超濾是以壓力為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)之一，以大分子與小分子分離為目的，膜孔徑在20－1000A°之間。中空纖維超濾器（膜）具有單位容器內(nèi)充填密度高，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。

第 一章  超濾概述

    一、超濾定義及起源

超濾是采用中空纖維過(guò)濾新技術(shù)，配合三級(jí)預(yù)處理過(guò)濾清除自來(lái)水中雜質(zhì)；超濾微孔小于0.01微米，能濾除水中的細(xì)菌、鐵銹、膠體等有害物質(zhì)，保留水中原有的微量元素和礦物質(zhì)。

（一）超濾定義

超濾是一種加壓膜分離技術(shù)，即在壓力下，使小分子溶質(zhì)和溶劑穿過(guò)有孔徑的特制薄膜，而使大分子溶質(zhì)不能透過(guò)，留在膜的一邊，從而使大分子物質(zhì)得到了部分的純化。超濾是以壓力為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)之一，以大分子與小分子分離為目的。

在超濾過(guò)程中，水溶液在壓力推動(dòng)下，流經(jīng)膜表面，小于膜孔的溶劑（水）及小分子溶質(zhì)透水膜，成為凈化液（濾清液），比膜孔大的溶質(zhì)被截留，隨水流排出成為濃縮液。超濾過(guò)程為動(dòng)態(tài)過(guò)濾，分離是在流動(dòng)狀態(tài)下完成的。溶質(zhì)僅在膜表面有限沉積，超濾速率衰減而趨于平衡，且通過(guò)清洗可以恢復(fù)。

（二）超濾起源

超濾起源于是1748年，科學(xué)家Schmidt用棉花膠膜或璐膜分濾溶液，當(dāng)施加壓力時(shí)，溶液（水）透過(guò)膜，而蛋白質(zhì)、膠體等物質(zhì)則被截留下來(lái)，其過(guò)濾精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)濾紙，于是他提出超濾一語(yǔ)。1896年，Martin制出了第 一張人工超濾膜，其20世紀(jì)60年代，分子量級(jí)概念的提出，是現(xiàn)代超濾的開(kāi)始。70年代和80年代是高速發(fā)展期，90年代以后開(kāi)始趨于成熟。我國(guó)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)研究較晚，70年代尚處于研究期限，80年代末，才進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用階段。

超濾裝置如同反滲透裝置，有板式、管式（內(nèi)壓列管式和外壓管束式）、卷式、中空纖維式等形式。濃差化乃是膜分離過(guò)程的自然現(xiàn)象，如何將此現(xiàn)象有效減輕，是超濾技術(shù)的重要課題之一，可采取的措施有：

1、提高膜面水流速度，以減小邊界層厚度，并使被截留的溶質(zhì)及時(shí)由水帶走；

2、采取物理或化學(xué)的洗滌措施。

二、超濾原理

超濾是一種加壓膜分離技術(shù)，即在壓力下，使小分子溶質(zhì)和溶劑穿過(guò)既定孔徑的特制的薄膜，而使大分子溶質(zhì)不能透過(guò)，留在膜的一邊，從而使大分子物質(zhì)得到了部分的純化。超濾原理也是一種膜分離過(guò)程原理，超濾利用一種壓力活性膜，在外界推動(dòng)力（壓力）作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對(duì)較高的物質(zhì)，而水和小的溶質(zhì)顆粒透過(guò)膜的分離過(guò)程。通過(guò)膜表面的微孔篩選可截留分子量為3x10000—1x10000的物質(zhì)。當(dāng)被處理水借助于外界壓力的作用以既定流速通過(guò)膜表面時(shí)，水分子和分子量小于300—500的溶質(zhì)透過(guò)膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于篩分作用被截留，從而使水得到凈化。當(dāng)水通過(guò)超濾膜后，可將水中含有的大部分膠體硅除去，同時(shí)可去除大量的有機(jī)物等。

超濾原理并不復(fù)雜。在超濾過(guò)程中，由于被截留的雜質(zhì)在膜表面上不斷積累，會(huì)產(chǎn)生濃差化現(xiàn)象，當(dāng)膜面溶質(zhì)濃度達(dá)到某種程度即生成凝膠層，使膜的透水量急劇下降，這使得超濾的應(yīng)用受到限制。為此，需通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行研究，以確定工藝和運(yùn)行條件，有效減輕濃差化的影響，使超濾成為一種可靠的反滲透預(yù)處理方法。

超濾是一種膜分離技術(shù)，（UItrafil-tration 簡(jiǎn)稱(chēng)UF）。能夠?qū)⑷芤簝艋?，分離或者濃縮。超濾介于微濾與納濾之間，且三者之間無(wú)明顯的分界線。一般來(lái)說(shuō)，超濾膜的孔徑在0.05 um–1 nm之間，操作壓力為0.1–0.5 Mpa。主要用于截留去除水中的懸浮物、膠體、微粒、細(xì)菌和病毒等大分子物質(zhì)。超濾膜根據(jù)膜材料，可分為有機(jī)膜和無(wú)機(jī)膜。按膜的外型，又可分為：平板式、管式、毛細(xì)管式、中空纖維和多孔式。目前家用超濾凈水器，多以中空膜為主。

超濾膜的工作以篩分機(jī)理為主，以工作壓力和膜的孔徑大小來(lái)進(jìn)行水的凈化處理。以中空纖維為例，以進(jìn)水方式可分為外壓式，原水從膜絲外進(jìn)入，凈水從膜絲內(nèi)制取。反之則為內(nèi)壓式。內(nèi)壓式的工作壓力較外壓式要低。超濾膜在飲用水深度處理，工業(yè)用超純水和溶液濃縮分離等許多領(lǐng)域中，得到了廣泛應(yīng)用。