微滤又称微孔过滤,属于精密过滤。微滤能够过滤掉溶液中的微米级或纳米级的微粒和细菌。
微滤广泛应用于微电子行业超纯水的终端过滤,各种工业给水的预处理和饮用水的处理等,也是在生物医学科技中检测微细杂质、进行科学实验的一个重要工具。
定义
微滤又称微孔过滤,是以多孔膜(微孔滤膜)为过滤介质,在0.1~0.3MPa的压力推动下,截留溶液中的砂砾、淤泥、黏土等颗粒和贾第虫、隐孢子虫、藻类和一些细菌等,而大量溶剂、小分子及少量大分子溶质都能透过膜的分离过程。
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。
属于精密过滤,具有高效、方便及经济的特点。
原理
微滤的过滤原理有三种:筛分、滤饼层过滤、深层过滤。一般认为微滤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。
根据微粒在微滤过程中的截留位置,可分为3种截留机制:筛分、吸附及架桥,它们的微滤原理如下:
(1)筛分:微孔滤膜拦截比膜孔径大或与膜孔径相当的微粒,又称机械截留。
(2)吸附:微粒通过物理化学吸附而被滤膜吸附。微粒尺寸小于膜孔也可被截留。
(3)架桥:微粒相互堆积推挤,导致许多微粒无法进入膜孔或卡在孔中,以此完成截留。
微滤操作过程分死端过滤和错流过滤两种模式。
死端过滤
在压力推动下,料液流动方向与膜表面垂直的过滤方式称为死端过滤。死端过滤又称全量过滤,直流过滤 。
在死端过滤时,溶剂和小于膜孔的溶质粒子在压力的推动下透过膜,大于膜孔的溶质粒子被截留,通常堆积在膜面上。随着时间的增加,膜面上堆积的颗粒越来越多,膜的渗透性将下降,这时必须停下来清洗膜表面或更换膜。
错流过滤
在压力推动下,料液流动方向与膜表面平行的过滤方式成为错流过滤。
料液沿膜表面流动,对膜表面截留物产生剪切力,使其部分返回主体流中,从而减轻了膜的污染。膜透过速度也能在相对长的一段时间里保持在一个较高的水平。
参考资料编辑区域