几种典型的无机微滤膜材料性能特征说明
微滤
微孔膜的缺点
① 颗粒容量较小，易被堵塞； ② 使用时必须有前道过滤的配合，否 则无法正常工作。
微滤膜的性能
• (1)物理机械性能：厚度一般90-170μm，以精密测厚计测定。 弹性模量（断裂伸长）是用一定大小的试样在材料试验机 上进行。各向同性是以染料吸留试验判断。 • (2)通量和堵塞： • 微孔膜的通量测定一般是在一定真空度下（如700mmHg下） 以纯水为透过介质进行的（如下图所示），堵塞是以通量 下降速率来表示如下图所示：
（1）微粒和细菌的过滤。可用于水的高度净化、食品和饮料
的除菌、药液的过滤、发酵工业的空气净化和除菌等。 （2）微粒和细菌的检测。微孔膜可作为微粒和细菌的富集器， 从而进行微粒和细菌含量的测定。 （3）气体、溶液和水的净化。大气中悬浮的尘埃、纤维、花 粉、细菌、病毒等；溶液和水中存在的微小固体颗粒和微生物， 都可借助微孔膜去除。 （4）食糖与酒类的精制。微孔膜对食糖溶液和啤、黄酒等酒 类进行过滤，可除去食糖中的杂质、酒类中的酵母、霉菌和其 他微生物，提高食糖的纯度和酒类产品的清澈度，延长存放期。 由于是常温操作，不会使酒类产品变味。
微滤(MF) 膜的制备技术
• 径迹蚀刻法：首先用一定能量的带电粒子轰击 聚碳酸酯或聚酯等材料的薄膜，在这轰击的 “径迹”周围产生一损伤区，然后用一定浓度 的化学刻蚀剂于一定温度下刻蚀合适的时间， 这时损伤区的成分被溶掉而形成孔。该膜的特 点是孔径相当均匀，呈圆柱形，且基本上与膜 面垂直。
微孔过滤技术应用领域
膜污染
定义
由于与膜存在物化作用或机械作用，进料 中的微粒、胶体或溶质在膜表面或孔内发 生吸附、凝聚和沉积，使膜孔径变窄或堵 塞，其透过通量和分离性能也有不可逆的 变化，这一现象谓之膜污染。
膜(微滤、超滤、纳滤、反渗透)概述及其应用
膜（微滤、超滤、纳滤、反渗透）概述及其应用膜技术简介为了满足工业生产和饮用水方面的要求，各种膜的技术应运而生。
它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。
膜是具有选择性分离功能的材料，利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。
膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。
有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。
微滤（MF）又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。
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。
鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。
对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1～1微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。
可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。
超滤（UF）是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1000um分子量之间。
超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。
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，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。
对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在1000～300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。
微滤膜
5
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
6
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
28
微滤膜（MF）
微滤膜（MF）简介
29
3
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。
4
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。
MF、UF、NF技术
微孔过滤、超滤和反渗透技术的原理和操作特点比较
分离技术类型 反渗透 表面致密的非对称膜、复合膜 等 纤维素、聚酰胺等 超滤 微孔过滤
膜的形式
膜材料
非对称膜，表面有微孔
聚丙烯腈、聚砜等 0.1～0.5 分子量大于500Da的大 分子和细小胶体微粒 筛分，膜的物化性能对 分离起一定作用 0.5～5
微孔膜
水分子
例1：上海市世博园区直饮水经过臭氧活性 炭＋超滤深度处理
据文广传媒2010年1月20日讯 上海世博会期间，不用 自带水进入园区，在园区内可以直接喝上优质的自来水。 承担着世博区域供水任务的南市和临江两大水厂，从去 年起，就投资了10多亿元进行全面改造，引入世界先进 的臭氧活性炭深度处理技术等，以提升出厂水质。其中， 南市水厂的深度处理制水工程，已于去年12月31号试通 水；临江水厂的深度处理制水工程于今年3月底试通水。 两座水厂每天可为园区及周边居民提供110万吨的优质自 来水。 出厂水先初滤，然后用活性炭过滤，再用超滤膜， 紫外线消毒。为了让游客能在世博园区随时喝到优质安 全的饮用水，相关部门在园区内设计了人性化的饮水点。
纤维素、聚氯乙烯 (PVC)等 0.01～0.2 0.1～10μm的粒子 筛分，膜的物理结 构对分离起决定作 用 20～200
操作压力 /MPa 2～100 分离的物质 分离机理 水的渗透通量 /(m3.m-2.d-1) 分子量小于500Da的小分子物 质 非简单筛分，膜的物化性能对 分离起主要作用 0.1～2.5
1．超滤技术的发展历史
2．我国超滤技术的发展
1．超滤技术的发展历史
超滤(UF)现象在130多年前就已经被发现，
最早使用的超滤膜是天然的动物脏器薄 膜。1861年Schmidt用牛心包膜截取阿 拉伯胶，堪称世界上第一次UF试验，但 UF一直作为一实验工具而未发展。1907 年Bechhold 比较系统地研究了超滤膜， 并首次采用了“超滤”这一术语。
微滤膜的种类
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。
微滤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。
微滤膜若从1907年Bechhold制得系列化多孔火棉胶膜问世算起，至今有近百年历史。
而微孔膜的广泛应用是从二战之后开始的，最初只有CN膜，随着聚合物材料的开发，成膜机理的研究和制膜技术的进步。
我国MF研究始于70年代初，开始以CA－CN膜片为主，于80年代相继开发成功CA、CA －CTA、PS、PAN、PVDF、尼龙等膜片，并进而开发出褶筒式滤芯；开发了控制拉伸致孔的PP、PE和PTFE 膜；也开发出聚酯和聚碳酸酯的核径迹微孔膜，多通道无机微孔膜也实现产业化。
并在医药、饮料、饮用水、食品、电子、石油化工、分析检测和环保等领域有较广泛的应用微滤技术的特点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、聚丙烯、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。
微滤膜分离技术微滤膜若从1907年Bechhold制得系列化多孔火棉胶膜问世算起，至今有近百年历史。
而微孔膜的广泛应用是从二战之后开始的，最初只有CN膜，随着聚合物材料的开发，成膜机理的研究和制膜技术的进步。
我国MF研究始于70年代初，开始以CA－CN膜片为主，于80年代相继开发成功CA、CA －CTA、PS、PAN、PVDF、尼龙等膜片，并进而开发出褶筒式滤芯；开发了控制拉伸致孔的PP、PE和PTFE 膜；也开发出聚酯和聚碳酸酯的核径迹微孔膜，多通道无机微孔膜也实现产业化。
Poreflon-微滤膜产品介绍PPT
结果 无破裂 断裂
181,500
相当于MBR中使用 4个月
优势 2 – 良好的耐久性能(4)
耐碱性能
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
26
Pure water flow rate
NaOH 浸泡测试 - 50℃ × 10 天 我们的产品 : 无任何变化 A 公司. PVDF膜 : 碱液浸泡后断裂 ↓ ↓
Originalﾙ ｵ ﾘｼ ﾞ ﾅ
(纯水测速 : mL/min.)
优势 2 – 良好的耐久性能(5)
氧化剂的耐受性
(NaClO 溶液浸泡10 天)
NaClO conc.(as Cl) PTFE (Sumitomo) PVDF (A Co.) 0.5 % ○ ○ 2% ○ ○ 5% ○ 断裂 10 % ○ 断裂
1
POREFLONTM
PTFE PTFE微滤膜产品
SUMITOMO ELECTRIC FINE POLYMER INC.
2
POREFLONTM
什么是 POREFLONTM ?
什么是 POREFLONTM ?
3
膜是由多孔的 100% PTFE PTFE材质制成
膜孔径：0.05～10μｍ
NaOH → Conc. 碱性（NaOH NH4F） NaOH，NH
28
高恢复率和长久的使用寿命
优势 3 – 便捷操作 (1)
亲水性技术 -1
29
原属性的 PTFE : 疏水性的 不适于水处理过滤应用 亲水性技术 亲水性PTFE -不需要酒精置换 -可以干式保存 -良好的抗污性能
原属性 亲水性
优势 3 – 便捷操作(2)
27
开裂！
PVDF 的膜浸泡在 NaClO 5% 溶液中10天后
水处理常用过滤膜：微滤、超滤、纳滤、反渗透有哪些区别？
水处理常用过滤膜：微滤、超滤、纳滤、反渗透有哪些区别？在水处理当中常见以下几种过滤膜。
分别是微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF)、反渗透(RO)，那么，你知道它们过滤精度分别是多少？又能拦截哪些物质呢？01微滤（MF）过滤精度一般在0.1-50微米，常见的各种PP滤芯，活性碳滤芯，陶瓷滤芯等都属于微滤范畴，用于简单的粗过滤，过滤水中的泥沙、铁锈等大颗粒杂质，但不能去除水中的细菌等有害物质。
微滤（MF）滤芯通常不能清洗，为一次性过滤材料，需要经常更换。
1 .PP棉芯：一般只用于要求不高的粗滤，去除水中泥沙、铁锈等大颗粒物质。
2. 活性碳：可以消除水中的异色和异味，但是不能去除水中的细菌，对泥沙、铁锈的去除效果也很差。
3. 陶瓷滤芯：最小过滤精度也只0.1微米，通常流量小，不易清洗。
02超滤(UF)过滤精度在0.001-0.1微米，属于二十一世纪高新技术之一。
是一种利用压差的膜法分离技术，可滤除水中的铁锈、泥沙、悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等有害物质，并能保留对人体有益的一些矿物质元素。
超滤（UF）超滤工艺是矿泉水、山泉水生产工艺中的核心部件。
其中水的回收率高达95%以上，并且可方便地实现冲洗与反冲洗，不易堵塞，使用寿命相对较长。
超滤不需要加电加压，仅依靠自来水压力就可进行过滤，流量大，使用成本低廉，较适合家庭饮用水的全面净化。
因此未来生活饮用水的净化将以超滤技术为主，并结合其他的过滤材料，以达到较宽的处理范围，更全面地消除水中的污染物质。
03纳滤(NF)过滤精度介于超滤和反渗透之间，脱盐率比反渗透低，也是一种需要加电、加压的膜法分离技术，水的回收率较低。
纳滤（NF）也就是说用纳滤膜制水的过程中，一定会浪费将近30%的自来水。
这是一般家庭不能接受的，一般用于工业纯水制造。
04反渗透膜（RO膜）RO是英文 Reverse Osmosis membrane 的缩写，中文意思是（逆渗透），一般水的流动方式是由低浓度流向高浓度，水一旦加压之后，将由高浓度流向低浓度，亦即所谓逆渗透原理：反渗透膜（RO膜）由于 RO 膜的孔径是头发丝的一百万分之五（ 0.0001 微米）, 一般肉眼无法看到，细菌、病毒是它的5000 倍。
各种膜特性比较
各种材质超滤膜特性比较:聚砜(PS)材质超滤膜典型特性:具有良好的化学稳定性,耐酸碱性能优良(PH2-13),透水性能较好,强度在有机高分子材料制成的膜中最高,(爆破压力＞0.6Mpa)，使用寿命长，正常使用在3年以上。
聚砜外压式中空纤维超滤膜（截留分子量6000-20000），尤其适用于特种行业（如生化、医药、化工等）的浓缩、分离、提纯，截留性能稳定。
聚丙烯腈（PAN）材质超滤膜典型特性：亲水性材料，透水性能好，具有良好的耐光和耐气侯性，截留分子量稳定，耐酸碱程度适中（PH2-10），尤其适用于水中有机物含量低，水质较差的场合，截留分子量5万改性聚砜（PSF）材质超滤膜典型特性：采用独特技术对聚砜材料进行了化学亲水性改性，极大地提高了聚砜材质疏水性超滤膜的亲水性效果，产品化学稳定性好，耐酸碱性能优良（PH2-13），使用寿命长，通量高，抗污染能力大大增强，一旦膜丝通量下降，用简单的反冲洗即可基本恢复原通量，节省清洗及反冲洗用水，设备运行费用低、低压操作、能耗低、尤其适用于各种工业废水、城市废水、含油废水、中水回用、饮用水处理及食品、医药、生化、化工、石化等行业浓缩、提纯及特种分离用。
截留分子量67000聚偏氟乙烯（PVDF）材质亲水性超滤膜典型特性：强度较好、韧性高、耐氧化性能优良、耐污染程度高，一旦污染使通量下降，用干净的水反洗或气水反洗，通量基本可恢复原通量，耐酸碱程度较好，PH2-12，适用于各种工业废水、城市废水、污水、含油废水、中水回用及生化、医药、化工等行业特种分离用，是近几年来污水工程上应用比较多的MBR的主要过滤材料，可做成柱状的中空纤维式及帘式。
截留分子量30000-100000。
聚醚砜与聚偏氟乙烯（PES/PVDF）合金膜典型特性：该种合金膜综合了聚醚砜（PES）与聚偏氟乙烯（PVDF）两种膜材料的优点，既具有聚醚砜强度高、耐酸碱范围广、耐高温的优点，同时又具有PVDF耐化学物质，耐氧化、耐污染、易清洗的特点，是目前国内外技术含量水平较高的一种新式膜材料，尤其适用于各种工业废水、污水、含油废水、中水回用及生化、医药、化工、石化、食品等行业，亦可用作柱状中空纤维式或帘式MBR的膜材料，纤维丝内径即流体通道直径可达1.8-1.9mm，可有效延长药洗及清洗周期。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
几种典型的无机微滤膜材料性能特征说明
用于制备微滤膜的无机材料主要包括氧化铝（Al2O3）、氧化锆（ZrO2）、氧化钛（TiO2）、氧化硅（SiO2）等，还有玻璃、碳、金属（铝、不锈钢、钯、钨、银）等。
与其他几种材料膜相比，氧化铝陶瓷膜、氧化锆陶瓷膜和玻璃膜均已商品化，可以大规模地供应市场，应用最多。
陶瓷膜耐高温，可在100～1300℃下使用（玻璃膜除外），耐化学腐蚀和生物侵蚀，如陶瓷膜比金属膜更耐酸腐蚀。
多孔金属材料制成的多孔金属微滤膜目前也有商品出售，孔径范围在0.2～0.5μm，厚度50～70μm，孔隙率达60%，主要用于具有催化和分离双重功能的膜反应器。
目前，由于这种材料价格较高，在工业上大规模使用还有一定局限性。
与有机高分子微滤膜相比，无机膜在涉及高温及腐蚀过程中发挥更为重要的作用。
无机膜也有不足之处，如造价高、不耐强碱、韧性差、弹性小、成型加工及组件安装难度较大。