膜法水处理实验——超滤膜通量测定

膜法水处理实验一、目的与要求1.1 了解膜分离技术的原理及工艺流程；1.2 了解膜分离技术在水处理中的应用情况。

二、原理膜分离技术是一项高新技术，应用领域十分广阔，目前已广泛应用于水处理、电子、食品、环保、化工、冶金、医药、生物、能源、石油、仿生等领域。

膜分离技术在水处理中的应用主要有：水的深度处理（纯水的制备、直饮水等）；废水回用；造纸废水、染料工业废水、含油废水、乳化油废水、电镀废水、食品工业废水等工业废水的处理膜分离技术是一大类技术的总称。

和水处理有关的主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等几类。

这些膜分离产品均是利用特殊制造的多孔材料的拦截能力，以物理载留的方式去除水中一定颗粒大小的杂质。

在压力驱动下，尺寸较小的物质可以通过纤维壁上的微孔到达膜的另一侧，而尺寸较大的物质则不能透过纤维壁而被截留，从而达到筛分溶液中不同大小组分的目的。

表1 几类分离技术及其分离特性表1显示了水中各种种杂质的大小和去除它们所使用的分离方法。

反渗透主要用来去除水中溶解的无机盐；而超滤则可以去除病毒、大分子物质、胶体等；微滤一般能够去除水中的细菌、灰尘，具有很好的除浊效果。

这些都是传统的过滤（如砂滤、多介质过滤等）无法实验的。

因此，使用超滤或者微滤替代传统的混凝、过滤，为下游反渗透膜提供最大限度的保护，成为近些年来的一个技术热点。

膜的分类：按孔径大小分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等；按膜材料分为无机膜、有机膜；按膜组件的形式分为卷式膜、管式膜、平板膜、中空纤维膜等。

膜分离技术中存在的主要问题是膜的污染和浓差极化。

膜污染主要是由于处理物料中的微粒、胶体、微生物或大分子与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附和沉淀造成膜孔径变小或堵塞，使膜通量和膜的分离特性产生不可逆变化的现象。

浓差极化是指被截留的溶质在膜表面处积聚，其浓度会逐渐升高，在浓度梯度的作用下，及近膜面的溶质又以相反方向向料液主体扩散，平衡状态时膜表面形成一溶质分布边界层，对溶剂等小分子物质的运动超阻碍作用。

关于超滤膜检测的方法摘要：水体污染程度在随发展愈发加剧。

膜分离技术作为近十几年来新型的污水处理方法，超滤膜广泛运用于工业废水和工艺水的处理过程之中，在食品、冶金、医药等行业中有良好的净污分离作用。

因膜分离效果优越，占地面积小，在废水处理领域具有较好的应用前景。

本文在超滤膜的检测方面介绍了膜通量、分子截留率的检测方法，根据国家标准和行业标准为基础，在传统检测的方法上进行系统性的改进，通过自主设计的检测流程，实现了系统性检测，解决了传统人工分布测量、整理、计算的繁杂性。

关键词：超滤膜检测；采集元件；膜通量；分子截留率1概述1.1行业现状随着现代工业发展节奏加快，人民生活水平在不断提升，截至2020年生活污水排放量已经达到571.4亿立方米，同时随着我国污水处理量也表现为逐年增长趋势，每年排放增长率约22%，污水在进行预处理之后，为进一步提高排放水质通常会采用超滤膜进行三次处理，但对超滤膜检测仍然是处于检测手段较为基础的情况。

1.2超滤膜优势①超滤膜可以运用于污水处理、食品行业、冶金、医药制药等多个领域。

②超滤膜再次使用率高，具有分离效率高、净化浓缩效率高等特点。

③超滤膜使用中能耗低，生产周期短，使用整体运行费用低，大幅度降低生产成本，提高企业经济效益。

④占地面积少，操作与维护简便。

1.3行业背景在超滤膜质量检测，检测项目方面拥有国标标准，但在检测设备目前只有相关行业标准。

在十四五规划中出台相关政策、出台相关文件，鼓励智能制造行业的发展，超滤膜检测方法手段系统化发展成为大势所趋，行业标准中指出，为解决膜产品品质参差不齐、鱼龙混杂，处理后的水质不可以进利用的问题，加强了对超滤膜检测的相关标准，因此超滤膜检测系统化发展迫在眉睫。

1.4实验意义为更好地了解超滤膜在生产中或实验室研究中对单片膜，系统性了解质量好坏的方法。

生产中为了解决超滤膜在实际生产中因工艺的误差性或系统性误差，导致的超滤膜质量难以保持持续良品率的问题；实验中为了解决对于新型膜产品铸膜液配比的可行性，进而促进新型膜产品的研发。

水处理膜的测试标准和方法一、了解水处理膜膜与膜组件标准分析膜产品按膜分离过程分类为微滤(MF)膜、超滤(UF)膜、纳滤(NF)膜、反渗透(RO)膜及离子交换膜等;按膜组件型式分类可分为平板膜、卷式膜、中空纤维膜(柱式、帘式)及管式膜、碟管式膜等。

二、各种标准2.1 通用标准通用标准包括《膜分离技术术语》(GB/T20103—2006)和《膜组件及装置型号命名》(GB/T20502—2006)。

其中GB/T20103—2006标准界定了膜分离领域包括电渗析、反渗透、纳滤、超滤、微滤、气体分离膜及离子交换膜的常用术语，对膜分离技术领域的221条术语进行了定义，适用于膜与膜材料、膜组件、液体分离、气体分离及其他膜分离过程。

GB/T20502—2006标准规定了膜组件及装置型号的命名规则，适用于反渗透、纳滤、超滤、微滤、气体分离膜、电渗析及电去离子装置。

2.2 反渗透(RO)膜标准反渗透膜标准有4项:《中空纤维反渗透膜测试方法》(HY/T049—1999)、《中空纤维反渗透技术中空纤维反渗透组件》(HY/T054.1—2001)、《中空纤维反渗透技术中空纤维反渗透组件测试方法》(HY/T054.2—2001)和《卷式反渗透膜组件测试方法》(HY/T107—2008)。

HY/T049—1999标准规定了中空纤维反渗透膜除盐率和水通量的测试条件和测试方法，适用于进水为自来水、苦咸水及海水的中空纤维反渗透膜的测试。

在测试前要进行试样制备，将膜丝用环氧树脂粘结于尼龙管或橡皮塞上，然后将固化的膜样装入测试管中在测试装置上进行测试，但对样品的制备及测试管的要求没有做出具体详细的规定或说明。

水通量的测定用量筒和秒表测量，不要求恒温，测得的数据查表换算成25℃时的数值。

标准附录A给出了中空纤维反渗透膜测试装置流程图，附录B给出了醋酸纤维素膜的水通量温度校正因子表。

HY/T054.1—2001标准实施要求与HY/T049—1999标准和HY/T054.2—2001标准配套使用，规定了中空纤维反渗透膜组件的技术要求，适用于纤维素材质膜，对产品规格和尺寸(包括接口尺寸)做出了规定。

超滤膜出水指标超滤膜（Ultrafiltration Membrane）是一种采用超滤技术进行水处理的膜分离方法。

它具有高效固液分离、低能耗、占地面积小等优势，广泛应用于饮用水净化、工业废水处理、海水淡化等领域。

超滤膜出水指标是衡量超滤膜性能的关键因素，本文将从膜通量、截留率、维持周期等方面探讨超滤膜出水指标的相关内容。

1. 膜通量膜通量是指单位时间内通过膜面积的水量，通常以LMH（升/平方米·小时）表示。

对于超滤膜而言，膜通量的大小直接影响着其处理能力。

一般来说，超滤膜膜通量较高，能够处理更大的水量，但也会导致较高的能耗和膜污染的风险。

因此，超滤膜的设计需综合考虑水处理需求、膜稳定性以及维护成本等因素，选择合适的膜通量。

2. 截留率超滤膜的截留率是指膜对不同溶质（如悬浮固体、胶体、有机物等）的去除效果。

一般来说，超滤膜能够有效去除颗粒物和大分子有机物，其截留率通常高于90%。

但对于小分子溶质（如无机盐、低分子有机物等），超滤膜的截留效果较差，通常在10%至50%之间。

因此，在实际应用中，需根据水源特性和处理要求，综合考虑超滤膜的截留率，以达到所需的水质目标。

3. 维持周期超滤膜维持周期是指膜脏污后需要进行清洗或更换的时间间隔。

膜污染是指水中的颗粒物、胶体、细菌等附着在膜表面或内部的现象，会导致膜通量下降、截留率降低等问题。

超滤膜的维持周期受到进水水质、操作方式、清洗方法等多种因素的影响。

通常情况下，膜通量随着使用时间的增加而下降，需要定期进行清洗或更换以维持其正常运行。

4. 其他指标除了上述提到的主要指标外，超滤膜出水指标还包括膜的物理性能、化学稳定性、耐受性等。

物理性能包括膜的机械强度、抗膨胀性等，这些性能直接关系到膜的使用寿命和安全可靠性。

化学稳定性则指超滤膜对水质中化学物质的稳定性，耐受性则指超滤膜对温度、pH值等环境条件的适应性。

这些指标的满足与否都会对超滤膜的性能和使用效果产生重要影响。

超滤膜水通量计算超滤膜是水处理中常用的一种过滤材料，具有高效过滤、降低水中有害物质浓度等优点，被广泛应用于饮用水净化、工业废水处理、海水淡化等领域。

水通量是衡量超滤膜性能的重要指标之一，下面我们来探讨一下超滤膜水通量的计算方法。

1. 水通量的定义水通量指的是单位时间内通过超滤膜的水量，单位通常为立方米/小时（m3/h）或吨/小时（t/h），通量越大，表示超滤膜过滤效率越高，处理能力越强。

2. 水通量的影响因素超滤膜水通量受多种因素的影响，主要包括：（1）膜面积：膜面积越大，通量也就越大。

（2）温度：水温越高，通量也就越大。

（3）水质：水中悬浮颗粒物、胶体等杂质较多时，通量会下降。

（4）滤料：不同的滤料对通量有影响，粗滤层的通量较高，细滤层的通量较低。

（5）压力：超滤膜的压力越大，通量也就越大。

3. 水通量的计算方法（1）常规计算方法超滤膜水通量的计算公式为：通量=过滤水量/单位时间/膜面积。

其中，单位时间通常以小时为单位，即通量=过滤水量（m3）/过滤时间（h）/膜面积（m2）。

（2）修正计算方法实际使用中，由于膜污染、水流速降低等原因，超滤膜的通量会发生变化。

因此，修正通量的计算方法为：修正通量=实际过滤水量（kg）/过滤时间（h）/有效膜面积（m2）。

在计算实际过滤水量时，应采用净水量，即运行时间内的净水量减去回收的浓水量。

4. 结语超滤膜水通量的计算方法不仅是水处理工程师的基本技能，同时也是提高超滤膜性能的一个重要途径。

水通量的计算应结合实际情况，采用合理的措施对超滤膜进行维护和管理，达到最佳效果。

超滤膜测试方法超滤膜是一种常用的分离技术，在水处理、食品加工、医药制造等领域有着广泛的应用。

为了确保超滤膜的性能和质量，需要进行一系列的测试。

本文将介绍超滤膜测试的方法和步骤。

一、纯水通量测试纯水通量是评价超滤膜性能的重要指标之一。

其测试方法如下：1. 准备一台超滤膜测试装置，包括超滤膜模块、膜壳、进出水管道等。

确保装置干净、无杂质。

2. 将待测试的超滤膜模块安装到膜壳中。

3. 打开进水阀门，使纯水缓慢流入膜壳中，直至装置内部充满纯水。

4. 打开出水阀门，调整出水阀门的开度，使出水流量稳定在一定范围内。

5. 通过计时器记录单位时间内出水的体积。

6. 根据记录的时间和体积数据，计算出单位时间内的纯水通量。

二、截留率测试超滤膜的截留率是评价其分离能力的指标之一。

其测试方法如下：1. 准备一台超滤膜测试装置，包括超滤膜模块、膜壳、进出水管道等。

确保装置干净、无杂质。

2. 将待测试的超滤膜模块安装到膜壳中。

3. 准备一种含有特定颗粒物或溶质的溶液，将其缓慢注入膜壳中。

4. 打开进水阀门，使溶液缓慢流入膜壳中，直至装置内部充满溶液。

5. 打开出水阀门，调整出水阀门的开度，使出水流量稳定在一定范围内。

6. 通过取样分析，测定进水和出水中溶质的浓度。

7. 根据浓度数据，计算出超滤膜的截留率。

三、抗污染性测试超滤膜在实际应用中容易受到污染物的影响，因此抗污染性是评价其性能的重要指标之一。

其测试方法如下：1. 准备一台超滤膜测试装置，包括超滤膜模块、膜壳、进出水管道等。

确保装置干净、无杂质。

2. 将待测试的超滤膜模块安装到膜壳中。

3. 准备一种含有特定污染物的溶液，将其缓慢注入膜壳中。

4. 打开进水阀门，使溶液缓慢流入膜壳中，直至装置内部充满溶液。

5. 打开出水阀门，调整出水阀门的开度，使出水流量稳定在一定范围内。

6. 通过取样分析，测定进水和出水中污染物的浓度。

7. 根据浓度数据，评估超滤膜的抗污染性能。

四、膜污染物清洗测试超滤膜在使用一段时间后，会受到污染物的堆积，从而影响其性能。

solecta超滤膜参数
Solecta超滤膜是一种用于液体分离和过滤的膜材料，具有一定的特性和参数。

这些参数包括膜的孔径大小、膜的通量、膜的材质、膜的尺寸等。

首先，超滤膜的孔径大小对其过滤效果起着重要作用。

通常来说，超滤膜的孔径大小在0.1微米到0.001微米之间，可以有效地过滤掉液体中的大颗粒、胶体和微生物等杂质，从而实现液体的分离和净化。

其次，超滤膜的通量也是一个重要参数。

通量是指单位时间内单位面积的膜通过的液体量，通常以每小时立方米（LMH）或加仑/平方英尺/小时（GFD）来表示。

通量的大小直接影响着超滤膜的过滤效率和处理能力。

另外，超滤膜的材质也是需要考虑的参数之一。

常见的超滤膜材质包括聚酰胺、聚砜、聚醚砜等，不同的材质具有不同的耐化学性、耐热性和机械强度，适用于不同的工业应用场景。

此外，超滤膜的尺寸也是需要考虑的参数之一。

超滤膜可以根
据具体的应用需求进行定制尺寸，通常以膜面积、长度和直径等来描述。

总的来说，Solecta超滤膜的参数涉及孔径大小、通量、材质和尺寸等多个方面，这些参数将直接影响着超滤膜在液体分离和过滤过程中的性能和应用范围。

希望这些信息能够对你有所帮助。

实验二十一 超滤膜性能测定和分离聚乙二醇溶液的研究（~25学时）一、实验目的膜分离技术，包括压力差驱动（反渗透、超滤、微滤、纳滤）、浓度差驱动（透析）、电位差驱动（电渗析）等过程，属于重要的新型分离操作，具有设备体积小、能耗低、操作简单等特点。

膜分离与反应耦合过程的研究和应用，发展也很快。

目前，膜技术已广泛用于化工、海水淡化、食品加工、环境保护、医药卫生等领域，应用前景非常广阔。

本实验由学生独立查阅文献和进行实验设计，通过测定膜分离透过性能、研究超滤条件的影响规律和膜的清洗再生，可以提高学生实验设计能力和操作技巧，掌握超滤分离知识和技术，了解压力驱动膜过程的特点，同时培养合作精神。

二、基本原理超滤介于微滤和纳滤之间，截留分子量在1000－500000道尔顿左右，可以理解为与膜孔径相关的筛分过程。

在膜两侧压力差（0.1-0.6M Pa ）的作用下，溶剂、无机盐等小分子物质可以透过膜，而水中悬浮物、胶体、蛋白质、微生物等可被截留，达到净化、分离和浓缩等目的。

超滤过程无相变，能耗低，易于操作，适用于低浓度大分子物质和热敏性物质的分离和回收、不同分子量物质的分级、反渗透装置的前处理等。

膜组件包括平板式、管式、卷式、中空纤维式等。

超滤膜基本都是不对称膜结构，由致密的皮层和多孔的支撑层构成。

在超滤过程中，被截留物质在膜高压侧的表面上积累，形成由膜表面到溶液主体之间的浓度梯度，导致被截留物质从膜表面向溶液主体扩散，称为浓差极化。

超滤分离高分子等溶液时，如果膜表面溶质浓度超过某一临界值，还将形成凝胶层，使渗透速率显著降低。

膜分离透过性能，包括纯水透过速率、截留分子量、截留率等。

超滤膜透过速率J 可表示为：()f cp m R R R P J ++∆=μ 式中，ΔP 为膜内外压差，μ为料液粘度，R m 为膜本身阻力，R cp 为浓差极化层阻力，R f 为污染层阻力。

纯水透过速率，是指在0.1MPa 、25℃条件下，单位时间内单位膜面积的纯水透过量。

超滤膜通量计算
膜通量，即根据支持液的流量和所应用的压力的差的大小来计算颗粒物和分子等在超滤膜
上透过的总量。

膜通量也称为膜传输速率，它以单位面积时间来测量，表现为膜通量单位（m3 / m2 / h）。

膜通量受膜材料、平均流速、温度、PH值和水质液体的特性等因素的影响，因此，应用膜料时需要特别注意运用条件是否合理以及是否符合膜材类型的要求。

膜通量的计算一般是按照支持液容积的控制来计算。

膜板的压力预热，支持液的容积增加
或减少，在支持液量上，通常乘以支持液的容积，以计算膜固体颗粒通量。

此外，膜通量还受到膜膜孔径大小与抗积析能力的影响，当膜孔径增大时，膜通量就会增大，抗积析能力会提高。

另外，膜板的清洗过程也会影响膜通量的性能，膜洗的频率、程
序和技术对提高膜通量具有积极的影响。

膜通量的计算是超滤膜系统的重要参数之一，确定膜通量是超滤膜系统的有效运行的关键，因此，在构建膜通量系统时必须有较严格的计算方法，以便更好地确定和保证其运行状态
以及运行效率。

超滤膜通量单位
超滤膜通量单位是一种用于测量超滤膜过滤速率的单位，它可用于评估膜的效率和减少操作时间。

超滤是一种技术，可以从液体中移除悬浮物、细菌和微生物，通常用于制备高纯度溶液，如蛋白质、糖类、抗生素和离子替代剂。

这种技术的有点是在溶质的有效过滤上。

超滤膜通量单位主要由三要素组成：膜间距、滤膜材料和流量，它们决定了超滤膜过滤速率。

为了计算出膜间距，可以采用“孔径*
长度/宽度”公式计算。

滤膜材料包括涤纶、聚合物等，有一定的抗
磨能力和抗压能力。

而流量的大小取决于滤膜的厚度、膜间距、滤膜材料的抗压能力和温度等。

超滤膜通量单位的测量是一个复杂的过程，需要运用一定的实验方法和计算公式。

现代实验技术已经发展出对膜用途的精细测量。

比如静态，渗透，冲洗或者温度，湿度和光谱谱等。

另外，电化学和放射性源，包括X射线、核磁共振等，也可以用来测量膜参数。

超滤膜通量单位测量可以帮助我们评估膜的效率，提高膜的性能，可以用来比较不同的膜，并且能够减少操作时间。

此外，膜的性能受到温度变化的影响较大，所以在测量通量单位时需要注意温度变化。

总之，超滤膜通量单位是一种用于测量超滤膜过滤速率的单位，它可以用来评估膜的效率，减少操作时间，还可以控制温度，从而改善膜的性能。

正确的计算和测量可以为膜提供最佳的性能优势，从而确保超滤工艺的最佳性能。

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密理博超滤膜包水通量测量方法你知道超滤膜吧？对，就是那种看起来不怎么样，但其实挺神奇的东西，它可以在水处理上发挥大作用。

那今天咱们就聊聊它的“包水通量测量方法”，也就是怎么评估它到底能处理多少水，水流得多快。

简单来说，就是测试超滤膜的能力，看看它能多高效地“搞定”水。

这听起来有点复杂，但你稍微用点心就能明白。

别担心，咱们一步一步来，轻松点，没啥难度。

你得知道，超滤膜主要是用来过滤水中的细小颗粒、细菌、一些有机物什么的。

它的作用挺大，可以用在很多地方，比如饮用水处理、污水处理，甚至是食品工业。

你想，能把脏水过滤成干净水，那得多牛！但咱们不是要讲它怎么做的，而是要讲它到底有多能干。

那就得测它的“包水通量”——就像你跑步一样，量一下你每秒钟能跑多少米，膜就是用这个方法来告诉你它的“跑步能力”。

好，咱们先搞明白，什么是“包水通量”。

其实就是单位时间内，超滤膜能通过多少水。

想象一下，你有一块海绵，水从上面倒下去，海绵吸水的速度就是它的“包水通量”。

如果海绵吸得快，说明它能处理更多的水，膜也是一样的道理。

如果海绵吸得慢，那水就滞留在上面，处理的能力就差。

这就像你去超市购物，购物车的容量越大，装得东西就越多。

膜的“购物车容量”就是它的包水通量。

要测这个，你得有一个固定的实验环境，免得测出来的结果不是很准确。

你需要一台专门的设备，把水通过超滤膜来。

实验的过程中，记得要保证水的压力、温度、流速这些因素都要控制好，不能让它们随便波动。

就像你去健身房，想测你能举多少斤的杠铃，杠铃的重量得保持不变，不然你哪知道自己到底有多强？你测量的时候，通常会在一定的压力下，通过膜来流动一定量的水，然后就可以计算它的包水通量了。

一般情况下，你还得看水的温度和水质，因为这两者会直接影响膜的性能。

比如水的温度太高，膜的性能可能会下降，水太脏，膜也会堵塞，流量就小了。

所以呢，你测试的水最好是清洁水，温度也要合适，这样得出来的数字才靠谱。

测量结果出来后，你可以通过一个公式来算出膜的通量。

膜法水处理实验（一）——超滤膜通量测量一、实验目的（1）掌握中空纤维超滤膜通量测量的标准方法。

（2）理解中空纤维超滤膜过滤过程中的膜污染现象。

（3）掌握中空纤维膜组件运行过程跨膜压差的调控方法。

（4）根据Darcy定律计算中空纤维膜过滤阻力。

二、实验原理通量是指在一定流速、温度、压力下，单位时间、单位膜面积的液体（或气体）透过量，是衡量膜组件性能及运行状况的重要参数。

根据上述定义，膜通量可由式（1）计算（1）其中，F表示通量，m3/(m2?h)；Q表示液体（或气体）透过量，m3；A表示膜面积，m2；t表示收集透过液体（或气体）的时间，h。

对于液体，透过量通常通过直接测量一段时间内透过膜的液体体积或质量的方法获得。

在超滤进行的过程中，由于膜孔对水溶液中溶质或悬浮物的截留和吸附作用，以及溶质的浓差极化作用或凝胶层的形成，均会导致超滤过滤性能的下降，即在恒压操作下表现为膜通量的下降而在恒流操作下表现为跨膜压差的升高。

这就是所谓的膜污染现象，是膜过滤过程中不可避免的现象。

根据形成膜污染的原因，膜过滤阻力可表示为：（2）其中，Rt表示膜过滤过程的总阻力；Rm表示清洁膜的固有阻力；Rp表示浓差极化阻力；Rf（=Ref + Rif）表示污染阻力；Ref表示凝胶层阻力；Rif表示内部污染阻力；Rc（=Rp + Ref）表示沉淀阻力。

以Darcy定律为基础得出下列过滤通量的表达式：（3）其中，μ表示溶液的粘度，Pa?s，24 °C时纯水粘度μw=9.186×10-4 Pa?s。

J0表示新膜纯水通量，J1表示过滤原水的稳定通量，J2表示纯水冲洗后的纯水通量，J3表示刷洗后的纯水通量。

（4）（5）（6）（7）可得膜过滤过程中各部分阻力（8）（9）（10）（11）（12）由此可计算各部分阻力及其所占比例的大小，从而对膜污染机理有所认识。

图1 实验装置图三、实验装置与设备1、自制中空纤维膜过滤装置一套，含隔膜泵、压力表、流量计、膜组件支架等单元，如图1所示。

膜法⽔处理实验（三）——超滤膜截留分⼦量测定膜法⽔处理实验（三）——超滤膜截留分⼦量测定⼀、实验⽬的（1）掌握超滤膜截留分⼦量测定的基本⽅法和途径。

（2）了解不同标准溶液对膜截留性能表征的差异。

（3）掌握蛋⽩质的测定⽅法。

⼆、实验原理截留分⼦量是指在⼀定条件下，某些分⼦量的物质被膜截留，被截住物质的最⼩分⼦量即为膜的截留分⼦量，⽤以表征膜的分离能⼒。

由于直接测定超滤膜的孔径相当困难，所以使⽤已知分⼦量的球状物质进⾏测定。

如果膜对被截留物质的截留率⼤于90%时，就⽤被截留物质的分⼦量表⽰膜的截留性能，称为膜的截留分⼦量。

实际上，所使⽤的物质并⾮绝对的球形，由于实验条件的限制，所测定的截留率也有⼀定的误差。

加之，膜的制备⽅法决定了膜孔本⾝的尺⼨⼤⼩并不是⼀致，⽽是围绕某⼀中⼼值呈现⼀定的分布。

因此，截留分⼦量并不能完全代表膜的分离能⼒。

本实验使⽤紫外分光光度法测试平板超滤膜对两种不同分⼦量⼤⼩的蛋⽩质溶液的截留效果。

根据透过液中蛋⽩质含量，计算超滤膜截留率，估算平板超滤膜孔径⼤⼩，确认平板膜的性能。

实验原理如下：配制不同分⼦量的蛋⽩质溶液，分别⽤紫外分光光度法测试通过平板膜前后蛋⽩质溶液浓度的变化，计算出平板超滤膜对不同分⼦量蛋⽩质的截留率，估算膜的截留分⼦量。

三、实验装置与设备图1 实验装置图1、⾃制平板膜过滤装臵⼀套，含隔膜泵、压⼒表、流量计、膜组件⽀架等单元，如图1所⽰。

2、超滤平板膜，截留分⼦量约为50 kDa。

使⽤前膜⽚浸泡在去离⼦⽔中。

3、紫外分光光度计；4、千分之⼀电⼦天平；5、PH计；6、容量瓶、吸管、烧杯等；7、去离⼦⽔；8、卵清蛋⽩（分⼦量45000）：卵蛋⽩⽚；9、⽜⾎清⽩蛋⽩（分⼦量67000）：⽣化试剂。

10、氯化钠（NaCl）：分析纯；11、氯化钾（KCl）：分析纯；12、磷酸⼆氢钾（KH2PO4）：分析纯；13、磷酸氢⼆钾(K2HPO4）：分析纯；14、HCl：分析纯；四、实验步骤1、蛋⽩溶液标准曲线的绘制a、0.01M磷酸盐缓冲溶液（PBS）的配制⽅法称7.9g NaCl，0.2g KCl，0.24g KH2PO4(or 1.44g Na2HPO4)和1.8g K2HPO4，溶于800 ml 蒸馏⽔中，⽤HCl调节溶液的pH 值⾄7.4，最后加蒸馏⽔定容⾄1L。

超滤膜的完整性检测超滤是利用一种压力活性膜，在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质，而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。

慧德易超滤系统包括中小型超滤系统以及生产型全自动超滤系统，多种规格可选，满足客户定制要求。

下面小编介绍下：完整性测试理论。

泡点测试是表征膜最大孔径的一种简单方法和常用方法，这种方法主要是将空气吹过充满液体的膜所需要的压力。

假设膜对液体介质是完全浸润的（即全部气孔均充满液体介质），液体使膜润湿，此时膜所有的孔都充满了液体。

如果在膜的一侧通入空气，且压力逐渐增加，起先由于表面张力的作用，空气不会穿透膜，当压力达到某一临界点时，空气会从一个或多个气孔中溢出，这个临界压力称为泡点。

其中存在着以下关系式：P=泡点压力θ=接触角γ=润湿液体的表面张力d=最大孔径B=Bechold毛细作用常数对于给定的膜，这种方法只能测定最大的孔径，因此成为表征超滤膜的标准方法。

水和空气界面的表面张力比较高(72.3×10-3N/m)，当孔较小时，尤其是针对超滤产品，需要较高的压力。

然而可以用其他液体代替水，如醇(叔丁醇/空气界面的表面张力为20.7×10-3N/m)。

常用的液体包括水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇等。

该原理可以用来测定膜的最大孔径，在工程则可以用来进行膜及组件的完整性检测。

将膜完全润湿后（所有气孔中都充满了液体介质），在膜的一侧加入压缩空气，当空气的压力低于泡点压力时，膜的气孔仍能保持湿润，除了扩散出来的极少量空气流外，没有明显的气流穿过润湿的膜孔。

但若膜存在缺陷（如纤维断裂），则在远低于泡点压力下空气就会自缺陷处溢出，观察在膜充满液体一侧出现的连续气泡，或者监测气体一侧压力的变化情况，可以判断膜及组件的完整性。

泡点测试可在一定程度上评估过滤膜的孔径，即膜孔越大，泡点压力值越低。

过滤器生产商一般会提供特定孔径过滤膜的泡点范围以及最低可接受泡点压力值。

中空纤维超滤膜性能测试一、 实验目的1.掌握超滤膜组件封装分离的实验操作技术；2.掌握中空纤维膜渗透通量和分离效率的测试方法。

二、实验原理膜的性能包括物理化学性能和分离透过性能。

膜的物理化学性能是指承压性、耐温性、耐酸碱性、抗氧化性、耐生物与化学侵蚀性、机械强度、膜的厚度、含水量、毒性、生物相容性、亲水性和疏水性、孔隙率、电性能、膜的形态结构以及膜的平均孔径等。

膜的分离透过特性主要是指渗透通量和分离效率。

超滤膜分离基本原理是用压力差作为推动力，利用膜孔的渗透和截留性质，使不同的组分实现分离，因此要达到良好的分离目的，要求被分离的组分间相对分子质量至少要相差一个数量级以上。

超滤膜分离的工作效率以渗透通量和分离效率作为衡量指标。

膜通量计算如下式：tS V J ⨯=式中，J 为膜的渗透通量（通常测试纯水通量）（L/m 2h ，0.1 MPa ）；S 为中空纤维膜的有效面积（通常指外表面积，内压法为内表面积）（m 2）； V 为透过液体的体积（L ）；t 为时间（h ）。

组分截留率的定义如下：%100C C 1R 01⨯-= 式中—R 为截留率；C 0为原溶液浓度；C 1为透过液浓度。

将中空纤维膜封成膜组件后，进行中空纤维膜的通量与截留率的测试。

进料液可以从膜的内表面透过膜，也可以通过膜的外表面透过膜，因此测试水通量和截留率的方式分为：内压法和外压法，如图1所示。

另一方面，根据料液在膜组件中流动方式的不同，测试水通量和截留率的方式又可以分为：错流法和死端法。

综上所述，测试中空纤维膜的水通量和截留率的方式可以分为：内压错流法、外压错流法、内压死端法和外压死端法，如图2所示。

本实验中测试中空纤维膜的通量和截留率用的都是内压错流过滤，如图2 (a)所示。

图1内压法和外压法示意图图2 过滤过程示意图 (a) 内压错流过滤; (b) 外压错流过滤; (c) 内压死端过滤; (d) 外压死端过滤对于疏水性高分子膜材料，在测试水通量之前，需将中空纤维膜组件用95%的乙醇水溶液润湿，然后将组件安装在过滤器上进行过滤。

生物工程课程设计与生产实习中试平板超滤膜实验指导书生命科学与工程学院2013年6月实验一酵母标准曲线的绘制一、实验目的1.学会使用紫外分光光度计；2.用于分离液中酵母含量的定量分析；3.能够绘制标准曲线。

二、实验仪器电子天平、紫外可见分光光度计UV-2540、移液器、容量瓶10 mL(10个)三、试剂及药品酵母、纯水四、实验步骤1.最大吸收波长的选择精密称取酵母标准样品0.1g，用纯水定容至100mL，得到质量浓度为1g/L的标准储备液。

移取移取酵母标准储备液5mL，用纯水稀释定容至1000mL，得质量浓度为5µg/mL的溶液，用紫外可见分光光度计进行全波长扫描（波长范围1100~190nm），保留全波长扫描数据，绘制全波长吸收曲线，确定最大吸收波长λmax。

2.标准曲线的绘制分别准确吸取酵母标准储备液1mL、3mL、5mL、7mL、9mL，用纯水定容至1000mL，配制成1µg/mL、3µg/mL、5µg/mL、7µg/mL、9µg/mL的酵母溶液。

取上述系列酵母溶液，用纯水作参比。

在上述确定的最大吸收波长处进行吸光度的测定，记录各浓度下对应的吸光度（每个浓度下测3次，取平均值），对其质量浓度C（µg/mL）进行线性回归，得出回归方程以及相关系数：b)(CkA+=酵母（酵母）最大吸收波长χ=2R（精确度至少要达到小数点后三个九）注：需确定k和b的值实验二 超滤膜对酵母溶液的分离性能测试一、实验目的1. 了解和熟悉超滤膜分离的工艺过程；2. 了解中试平板超滤膜分离器的原理；3. 学会安装和使用中试平板超滤膜分离器；4. 熟悉浓差极化、截留率、膜通量等概念。

二、基本原理超滤介于微滤和纳滤之间，截留分子量在1000－500000道尔顿左右，可以理解为与膜孔径相关的筛分过程。

在膜两侧压力差（0.1-0.6M Pa ）的作用下，溶剂、无机盐等小分子物质可以透过膜，而水中悬浮物、胶体、蛋白质、微生物等可被截留，达到净化、分离和浓缩等目的。

超滤膜过滤通量计算模型的实验
向平;蒋绍阶
【期刊名称】《重庆大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2004(27)1
【摘要】采用中空纤维超滤膜装置去除饮用水中污染物,实验结果表明操作压力约在0.2MPa内,过滤通量与操作压力成线性增加关系;在操作压力恒定时,过滤通量随着原水溶液浓度的增加而减少。

并指出原水中有机物的含量对过滤通量的影响较大,为了提高过滤通量,可降低溶液中有机物的浓度。

通过对实验数据进行线性回归,提出了超滤膜过滤通量计算的经验公式,同时还认为该计算模型可给类似体系的超滤工程设计提供参考依据。

【总页数】4页(P69-72)
【关键词】超滤膜;中空纤维超滤膜装置;过滤通量;截留分子量
【作者】向平;蒋绍阶
【作者单位】重庆大学城市学院;重庆大学城市建设与环境工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU991.24
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1.纳滤膜过滤多组分离子电解质溶液的模型与计算——Ⅰ理论模型 [J], 钟常明;方夕辉;许振良;邱廷省
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3.超滤膜通量及其膜过滤各部分阻力测定的实验设计 [J], 马聪;王亮;郭幸斐;李君敬;韩煦
4.陶瓷超滤膜过滤含超细颗粒的乳化悬浮液的数学模型及二次成膜操作条件研究[J], 张俊祥;刘有智;高松平
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