微濾又稱微孔過濾,它屬于精密過濾,截留溶液中的砂礫、淤泥、黏土等顆粒和賈第蟲、隱抱子蟲、藻類和一些細(xì)菌等,而大量溶劑、小分子及少量大分子溶質(zhì)都能透過膜的分離過程。
基本原理是篩分過程,操作壓力一般在0.7-7kPa,原料液在靜壓差作用下,透過一種過濾材料。過濾材料可以分為多種,比如折疊濾芯、熔噴濾芯、布袋式除塵器、微濾膜等。透過纖維素或高分子材料制成的微孔濾膜,利用其均一孔徑,來(lái)截留水中的微粒、細(xì)菌等,使其不能通過濾膜而被去除。
決定膜的分離效果的是膜的物理結(jié)構(gòu),孔的形狀和大小。
微孔膜的規(guī)格目前有十多種,孔徑范圍為0.1~75 μm,膜厚120~150µm。
膜的種類有:混合纖維酯微孔濾膜;硝酸纖維素濾膜;聚偏氟乙烯濾膜;醋酸纖維素濾膜;再生纖維素濾膜;聚酰胺濾膜;聚四氟乙烯濾膜以及聚氯乙烯濾膜等。
微濾技術(shù)常用于電子工業(yè)、半導(dǎo)體、大規(guī)模集成電路生產(chǎn)中使用的高純水等的進(jìn)一步過濾。
微濾膜若從1907年Bechhold制得系列化多孔火棉膠膜問世算起,至今有近百年歷史。而微孔膜的廣泛應(yīng)用是從二戰(zhàn)之后開始的,最初只有CN膜,隨著聚合物材料的開發(fā),成膜機(jī)理的研究和制膜技術(shù)的進(jìn)步。
我國(guó)MF研究始于70年代初,開始以CA-CN膜片為主,于80年代相繼開發(fā)成功CA、CA-CTA、PS、PAN、PVDF、尼龍等膜片,并進(jìn)而開發(fā)出褶筒式濾芯;開發(fā)了控制拉伸致孔的PP、PE和PTFE 膜;也開發(fā)出聚酯和聚碳酸酯的核徑跡微孔膜,多通道無(wú)機(jī)微孔膜也實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化 。并在醫(yī)藥、飲料、飲用水、食品、電子、石油化工、分析檢測(cè)和環(huán)保等領(lǐng)域有較廣泛的應(yīng)用。
膜材料
1) 燒結(jié)金屬微孔濾膜(如不銹鋼);
2) 無(wú)機(jī)微孔濾膜(如氧化鋁、玻璃、二氧化硅等);
3) 有機(jī)高分子微孔濾膜(如聚乙烯、聚砜、聚酰胺、醋酸纖維素等)。
工作原理
微濾的過濾原理有三種:篩分、濾餅層過濾、深層過濾。一般認(rèn)為MF的分離機(jī)理為篩分機(jī)理,膜的物理結(jié)構(gòu)起決定作用。此外,吸附和電性能等因素對(duì)截留率也有影響。其有效分離范圍為0.1-10μm的粒子,操作靜壓差為0.01-0.2MPa。
微濾能截留0.1~1微米之間的顆粒,微濾膜允許大分子有機(jī)物和溶解性固體(無(wú)機(jī)鹽)等通過,但能阻擋住懸浮物、細(xì)菌、部分病毒及大尺度的膠體的透過,微濾膜兩側(cè)的運(yùn)行壓差(有效推動(dòng)力)一般為0.7bar。
工業(yè)應(yīng)用
1) 除去水中的細(xì)菌和其它微粒;
2) 除去組織液、抗菌素、血清、血漿蛋白質(zhì)等多種溶液中的菌體;
3) 除去飲料、酒類、醬油、醋等食品中的懸濁物、微生物和異味雜質(zhì)。
微濾技術(shù)的特點(diǎn)
微濾膜的材質(zhì)分為有機(jī)和無(wú)機(jī)兩大類,有機(jī)聚合物有醋酸纖維素/聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。無(wú)機(jī)膜材料有陶瓷和金屬等
膜的孔徑大約 0.1~10μm,其操作壓力在0.01-0.2MPa左右。微濾過程操作分死端過濾和錯(cuò)流過濾兩種方式。在死端過濾時(shí),溶劑和小于膜孔的溶質(zhì)粒子在壓力的推動(dòng)下透過膜,大于膜孔的溶質(zhì)粒子被截留,通常堆積在膜面上。隨著時(shí)間的增加,膜面上堆積的顆粒越來(lái)越多,膜的滲透性將下降,這時(shí)必須停下來(lái)清洗膜表面或更換膜。錯(cuò)流過濾是在壓力推動(dòng)下料液平行于膜面流動(dòng),把膜面上的滯留物帶走,從而使膜污染保持一個(gè)較低的水平。
微濾技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域
(1)水處理行業(yè):水中懸浮物,微小粒子和細(xì)菌的去除;
(2)電子工業(yè):半導(dǎo)體工業(yè)超純水、集成電路清洗用水終端處理;
(3)制藥行業(yè):科研純水除菌、除熱原,藥物除菌;
(4)食品工業(yè):酒、飲料中酵母和霉菌的去除,果汁的澄清過濾;
(5)化學(xué)工業(yè):各種化學(xué)品的過濾澄清。