 量，大大降低了化学清洗的频 率
说明
• 超滤膜应用中遇到最主要问题是由膜被污染造成的膜水通 量持续下降。大量实践表明，若膜表面呈亲水性，在水处 理中它具有更好抗污染能力。当制膜材料为亲水材料（如 醋酸纤维）制成，这类膜被为亲水超滤膜。这类膜虽具有 较好亲水性，但其化学稳定性稍差，只允许在较狭PH范 围内使用。 • 聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯等疏水高分子聚合物材料制成 的疏水膜，其化学性能更为稳定，机械强度高，而被广泛 采用。为改进疏水膜的抗污染能力，现各厂家采用不同化 学改性方法，使其原疏水膜改性为偏亲水性。这类膜也被 称为亲水超滤膜。目前，常被采用的多属这类改性的亲水 超滤膜，其亲水改性程度因各厂家改性方法不同而不同。
• 从上图可以看出第一张膜的皮层开孔很不 均匀，左侧几乎没有开孔 • 第四张膜的放大倍率是另三张膜放大倍率 的二十五分之一，但是开孔还清晰可见， 并且做不出截留曲线，标称的是超滤膜而 实际是微孔膜
MEMBRANA断面电镜照片
MEMBRANA皮层电镜照片
H的截留曲线
X的截留曲线
K的截留曲线
MEMBRANA的截留曲线
错流过滤与死过滤
压力 进料液 压力
进料液
浓缩液
透过液
透过液
错流过滤
死过滤
错流过滤与死过滤的能耗比较
透膜压差，KPa
备注： 1、过滤介质为20℃水 2、膜为内径0.7mm的中空纤 维 3、回流比R=回流量/产水量
UltraPES组件的特点
更亲水的膜材料
低污染、易恢复、能长期在较低 的透膜压差下维持稳定的透量， 特别是在原水水质较差的情况下， 保证系统的产水能力，可干态保存
-40
-30
-4.6
-3.7
-4.2
-7.5
PES*为没有改性的 PAN*为改性后的 接触角越小材料越亲水，被污染后更容易恢复即所谓的抗污染性能越好
亲水性/非亲水性膜的比较
胶体 蛋白 油 胶体 油 蛋白
过 滤
胶体
过 滤
油 蛋白 胶体 油 蛋白
非亲水性膜
杂质在膜表面状态:附着 胶体 油 蛋白
亲水性膜