超濾技術(shù)是近年來依托于材料科學(xué)發(fā)展起來的膜分離技術(shù)，已廣泛地應(yīng)用到工業(yè)及市政建設(shè)的各個領(lǐng)域。

　　超濾(UF) 是一個壓力驅(qū)動的膜分離過程，它利用多孔材料的攔截能力，將顆粒物質(zhì)從流體及溶解組份中分離出來。超濾膜的典型孔徑在0.01-0.1微米之間，對于細菌和大多數(shù)病毒、膠體、淤泥等具有很高的去除率。膜的公稱孔徑越小，去除率越高。超濾膜通常使用的材料都是高分子聚合物，其基本性質(zhì)以疏水性為主。能夠進行共混等親水性改性。該過程為常溫操作，無相態(tài)變化，不產(chǎn)生二次污染。其膜元件特點如下：

　　1、使用壽命長：超濾采用特別性能的PVDF材料并經(jīng)過親水改性，具有抗氧化性和抗疲勞強度，抗污染，耐清晰，大大延長了膜絲的使用壽命。

　　2、產(chǎn)水品質(zhì)高：對細菌去除率達到6-log，使得其獲得更佳的產(chǎn)水品質(zhì)。

　　3、運行費用低：超濾外壓式可采用低廉的氣水混合清洗方式，高效保持通量的長期穩(wěn)定，節(jié)約化學(xué)清洗劑消耗。

　　得益于超濾膜元件特點，容許更寬的進水懸浮物含量，更適合于水質(zhì)較差的應(yīng)用條件，并同時保證很高的水回收率，在水處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

1、含淀粉及酶的廢水處理。

　　某些食品加工業(yè)中，例如土豆加工，其廢水含有低濃度淀粉，釀造工業(yè)排放物中含有酶等。超濾可用于回收淀粉及酶，并得出可允許排放的廢水。

　　2、紡織工業(yè)脫漿水的處理。

　　上漿材料例如淀粉及水溶性聚合物經(jīng)常用于紡織過程以利該過程的進行。將織好的布進行洗滌以除去漿料，這樣就得出含上漿材料的稀溶液。超濾可用于回收這種上漿材料以重復(fù)使用，并得出質(zhì)量好的水濾液，它可以排放或重復(fù)使用。

　　4、乳液濃縮。

　　在合成橡膠制造與應(yīng)用中，容器、反應(yīng)器等的洗滌水中含有稀乳液溶液，采用超濾過程對此進行濃縮是成功的。

　　5、紙漿工廠排放液的處理。

　　紙漿工廠排放液中含有高分子量的木質(zhì)素磺酸鹽，可以采用超濾方法進行分離并濃縮。

　　在國外，超濾主要應(yīng)用于飲用水處理，我國則主要用于工業(yè)領(lǐng)域的廢水回用，作為反滲透的預(yù)處理。在國內(nèi)水工業(yè)市場，德蘭梅爾超濾技術(shù)已在電力、鋼鐵、化工等工業(yè)廢水處理領(lǐng)域得到較多應(yīng)用。

超濾技術(shù)原理：

一般認為超濾是一種篩孔分離過程，在靜壓差為推動力的作用下，原料液中溶劑和小溶質(zhì)粒子從高壓的料液側(cè)透過膜到低壓側(cè)，一般稱為濾出液或透過液，而大粒子組分被膜所阻攔，使它們在濾剩液中濃度增大。按照這樣的分離機理，超濾膜具有選擇性表面層的主要因素是形成具有一定大小和形狀的孔，聚合物的化學(xué)性質(zhì)對膜的分離特性影響不大。

UF同RO、NF、MF一樣，均屬于壓力驅(qū)動型膜分離技術(shù)。超濾主要用于從液相物質(zhì)中分離大分子化合物(蛋白質(zhì)，核酸聚合物，淀粉，天然膠，酶等)，膠體分散液(粘土，顏料，礦物料，孔液粒子，微生物)，乳液(潤滑脂-洗滌劑以及油-水乳液)。采用溶質(zhì)，從而可達到某些含有各種小分子量可溶性溶質(zhì)和高分子物質(zhì)(如蛋白質(zhì)、酶、病毒)等溶液的濃縮、分離、提純和凈化。其操作靜壓差一般為0.1-0.5MPa，被分離組分的直徑大約為0.01-0.1μm，這相當于光學(xué)顯微鏡的分辨極限，一般為分子量大于500-1000000的大分子和膠體粒子，這種液體的滲透壓很小，可以忽略，所用膜常為非對稱膜，膜孔徑為10-10μm，膜表面有效截留層厚度較小(0.1-10μm)，操作壓力一般為0.2-0.4MPa(2-4kg/cm)，膜的透過速率為0.5-5m/(m·d)。

總之，超濾對去除水中的微粒、膠體、細菌、熱原和各種有機物有較好的效果，但它幾乎不能截留無機離子。

超濾技術(shù)的操作模式

超濾過程常用的操作模式有三種。

(1)單段間歇操作：在超濾過程中，為了減輕濃差極化的影響，膜組件必須保持較高的料液流速，但膜的滲透通量較小，所以料液必須在膜組件中循環(huán)多次才能使料液濃縮到要求的程度，這是工業(yè)過濾裝置最基本的特征。間歇操作適用于實驗室或小規(guī)模間歇生產(chǎn)產(chǎn)品的處理。

(2)單段連續(xù)操作：與間歇操作相比，其特點是超濾過程始終處于接近濃縮液的濃度下進行，因此滲透量與截留率均較低，為了克服此缺點，可采用多段連續(xù)操作。

(3)多段連續(xù)操作：各段循環(huán)液的濃度依次升高，最后一段引出濃縮液，因此前面幾段中料液可以在較低的濃度下操作。這種連續(xù)多段操作適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

超濾技術(shù)的特點

與傳統(tǒng)分離技術(shù)比較，超濾技術(shù)具有以下的特點：

①超濾過程是在常溫下進行的，條件溫和無成分破壞，特別適合對熱敏感的物質(zhì)，如藥物、酶、果汁等進行分離、濃縮和富集。

②超濾過程不發(fā)生相變化，無需加熱，能耗低，無需添加化學(xué)試劑，無污染，是一種節(jié)能環(huán)保的分離技術(shù)。

③超濾技術(shù)分離效率高，對稀溶液中微量成分的回收，低濃度溶液的濃縮都非常有效。

④超濾過程僅采用壓力作為分離的動力，因此分離裝置簡單、流程短、操作簡便、易于控制和維護。

⑤超濾技術(shù)也有局限性，不能直接得到干粉制劑。對于蛋白質(zhì)溶液，一般只能得到10%～50%的濃度。