超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液留过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。原液一般指需要净化、分离或浓缩的溶液,透过液指原液中透过超滤膜而被滤除大分子溶质的那部分液体,浓缩液则是原液中因分离出透过液而剩余的高浓度溶液。在浓缩和净化水工程中,原液是指原水进水,透过液即为净化水,浓缩液则是回收的有价值的料液或排放的污水。
在蛋白分离工艺过程中,利用膜壁上纳米左右的微孔,在压力驱动下,溶液中大于微孔的蛋白随水流流过膜面成为浓缩液;小于膜微孔孔径的糖类、灰分及氨基酸、无机盐透过膜,简言之就是“筛分离”,以上这些成分其质和量决定了并不会对超滤构成影响。
利用UF技术完成废水中蛋白的分离回收,基本避免了传统方法分离蛋白的一些缺陷,由于该方式利用的是“筛分离”原理,在分离过程中无需添加药剂,所以保证了分离出蛋白的纯度,避免对蛋白造成的污染。由于这种技术只要按照其耐受期定期更换其膜组件即可,相对来说运行更加可靠、稳定。运行费用相对低廉等特点。
作为以分离大分子有机物、蛋白为对象的超级过滤膜现多以有机高分子材料制成空心纤维状,在直径1毫米左右的纤维壁上布满了纳米级大小的微孔,这些小的微孔可有效的截流水溶液中的蛋白、胶体及大分子有机物;中空纤维壁上的微孔又非常多,每平方厘米上有上亿个微孔,因此,使得膜过滤的速度相当快。正是中空纤维超滤膜的独特结构决定了膜分离技术具有以下优点:
1、 孔小——分离精度高
2、 孔多——分离速度快
3、 浓缩工艺中全机械过滤,无需加热,无相变,既节能又保证热敏物质不变质。
4、 表层动态分离,溶质随原液流经膜面时,清、浊分流,无滤饼产生,因此,膜使用使命长。
5、 完全以压力为驱动力的分离工艺,操作简单,运行费用低。
6、 应用范围广,膜技术可用于水溶液中的水的净化,溶质的浓缩及大小分子量溶质的分离。目前,其不仅用于工业、生活用水及中水、污水净化,还广泛用于医药、中药制剂、食品、酿造等,简言之,膜能够做到的,传统工艺不能,传统工艺能做到的,膜技术能够更经济、更快捷、更好的做到。
7、 放大效应好,在实际生产过程中,中试及正式的超滤设备由于其各项功能配备齐全、规范,使得其回收效应大大高于小试过程的实验数据。
正是其有传统分离工艺不可比拟的优势,因此,膜技术发展迅猛,并在分离技术领域体现了明显的技术优势。