一、超濾膜

超濾膜，是一種孔徑規格一致，額定孔徑范圍為0.01微米以下的微孔過濾膜。在膜的一側施以適當壓力，就能篩出小于孔徑的溶質分子，以分離分子量大于500道爾頓（原子質量單位）、粒徑大于10納米的顆粒。超濾膜是早期開發的高分子分離膜之一，在60年代超濾裝置就實現了工業化。

1、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。

2、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。

3、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，而目前已知世界小細菌的體積下限在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。

二、超濾膜的清洗

超濾膜是超濾設備的核心元件，是早期開發的高分子分離膜之一，被用于超純水制備中的中端處理裝置。由于超濾膜是多空材料，以物理截留的方式去除水中的雜質，所以超濾膜要定期清洗，以保證超濾膜的通過量延長超濾膜的使用壽命。

超濾膜的清洗方法一般根據膜的性質和處理料液的性質來確定。通常和反滲透相類似，即先以水力清洗，而后根據情況采用不同的化學洗滌劑進行清洗，例如對電涂材料可以選用含離子的增溶劑，對水溶性有機涂料可以用“橋鍵”型溶劑。食品工業中蛋白質沉淀可以用朊酶溶劑或磷酸鹽、硅酸鹽為基礎的堿性去垢劑。膜表面由無機鹽形成的沉淀可用EDTA之類的螯合劑或酸、堿加以溶解。超濾膜的清洗方法分為七個步驟：

1、配制清洗液。

2、低流量輸入清洗液

首先用清洗水泵混合一遍清洗液，預熱清洗液時應以低流量。 然后以盡可能低的清洗液壓力置換元件內的原水，其壓力僅需達到足以補充進水至濃水的壓力損失即可，即壓力須低到不會產生明顯的滲透產水。低壓置換操作能夠有效減低污垢再次沉淀到膜表面，視情況而定，排放部分濃水以 防止清洗液的稀釋。

3、循環

當原水被置換掉后，濃水管路中就應該出現清洗液，讓清洗液循環回清洗水箱并保證清洗液溫度恒定。

4、浸泡

停止清洗泵的運行，讓膜元件完全浸泡在清洗液中。有時元件浸泡大約1小時就足夠了，但對于頑固的污染物，需要延長浸泡時間，如浸泡10~15 小時或浸泡過夜。為了維持浸泡過程的溫度，可采用很低的循環流量。

5、高流量水泵循環

高流量能沖洗掉被清洗液清洗下來的污染物，如果污染嚴重，請采用高于表1 所 規定百分之五十的流量將有助于清洗，在高流量條件下，將會出現過高壓降的問題，單元件允許的壓降為1bar （15psi），對多元件壓力容器允許壓降為3.5bar（50psi）。

6、沖洗

預處理的合格產水可以用于沖洗系統內的清洗液，除非存在腐蝕問題（例如，靜止的海水將腐蝕不銹鋼管道）。為了防止沉淀，沖洗溫度不低于20度。 附注在酸洗過程中，應隨時檢查清洗液pH 值變化，當在溶解無機鹽類沉淀消耗掉酸時，如果pH的增加超過0.5個pH值單低，就應該向清洗箱內補充酸，酸性清洗液的總循環時間不應超過20分鐘，超過這一時間后，清洗液可能會 被清洗下來的無機鹽所飽和，而污染物就會再次沉積在膜表面，此時應用合格預處理產水將膜系統及清洗系統內的清洗液排放掉，重新配置清洗液進行第第遍酸性清洗操作。如果系統需停機24 小時以上，則應將元件保存在百分之一（重量比）的亞硫酸氫鈉水溶液中。在對大典系統清洗之前，建議從待清洗的系統內取出一支膜元件， 進行單元件清洗效果試驗評估。

7、清洗多段系統

在多段系統的沖洗和浸泡步驟中，可以對整個系統的所有段同時進行，但是對于高流量的循環要分段進行，以保證循環流量對首段不會太低而對末段不會太高，這可以通過一臺泵每次分別清洗各段或針對每段流量要求設置不同的清洗泵來實現。

及時清洗超濾膜才能保持膜的透過量和壽命，而正確的清洗方法則可以節省時間和減少膜元件在清洗過程中受損。對于不同的膜組件，可以選用不同的清洗方法，如管式組件可以用海綿球進行機械清洗，中空纖維式組件可以用反向沖洗等。對于食品工業用膜還需進行消毒處理（用NaOH和H2O2等）。