微孔膜過(guò)濾技術(shù)
1 什么是微孔膜過(guò)濾技術(shù)?
用特種纖維素或高分子聚合物及無(wú)機(jī)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(guò)濾膜而被去除。這種微孔膜過(guò)濾技術(shù)又稱精密過(guò)濾技術(shù),能夠過(guò)濾微米級(jí)(μm)或納米(nm)的微粒和細(xì)菌。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(guò)濾。微孔膜的規(guī)格目前有十多種,孔徑從14μm至0.025μm,膜厚120~150μm,膜的種類有:混合纖維素酯微孔濾膜: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。
2 微孔過(guò)濾的機(jī)理和特點(diǎn)是什么?
微孔過(guò)濾(MF)是利用微孔膜(孔勁范圍一般為0.05~10μm)使水中的微粒得到過(guò)濾與分離。微孔膜的微孔具有比較整齊均勻的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),通常結(jié)構(gòu)形態(tài)有三種類型。
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通孔型
例如核孔膜,它是以聚碳酸酯為基材,膜孔呈圓筒狀垂直貫通于膜面,孔徑異常均勻。(2) 網(wǎng)絡(luò)型
這種膜的微觀結(jié)構(gòu)基本上是對(duì)稱的。
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非對(duì)稱型
其中有海綿型與指孔型兩種,都可以認(rèn)為是上列兩種結(jié)構(gòu)的不同型式的復(fù)合。非對(duì)稱型微孔膜是日常應(yīng)用比較多的膜品種之一。
微孔過(guò)濾就是利用膜的結(jié)構(gòu)篩網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾,在靜壓差的作用下,小于膜孔的粒子通過(guò)過(guò)濾膜,大于膜孔的粒子則被截留于膜上,從而使得顆粒大小不同的組分得以分離。微孔濾膜的截留機(jī)理大體為以下幾種情況:
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機(jī)械截留
指膜可以截留比它孔徑大或與孔徑相當(dāng)?shù)奈⒘系入s質(zhì),即篩分作用。
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物理作用或吸附截留
包括吸附和電性質(zhì)等各種因素的影響。
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架橋截留
從電鏡觀察中可以見(jiàn)到,在孔的入口處,微粒因架橋作用同樣可以被截留。
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網(wǎng)絡(luò)型膜的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部截留作用
微粒并非被截留在膜的表面,而是在膜的內(nèi)部。
如上所述,對(duì)濾膜的截留作用來(lái)說(shuō),機(jī)械作用固然相當(dāng)重要,但微粒等雜質(zhì)與孔壁之間的相互作用有時(shí)比孔徑大小顯得突出。
微孔濾膜的主要特點(diǎn)是
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孔徑均一
微孔濾膜的孔徑十分均勻,例如平均為0.45μm的濾膜,其孔徑變化范圍僅在0.45μm±0.02μm。
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高孔隙率
微孔濾膜的表面上有無(wú)數(shù)微孔,約為10
7~10
11個(gè)/cm
2,孔隙率一般高達(dá)70%~80%左右,通常其通量比具有同等截留能力的濾紙至少快40倍。
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濾材薄
大部分微孔濾膜的厚度都是100~150μm左右,較一般過(guò)濾介質(zhì)為薄。當(dāng)過(guò)濾一些高價(jià)液體或少量貴重液體時(shí),被膜所占有的液體的損失量少。其次,運(yùn)輸時(shí)單位面積的質(zhì)量輕(5mg/cm
2)。另外,貯存時(shí)少占空間也是它的優(yōu)點(diǎn)。
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驅(qū)動(dòng)壓力低
由于空隙率高、濾材薄,因而流動(dòng)阻力小,一般只需較低的壓力(約207kPa)即可。
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