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超濾膜

一、簡介
       超濾膜的工業應用十分廣泛,已成為新型化工單元操作之一。用于分離、濃縮、純化生物制品、醫藥制品以及食品工業中;還用于血液處理、廢水處理和超純水制備中的終端處理裝置。在我國已成功地利用超濾膜進行了中草藥的濃縮提純和凈水設備的研發使用,尤其是國內研發的PVC合金超濾膜,攻克了普通PVC材料產業化生產優質超濾膜的世界難題,降低了超濾膜的生產成本和運行能耗,提高了超濾膜的過濾性能和使用壽命,被國家知識產權局列為節能減排推薦產品。超濾膜隨著技術的進步,其篩選功能必將得到改進和加強,對人類社會的貢獻也將越來越大。

二、產品結構

超濾膜的結構有對稱和非對稱之分。前者是各向同性的,沒有皮層,所有方向上的孔隙都是一樣的,屬于深層過濾;后者具有較致密的表層和以指狀結構為主的底層,表層厚度為0.1微米或更小,并具有排列有序的微孔,底層厚度為200~250微米,屬于表層過濾。工業使用的超濾膜一般為非對稱膜。超濾膜的膜材料主要有纖維素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯聚砜聚丙烯腈聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交鏈的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。
 
 三、過濾原理
超濾膜篩分過程,以膜兩側的壓力差為驅動力,以超濾膜為過濾介質,在一定的壓力下,當原液流過膜表面時,超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液,而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側,成為濃縮液,因而實現對原液的凈化、分離和濃縮的目的。每米長的超濾膜絲管壁上約有60億個0.01微米的微孔,其孔徑只允許水分子、水中的有益礦物質和微量元素通過,而目前已知世界最小細菌的體積在0.2微米,因此細菌以及比細菌體積大得多的膠體、鐵銹、懸浮物、泥沙、大分子有機物等都能被超濾膜截留下來,從而實現了凈化過程。

四、產品材料

【簡介】
聚丙烯腈。英文簡寫PAN。由單體丙烯腈經自由基聚合反應而得到。大分子鏈中的丙烯腈單元是接頭-尾方式相連的。外觀為白色粉末狀,密度為1.14~1.15g/cm ,加熱至220~300℃時軟化并發生分解。
【主要應用】
聚丙烯腈主要用于制造合成纖維(如腈綸)。用85%以上的丙烯腈和其他第二、第三單體共聚的高分子聚合物仿制的合成纖維。聚丙烯腈纖維的中國商品名。俗稱人造羊毛。美國杜邦公司于20世紀40年代研制成功純聚丙烯腈纖維(商品名為奧綸),因染色困難、易原纖化,一直未投入工業化生產。后來在改善聚合物的可仿性和纖維的染色性的基礎上,腈綸才得以實現工業化生產。各個國家有不同的商品名,如美國有奧綸、阿克利綸、克麗斯綸、澤弗綸,英國有考特爾,日本有毛麗龍、開司米綸、依克絲蘭、貝絲綸等。腈綸密度一般為1.16~1.18克/厘米3,標準回潮率為1.0%~2.5%。纖維的特點是蓬松性和保暖性好,手感柔軟,并具有良好的耐氣候性和防霉、防蛀性能。主要用做人造纖維,俗稱人造羊毛;制毛線、針織物(純紡或與羊毛混紡)和機織物,尤其適宜作室內裝飾布,如窗簾等。在材料學中常以聚丙烯腈為基體來合成多空材料,例如PAN基活性炭。
【簡介】
聚氯乙烯。.英文簡寫PVC。是氯乙烯單體(vinyl chloride monomer, 簡稱VCM)在過氧化物、偶氮化合物等引發劑;或在光、熱作用下按自由基聚合反應機理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物統稱之為氯乙烯樹脂。
【主要應用】
PVC曾是世界上產量較大的通用塑料,應用非常廣泛。在建筑材料、工業制品、日用品、地板革、地板磚、人造革、管材、電線電纜、包裝膜、瓶、發泡材料、密封材料、纖維等方面均有廣泛應用。PVC材料在凈水行業的應用由來已久,曾經一度被新材料所取代,但PVC合金超濾膜的研發讓它在凈水行業又站穩了腳跟。目前國內使用PVC合金超濾膜技術的凈水器屈指可數,其中國內一凈水器品牌研發的PVC合金超濾膜技術更是獲得了美國NSF的認證,在2010年的上海世博會上大放異彩[3]  ,在國內形成了一家獨大的局面。
可以用來制造超濾的材質很多,包括:聚偏氟乙烯 (PVDF)、聚醚砜 (PES)、聚丙烯 (PP)、聚乙烯(PE)、聚砜(PS)、聚丙稀腈(PAN)等。90 年代初,聚醚砜材料在商業上取得了應用;而 90 年代末,性能更優良的聚偏氟乙烯超濾開始被廣泛地應用于水處理行業。因此聚偏氟乙烯和聚醚砜成為目前最廣泛使用的超濾膜材料。
組件
操作壓力 225psi(1.55Mpa)
測試液溫度 770 F(250C)
測試液濃度 2000 mg/L(as NaCl)
單只膜元件水回收率 15%
測試液pH 7
單支膜元件最低脫鹽率 99.0%
最小透過水量 8,200gpd(31.0m3/d)
超濾膜配件的其他特點如下:
1)殼體采用抗沖擊的ABS料,承壓能力在16KG以上,并且壁厚加厚1mm,完全可承受進水可能出現的各種壓力沖擊,確保在沖擊水壓下不會出現破裂現象,避免了超濾膜在使用的過程中長期受壓,材質產生蠕變引起漏水。
2)每一支HUF90膜裝填1400根膜絲,長度加長100mm,增大了15%的膜面積,有效膜面積高于國內任何一家的同種規格的產品。提高了產水量。
3)端蓋為半球凸出結構,與傳統的端面平面結構相比,使進水在端面膜絲的分布更均勻,并且壁厚加厚1mm,確保在沖擊水壓下不破裂。
4)殼體與螺紋套之間的粘接選用法國進口膠水粘接,粘接長度加長了,連接間隙均勻一致。在使用過程中不會出現漏水.脫膠現象,并且完全達到衛生標準。
5)端蓋與殼體的連接螺紋采用鋸齒型螺紋,增大了扭距和負載,不會出現滑牙.漏水現象。
6)膜的有效面積大,水通量大,純水通量1800升,遠高于國內同種規格產品。
7)耐壓與防漏結構設計,確保HUF90超濾膜不會出現漏水、脫膠、滑牙、暴膠等現象。
 
五、分類
【超濾膜根據膜材料的不同】分為:無機膜和有機膜,無機膜主要是陶瓷膜和金屬膜。
【有機膜】
有機膜主要是由高分子材料制成,如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜聚偏氟乙烯等等。根據膜形狀的不同,可分為平板膜、管式膜、毛細管膜、中空纖維膜等。市面上家用凈水器用的膜基本上都是中空纖維膜。
【無機膜】
無機膜中,陶瓷超濾膜在家用凈水器中應用比較多。陶瓷膜壽命長,耐腐蝕,但出水有土味,影響口感。同時陶瓷膜易堵塞,清洗不易。中空纖維超濾膜由于其填充密度大,有效膜面積大,純水通量高,操作簡單易清洗等優勢,被廣泛應用于家用凈水行業。
在單位膜絲面積產水量不變的情況下,濾芯裝填的膜面積越大,則濾芯的總產水量越多。
其計算公式為:  S內=πdL×n  S外=πDL×n
其中:S內為膜絲總內表面積;
d為超濾膜絲的內徑;
S外為膜絲總外表面積;
D為超濾膜絲的外徑;
L為超濾膜絲的長度;
n為超濾膜絲的根數。
【按膜的外形特征可將超濾膜】分為:
①平板膜;
②管式超濾膜,孔徑>lO微米;
③毛細管式超濾膜,孔徑O.50~10.00微米;
④中空纖維超濾膜,孔徑<0.5微米;
⑤多孔超濾膜。
【中空纖維超濾膜】
一支超濾膜由成百到上千根細小的中空纖維絲組成,一般將中空纖維膜內徑在0.6-6mm之間的超濾膜稱為毛細管式超濾膜,毛細管式超濾膜因內徑較大,不易被大顆粒物質堵塞。

六、系統優點

1、超濾膜元件采用世界著名膜公司產品,確保了客戶得到目前世界上最優質的有機膜元件,從而確保截留性能和膜通量。
2、系統回收率高,所得產品品質優良,可實現物料的高效分離、純化及高倍數濃縮。
3、處理過程無相變,對物料中組成成分無任何不良影響,且分離、純化、濃縮過程中始終處于常溫狀態,特別適用于熱敏性物質的處理,完全避免了高溫對生物活性物質破壞這一弊端,有效保留原物料體系中的生物活性物質及營養成分。
4、系統能耗低,生產周期短,與傳統工藝設備相比,設備運行費用低,能有效降低生產成本,提高企業經濟效益。
5、系統工藝設計先進,集成化程度高,結構緊湊,占地面積少,操作與維護簡便,工人勞動強度低。
6、系統制作材質采用衛生級不銹鋼,全封閉管道式運行,現場清潔衛生,滿足GMP或FDA生產規范要求。
7、控制系統可根據用戶具體使用要求進行個性化設計,結合世佳先進的控制軟件,現場在線集中監控重要工藝操作參數,避免人工誤操作,多方位確保系統長期穩定運行。





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