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中空纤维超滤的原理及作用中空纤维超滤是一种通过半透膜将溶质和溶剂进行分离的膜分离技术。
它具有操作简便、能耗低、处理能力大、处理效率高等优点，在水处理、脱色、脱盐、浓缩、血液透析等领域具有广泛的应用。
中空纤维超滤的原理是利用中空纤维膜的微孔结构将水分子和小分子溶质通过，而拦截大分子溶质和悬浮物，实现物质的分离。
中空纤维膜是由一层薄膜材料包覆在一个中空的纤维管道上构成，薄膜材料通常为有机聚合物，如聚酰胺或聚砜等。
膜表面具有大量微孔，孔径通常在0.01-0.1微米之间。
当液体通过中空纤维膜时，较小的溶质分子和水分子可以穿过膜孔，而较大的分子和悬浮物则无法通过，从而实现物质的分离。
中空纤维超滤具有以下几个主要作用：1. 浓缩：中空纤维超滤可以将液体中的溶质分子进行浓缩。
在超滤过程中，液体中的水分子和小分子溶质可以通过膜孔被过滤出来，而较大的分子则被留在滤液中。
通过连续操作，可以将溶质浓缩到一定的程度，减少物质的体积，方便后续的处理和利用。
2. 分离：中空纤维超滤可以将混合溶液中的杂质和溶质进行有效分离。
相对于传统的过滤方法，中空纤维超滤具有更高的分离效率和更好的分离效果。
它可以将高分子物质、胶体粒子、悬浮物等有效地留在滤液中，使得滤液更加纯净。
3. 脱色：中空纤维超滤还可以用于脱除溶液中的杂色物质。
其原理是通过膜孔的尺寸选择性地将颜料、色素等杂色物质过滤出来，从而实现溶液脱色的目的。
与传统的脱色方法相比，中空纤维超滤更加高效、经济、环保。
4. 脱盐：中空纤维超滤可以用于水处理领域中的脱盐。
当海水、工业废水等盐溶液经过中空纤维超滤时，水分子和小分子溶质可以穿过膜孔，而大部分盐离子被截留在滤液中，从而实现盐的脱除。
这种方法相对于传统的蒸馏、离子交换等方法，具有更低的成本和更高的效率。
总之，中空纤维超滤是一种有效的膜分离技术，可以实现物质的浓缩、分离、脱色、脱盐等多种功能。
它在水处理、废水处理、食品加工、制药等领域具有重要的应用价值，并且随着技术的不断发展和完善，其应用领域将进一步扩大。
Section 1 中空纤维超滤膜过滤层结构（海绵体、指状孔）比较
中空纤维膜的过滤层主要分为海绵体结构和指状孔结构。
表1 中空纤维膜的过滤层结构比较
KOCH
MOTIMO
过滤皮层 指状孔结构
海德能
ASAHI
过滤皮层
海绵体结构
Section 1 中空纤维超滤膜过滤方式（内外压）比较PVDF中空纤维膜采用外压式结构，即污水在膜丝外表面流动，在压力作用下水从膜丝外侧向内侧渗透，在膜丝内侧收集到产品水。
PES（PVC）中空纤维膜采用内压式结构，即污水在膜丝内表面流动，在压力作用下水从膜丝内侧向外侧渗透，在膜丝外侧收集到产品水
表2 外压式和内压式的比较。
中空纤维膜组件工作原理
中空纤维膜组件是一种由中空纤维制作而成的膜元件，它是一种新型的过滤组件，该组件主要采用了物理和化学的方法将水中的杂质、细菌和病毒等有害物质分离出去，使水得到净化，具有过滤效果好、出水水质稳定等特点。
一、过滤原理：
在压力作用下，清水从进水口进入膜内，从出水口流出，由于膜孔的限制，溶液中的杂质（如胶体、细菌、病毒等）被截留在膜孔内或膜孔外的流体中，从而使溶液得到净化。
同时，由于膜的机械阻挡作用，在膜内形成了一种独特的不对称结构——压力差膜。
由于流体在压力差作用下使溶液中的物质发生迁移和扩散现象，从而达到分离和净化物质的目的。
二、分离过程：
在过滤过程中，溶液通过多孔膜时产生压差，被截留的杂质颗粒被膜孔阻挡而不能透过膜孔而进入溶液中。
当压力高于液体的饱和蒸汽压时（即渗透压），溶剂（如水）由进水口进入膜内与中空纤维膜孔中的流体充分接触后，从而达到分离净化目的。
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中空纤维超滤器的原理中空纤维超滤器的工作原理主要包括以下几点:
1. 采用中空纤维膜
中空纤维膜由大量中空的纤维管组成,壁具有微孔结构。
2. 利用压力差通流
在膜两侧形成压力差,使溶液能够在纤维管内流通。
3. 分子筛作用
纤维管壁的微孔只允许小分子通过,大分子被阻挡在外。
4. 滤液和浓液分离
小分子经过微孔进入管腔,将溶液分为滤液和浓液两部分。
5. 液体高效接触
中空纤维提供大的接触面积,有利于溶液分子与膜表面交换。
6. 重复循环操作
采用截留和反冲洗等方式,实现对溶液的连续处理。
7. 自洁特性
中空纤维内外压力交替变化,具自清洗功能。
8. 易碎不易堵塞
中空纤维不易淤堵,但摩擦易碎裂,使用需谨慎。
9. 可设计不同分离量子
调整膜材料和结构可实现不同分离要求。
10. 应用灵活广泛
可用于水处理、食品制备、污水处理、医药滤过等领域。
中空纤维超滤膜的技术与过滤方式2019.11.26中空纤维超滤膜是超滤膜的一种。
它是超滤技术中较为成熟与先进的一种技术。
中空纤维外径：0.5-2.0nm，内径：0.3-1.4nm，中空纤维管壁上布满微孔，孔径以能截留物质的分子量表达，截留分子量可达几千至几十万。
超滤膜是较早开发的高分子分离膜之一。
超滤技术是一种广泛用于水的净化，溶液分离、浓缩，以及从废水中提取有用物质，废水净化再利用领域的高新技术。
特点是使用过程简单，不需加热，能源节约，低压运行，装置占地面积小。
中空纤维超滤膜是采用食品级树脂经过一定工序制成的细长圆柱状膜丝，具有过滤精度高0.1~0.01微米，能将水中大于0.01微米的物质滤除，出来的水质可以直接饮用;中空纤维超滤膜只能将水中的化合态物质滤除如：泥沙、铁锈、胶状体、悬浮颗粒、热毒、细菌、大肠杆菌和重金属等，游离态物质却过滤不了如：钙离子、锌离子、铁离子等等;中空纤维超滤膜过滤出来的水质PH值基本没有改变，而且水中的矿物质还保留下来，所有比较适合家里有老人和小孩饮用。
中空纤维超滤膜按照水质过滤方式分有两种：外压式超滤膜：外压式超滤膜采用食品级PP和PE树脂(制作方法同内压膜，区别在于膜丝直径的粗细;后面详细说明)。
PP(聚丙稀)外压式超滤膜采用：高温挤丝~(烤箱烘烤~机床拉丝重复四次)~裁丝~灌胶~捡漏~酒精浸泡~冲水(将膜丝内部酒精冲洗掉)~浸泡消毒(偏于长期保存)等二十几个工序。
PP(聚丙稀)外压式超滤膜属于典型物理超滤膜，具有物理性能稳定、精度高、膜丝韧度强等优点：PP(聚丙稀)外压式超滤膜属于超滤膜中小膜，它的外径：450-460μm，内径：350-360μm，管壁厚50μm，是属典型的热相拉伸膜。
PP(聚丙稀)外压式超滤膜工作原理是：1、当水在水压的作用下流向超滤膜的外壁，大于0.01微米的物质被超滤截留下来，小于0.01微米的水和游离态物质从膜孔中穿过，从而达到净化水质的效果。
中空纤维超滤膜使用说明书SRUF90中空纤维超滤膜使用说明1、净化水原理：RHUF90型中空纤维超滤膜采用先进的内压式膜分离技术，在常温和低压下分离，它具有能耗低，过滤精度高、产水量大、抗污能力强等优点，可有效滤除水中的细菌、胶体、悬浮物、铁锈等有机害物质，产水水质干净、卫生、SRUF90膜净化水原理下图一所示：2、技术参数：•进水水源：市政自来水；纯水通量：1500升/小时(在25℃，0.2MPa进水压力下测试)•工作压力：0.1—0.2MPa；使用温度：5℃---45℃•最大进水压力：0.5MPa；截留分子量：10万道尔顿, 3万道尔顿•进水PH值：2—12；最大透膜压差：0.3MPa•最大反洗压力：0.3MPa；膜材质：改性聚氯乙烯，聚砜•壳体材质:PVC；纤维内外径：0.9mm/1.5mm•端封材料：环氧树脂有效膜面积：3024m2•产水浊度：﹤0.1NTU；污染密度指数(SDI) ﹤1•悬浮物，微粒（﹥0.2μm）：100%去除微生物、病原体：99.99%去除•建议设计产水量：500---1000升/小时•外形尺寸（直径×15长度）：Ф90×1060MM•进水水质：浊度≤15NTU，在使用地表水、河水、井水等其它水源时应增加前级处理，建议增加50μm以下精密PP过滤进水浊度≤15NTU。
3、产品尺寸图4、安装与使用：3.1单支超滤膜的安装与使用：3.1.1安装：RHUF90膜的安装尺寸如图二所示，需要拧紧超滤膜端盖时可采用如图三所示的扳手进行拧紧，此扳手为拧紧3〞管件的标准扳手，在销售PVC管路的商店均可买到。
如图四连接管路，确保管路无漏水现象。
3.1.2使用：打开阀1、阀3、关闭阀2、调节阀4使压力表指示在工作压力0.2MPa，此时净水出口处的纯水通量可达到1500升/小时，以自来水为进水水源时，因自来水水质的差异，其净水能量会低于1500升/小时。
3.2两只超滤膜以上的安装与使用：3.2.1安装：如图五连接好管路，保证管路无漏水现象，拆卸扳手使用图三所示的通用扳下。
中空纤维微滤膜滤芯具有良好的分离净化功能，是家用净水器及其它形式净化装置的配套专用产品。
滤芯(膜)分离孔径为0.1--0.3微米。
可有效截留水中的细菌，大肠杆菌，胶体悬浮物等有害物质。
聚烯烃中空纤维微孔膜耐酸、耐碱、耐高温、性能稳定、强度高、无毒无味、即可作为疏水膜使用，又可作为亲水膜使用。
中空纤维微滤膜滤芯与具有其它功能的滤芯配套使用，可以明显提高和改善家庭、宾馆、酒店、公寓、高层住宅饮用水及其它形式净化设备的滤后效果，净化效果显著。
（以符合国家标准的城市自来水为原水）标准产品为长度10--40英寸中空纤维滤芯（膜），分别为国际通用压入式和国内通用插入式两种形式。
中空纤维微滤膜滤芯分离原理：在压力驱动下，溶液中的水等尺寸小的物质可通过中空纤维膜壁上的微孔被被传递到膜的另一侧，溶液中细菌、胶体悬浮物、颗粒等尺寸大的物质则不能透过中空纤维壁孔而被截留，从而达到溶液分离净化的目的。
主要特点：1.膜材料为聚丙烯，抗冲击及耐磨性能好。
2.采用中空纤维型膜结构，单位体积膜产品的有效膜面积大，过滤分离效率高。
3.膜分离孔径为0.1--0.3微米，孔隙率50%--55%，截留分子量9万，可实现精密无菌过滤。
聚丙烯微孔膜性能指标：内径300μm～400μm；壁厚35μm～55μm；孔隙率45%～55%；纯水透过量150～250L/m2oh (0.1Mpa，20℃)；透气量(N2):4～6m3/m2oh (0.01Mpa，20℃)；应用性能指标：净化水符合国家饮用水标准；空气净化细菌滤除率：99.9%；液体(H2O)充气:氧含量50～100mg/L (0.15～0.2Mpa，常温)；CO2混合倍数3.0倍(温度17℃～20℃，操作压力＞0.30MPa)；液体脱气：气体脱除率(O2):80%～90% 。
主要用途：1.宾馆、饭店无菌精华供水。
2.家庭、机关、团体净化装置除菌过滤。
3.制造、加工行业的电泳漆回收与分离。
中空纤维超滤膜原理
中空纤维超滤膜是一种常用的分离膜技术，其原理如下：
1. 中空纤维结构：中空纤维超滤膜是由一组细长的纤维组成，纤维中心是一个空心的管道，而纤维外部则是一层过滤膜。
2. 分离机制：中空纤维超滤膜运用了压力差和纤维孔径的大小来实现分离。
当水或其他溶液施加压力通过纤维外部的过滤膜时，较大分子或颗粒无法穿过纤维孔径，而只有较小分子、水和部分溶质可以通过纤维孔径进入纤维内部。
3. 分离效果：由于过滤膜的特殊性质，只有溶质中的较小分子和部分溶剂能通过膜孔，而大分子、悬浮物、细胞和大颗粒等则被滞留在膜的外部。
这样就实现了液体中溶质的分离和纯化。
4. 工作原理：在中空纤维超滤膜工作过程中，液体溶液被施加压力通过膜孔进入纤维内部形成渗透液（filtrate），而分子较
大的组分或颗粒则滞留在膜外形成浓缩液（retentate）。
渗透
液通常是纯净的，可以进一步用于分离、浓缩或除杂。
总之，中空纤维超滤膜的原理是运用压力差和纤维的孔径大小来实现溶质的分离和纯化。
这种技术在水处理、饮料加工、药品制造、废水处理等领域中广泛应用。
中空纤维膜系统构成
2019.10.25
中空纤维膜的系统构成
1、中空纤维膜过滤元件：典型的是L20V型PVDF均相不对称超滤膜（其他类型的膜也能提供）。
2、膜外壳：是铸模成型的尼龙组件，组装起来后就成为膜过滤元件的压力外壳。
3、膜堆：是由一排或多排相互联结的膜壳组装而成，带有给水、产品水和空气的工艺接口。
4、复合端盖：是铸模成型的尼龙组件，可允许成排的膜壳轻松地接入。
复合端盖在大型膜堆上非常典型。
5、给水泵：是从水源抽取给水，送入膜堆的动力。
但在更大型的装置上或给水带压时，则可能不需要给水泵。
6、阀门、仪器仪表和控制系统。
7、框架或滑架，用于安装核心设备。
每一个中空纤维膜过滤组件内含有数千根膜纤维，纤维外环绕塑料筛网加以保护，上下两端用聚亚胺脂封装。
封头允许产品水通过所有膜纤维的中空内腔，到达
膜堆上下的复合端盖，引导出来。
带进气口的复合端盖装配在每排膜壳的底部，可将低压工艺空气送入每支过滤元件的底部，反洗时可用于插洗膜纤维丝的外表面。
每支中空纤维膜元件都是可操作的过滤单元，可轻松地从装置上拆卸下来，便于维修或更换。
以上由小编莱特莱德整理。
