主页,(摩根娱乐),主页UF和 MF的功能有所不同 ， MF多数是除 和 的功能有所不同， 多数是除 的功能有所不同 产物是过滤液； 着重是分离， 杂 ， 产物是过滤液 ； 而 UF着重是分离 ， 着重是分离 产物既可以是渗透液，也可以是截留液或 产物既可以是渗透液， 二者兼而有之。 二者兼而有之。

　　对象： 主要从液相物质中分离大分子物质 主要从液相物质中分离大分子物质（ 对象：UF主要从液相物质中分离大分子物质（蛋 白质、核酸聚合物、淀粉、天然胶、酶等） 白质 、 核酸聚合物 、 淀粉 、 天然胶 、 酶等 ） 、 胶 体分散液（粘土、颜料、矿物料、乳液粒子、 体分散液 （ 粘土 、 颜料 、 矿物料 、 乳液粒子 、 微 生物）以及乳液（润滑脂、洗涤剂、油水乳液） 生物 ） 以及乳液 （ 润滑脂 、 洗涤剂 、 油水乳液 ） 。 采用先与合适的大分子结合的方法也可以从水溶 液中分离金属离子、可溶性溶质和高分子物质， 液中分离金属离子 、 可溶性溶质和高分子物质 ， 以达到净化、浓缩的目的。 以达到净化、浓缩的目的。

　　极限通量(J∞)与原料主体浓度 极限通量 与原料主体浓度 之间的对数值关系

　　第三节 UF膜的特性及制备方法 膜的特性及制备方法 膜性能表征（ 一. UF膜性能表征（特性） 膜性能表征 特性）

　　由浓差极化形成原理可知， 由浓差极化形成原理可知 ， 减小浓差极化边界层 厚度， 提高溶质传质系数，均可减少浓差极化， 厚度 ， 提高溶质传质系数 ， 均可减少浓差极化 ， 提高膜的透液速度。方法如下： 提高膜的透液速度。方法如下： 选择合适的膜组件结构； ① 选择合适的膜组件结构； 加入紊流器； ② 加入紊流器； 料液横切流向设计； ③ 料液横切流向设计； ④ 料液脉冲流动； 料液脉冲流动； 螺旋流； ⑤ 螺旋流； 提高流速； ⑥ 提高流速； ⑦ 适当提高进料液温度以降低粘度，增大传质系数 。 适当提高进料液温度以降低粘度 ， 增大传质系数。

　　在稳定状态下，被脱除（截留） 在稳定状态下，被脱除（截留）组分浓度分 布和易渗透组分的浓度分布情况。 布和易渗透组分的浓度分布情况。

　　结构特征：一般为非对称膜，由一层极薄的 具有一定孔径的表皮层 表皮层和一层较厚的 （ 0.1~1µm ）具有一定孔径的表皮层和一层较厚的 多孔层组 左右） （ 125µm左右）具有海绵状或指状结构的 多孔层 组 左右 具有海绵状或指状结构的多孔层 前者起分离作用，后者起支撑作用。 成，前者起分离作用，后者起支撑作用。 UF过程中溶质的截留包括 ： 在膜表面上的 机械截 过程中溶质的截留包括： 在膜表面上的机械截 过程中溶质的截留包括 筛分） 在膜孔中的停留 阻塞） 停留（ 留（筛分）、在膜孔中的停留（阻塞）、在膜表面 及膜孔内的吸附等三种方式。 吸附等三种方式 及膜孔内的吸附等三种方式。

　　超滤（ ） 即超过滤， 是介于MF和 NF之间的一 超滤 （ UF） 即超过滤 ， 是介于 和 之间的一 种膜过程。 膜孔径在0.1µm至 5nm之间 ， 但在实际 之间， 种膜过程 。 膜孔径在 至 之间 应用中一般不以孔径表征UF膜 应用中一般不以孔径表征 膜 ， 而是以截留相对 分 子 量 [MWCO(molecular weight cut-off)] 表 征 （103~105）。 UF同MF相似，也是利用膜的“筛分”作用进行分 同 相似，也是利用膜的“ 筛分” 相似 离的膜过程。在静压差的作用下， 离的膜过程。在静压差的作用下，小于膜孔的粒子 通过膜，大于膜孔的粒子则被阻拦在膜的表面上， 通过膜，大于膜孔的粒子则被阻拦在膜的表面上， 使大小不同的粒子介以分离，不过其过滤精度更高， 使大小不同的粒子介以分离，不过其过滤精度更高， 因而膜孔更小，实际的操作压力也比MF略高， 一 略高， 因而膜孔更小 ， 实际的操作压力也比 略高 般为0.1~0.5MPa。 般为 。

　　渗透速率（ 膜通量） 单位是L/m2·h，分为纯水渗透速率和 纯水渗透速率和 渗透速率（即膜通量） 单位是 ，分为纯水渗透速率 溶液渗透速率，前者可用于膜的性能指标的标定， 的纯水 溶液渗透速率，前者可用于膜的性能指标的标定，UF的纯水 渗透速率约为20~1000 L/m2·h ； 后者的渗透速率约为 后者的渗透速率约为1~100 渗透速率约为 L/m2·h（依料液的性质而变）。 当UF的通量低于 L/m2·h时 的通量低于1 （ 依料液的性质而变） 的通量低于 时 没有实际应用的价值。 没有实际应用的价值。 膜的截留性能 用截留相对分子质量（ 用截留相对分子质量（MWCO）来表征 ）来表征UF 膜 的 分 离 特 性 。 MWCO 一 般 指 膜 对 某 标 准 物 截 留 率 为 90%~95%时所对应的相对分子质量为该膜的截留相对分子质 时所对应的相对分子质量为该膜的截留相对分子质 量。目前各厂家尚无统一的测试方法和标准物质。 目前各厂家尚无统一的测试方法和标准物质。

　　UF的基本原理 的 在一定的压力作用下，含有大、 在一定的压力作用下，含有大、小分子溶质的溶 液流过UF膜表面时 溶剂和小分子物质（无机盐等） 膜表面时， 液流过 膜表面时，溶剂和小分子物质（无机盐等） 透过膜， 作为透过液被收集起来， 透过膜 ， 作为透过液被收集起来 ， 而大分子溶质 如有机胶体）则被膜截留而作为浓缩液被回收。 （如有机胶体）则被膜截留而作为浓缩液被回收。

　　属于压力驱动器型膜过程； ① 属于压力驱动器型膜过程； ② 分离范围为相对分子质量1000~105的大分子物质 分离范围为相对分子质量 和胶体物质，相应粒子直径5nm~ 0.1µm； 和胶体物质，相应粒子直径 ；Leabharlann Baidu分离机理一般认为是机械筛分原理； 筛分原理 ③ 分离机理一般认为是机械筛分原理； 膜的形态为不对称结构； ④ UF膜的形态为不对称结构； 膜的形态为不对称结构 膜组件有形式有板式、 卷式、 管式、 ⑤ 膜组件有形式有板式 、 卷式 、 管式 、 毛细管式 及中空纤维式； 及中空纤维式； 过滤的方式一般为错流过滤； ⑥ 过滤的方式一般为错流过滤； 膜皮层厚度小于1µm，操作压力低，可不考虑渗 ⑦ 膜皮层厚度小于 ，操作压力低， 透压的影响； 透压的影响； 易于工业化，应用范围广。 ⑧ 易于工业化，应用范围广。

　　UF的溶质是高分子，在低浓度时其渗透压与操作压 的溶质是高分子， 的溶质是高分子 力相比可忽略不计；随着溶液浓度升高， 力相比可忽略不计 ； 随着溶液浓度升高 ， 渗透压呈 指数关系急剧上升，此时必须考虑渗透压的影响。 指数关系急剧上升，此时必须考虑渗透压的影响。 极限通量——用纯水测定透过膜的通量时 ， 其值与 用纯水测定透过膜的通量时， 极限通量 用纯水测定透过膜的通量时 操作压力成比例增加，但高分子溶液进行UF时 操作压力成比例增加，但高分子溶液进行 时，透 过膜的通量与压力不成比例，在达到一定值后， 过膜的通量与压力不成比例 ， 在达到一定值后 ， 就 不随压力变化了，此时膜的透过通量即为极化通量。 不随压力变化了 ， 此时膜的透过通量即为极化通量 。

　　1. 使膜表面溶质浓度增高，引起渗透压的增大，从而减 使膜表面溶质浓度增高，引起渗透压的增大，从而减 小传质驱动力； 小传质驱动力； 2. 当膜表面溶质浓度达到其饱和浓度时，便会在膜表面 当膜表面溶质浓度达到其饱和浓度时， 形成沉或凝胶层，增加透过阻力； 形成沉或凝胶层，增加透过阻力； 3. 膜表面沉积层或凝胶层的形成会改变膜的分离特性； 膜表面沉积层或凝胶层的形成会改变膜的分离特性； 改变膜的分离特性 4. 当有机溶质在膜表面达到一定浓度有可能对膜发生溶 当有机溶质在膜表面达到一定浓度有可能对膜发生溶 胀或恶化膜的性能； 胀或恶化膜的性能； 5. 严重的浓差极化导致结晶析出，阻塞流道，运行恶化。 严重的浓差极化导致结晶析出，阻塞流道，运行恶化。

　　在膜分离过程中， 在膜分离过程中，料液中的溶剂在压力驱动下透 过膜，溶质被截留， 过膜，溶质被截留，于是在膜与本体溶液界面或 临近膜界面区域浓度越来越高。 临近膜界面区域浓度越来越高。 在浓度梯度作用下，溶质由膜面向本体溶液扩散， 在浓度梯度作用下，溶质由膜面向本体溶液扩散， 形成边界层 使流体阻力与局部渗透压增加， 边界层， 形成 边界层，使流体阻力与局部渗透压增加，从 而导致溶剂通量下降。 而导致溶剂通量下降。 当溶剂向膜面流动（对流） 当溶剂向膜面流动（对流）时引起溶质现膜面流 动速度与浓度梯度使溶质向本体溶液扩散速度达 到平衡时， 到平衡时，在膜面附近存在一个稳定的浓度梯度 这一区域称为浓差极化边界层 浓差极化边界层， 区，这一区域称为浓差极化边界层，这一现象称 浓差极化。 为浓差极化。

　　概括地说，就是分离效果降低，截留率改变， 概括地说，就是分离效果降低，截留率改变， 分离效果降低 通量下降。 通量下降。