微滤膜若从1907年Bechhold制得系列化多孔火棉胶膜问世算起,至今有近百年历史。而微孔膜的广泛应用是从二战之后开始的,最初只有CN膜,随着聚合物材料的开发,成膜机理的研究和制膜技术的进步。
我国MF研究始于70年代初,开始以CA-CN膜片为主,于80年代相继开发成功CA、CA-CTA、PS、PAN、PVDF、尼龙等膜片,并进而开发出褶筒式滤芯;开发了控制拉伸致孔的PP、PE和PTFE 膜;也开发出聚酯和聚碳酸酯的核径迹微孔膜,多通道无机微孔膜也实现产业化 。并在医药、饮料、饮用水、食品、电子、石油化工、分析检测和环保等领域有较广泛的应用。
与国外水平相比,常规微滤膜的性能和国外同类产品的性能基本一致,折叠式滤芯在许多场合替代了进口产品,但在错流式微滤膜和组器技术及其在工程中的应用等方面,仍落后于国外,这就抑制了微滤技术在较高浊度水质深度处理中的应用。
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工作原理 一般认为MF的分离机理为筛分机理,膜的物理结构起决定作用。此外,吸附和电性能等因素对截留率也有影响。其有效分离范围为0.1-10μm的粒子,操作静压差为0.01-0.2MPa。微孔滤膜的截留机理因其结构上的差异而不尽相同。
(a)在膜的表面层截留; (b)在膜内部的网络中截留
微滤能截留0.1~1微米之间的颗粒,微滤膜允许大分子有机物和溶解性固体(无机盐)等通过,但能阻挡住悬浮物、细菌、部分病毒及大尺度的胶体的透过,微滤膜两侧的运行压差(有效推动力)一般为0.7bar。
微滤膜过滤技术特点
(1)微滤膜膜内孔径是比较均匀的贯穿孔,孔隙率占总体积的70%~80%,能将液体中大于额定孔径的微粒全部拦截,过滤速度快。
(2)微滤膜是均一连续的高分子多孔体,具有良好的化学稳定性,无纤维和碎屑脱落,不会重新产生微粒影响滤出水的水质。
(3)微滤膜过滤中不会因压力升高导致大于孔径的微粒穿过微滤膜。即使压力波动也不会影响过滤效果。
(4)使用微滤膜处理废水与其他方法相比,不需要投加特殊的水处理药剂,占地面积小,操作简便,系统运行稳定可靠,易于控制、维修,处理效率高。
(5)由于微滤膜近似于多层叠置筛网,截留作用限制在膜的表面,极易被少量与膜孔径大小相仿的微粒或胶体颗粒堵塞。如采用正交流结构的膜元件,由于其具有连续自清洗的特性,可以较好地解决这一缺陷。
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根据膜材料的不同,可以分为:
1) 烧结金属微孔滤膜(如不锈钢);
2) 无机微孔滤膜(如氧化铝、玻璃、二氧化硅等);
3) 有机高分子微孔滤膜(如聚乙烯、聚砜、聚酰胺、醋酸纤维素等)。
工业应用
1) 除去水中的细菌和其它微粒;2) 除去组织液、抗菌素、血清、血浆蛋白质等多种溶液中的菌体;3) 除去饮料、酒类、酱油、醋等食品中的悬浊物、微生物和异味杂质。