超濾系統(tǒng)工藝流程圖
超濾是以壓力為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)之一。以大分子與小分子分離為目的，膜孔徑在20-1000A°之間。中空纖維超濾器(膜)具有單位容器內(nèi)充填密度高，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。以下是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的關(guān)于超濾系統(tǒng)工藝流程圖，給大家作為參考，歡迎閱讀!
超濾系統(tǒng)工藝流程圖
超濾系統(tǒng)的應(yīng)用
超濾膜的最小截留分子量為500道爾頓，在生物制藥中可用來(lái)分離蛋白質(zhì)、酶、核酸、多糖、多肽、抗生素、病毒等。超濾的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有相轉(zhuǎn)移，無(wú)需添加任何強(qiáng)烈化學(xué)物質(zhì)，可以在低溫下操作，過(guò)濾速率較快，便于做無(wú)菌處理等。所有這些都能使分離操作簡(jiǎn)化，避免了生物活性物質(zhì)的活力損失和變性。
由于超濾技術(shù)有以上諸多優(yōu)點(diǎn)，故常被用作：
(1)大分子物質(zhì)的脫鹽和濃縮，以及大分子物質(zhì)溶劑系統(tǒng)的交換平衡。
(2)大分子物質(zhì)的分級(jí)分離。
(3)生化制劑或其他制劑的去熱原處理。
超濾技術(shù)已成為制藥工業(yè)、食品工業(yè)、電子工業(yè)以及環(huán)境保護(hù)諸領(lǐng)域中不可缺少的有力工具[2] 。
濾膜
超濾技術(shù)的關(guān)鍵是膜。膜有各種不同的類型和規(guī)格，可根據(jù)工作的需要來(lái)選用。早期的膜是各向同性的均勻膜，即常用的微孔薄膜，其孔徑通常是0.05mm 和0.025mm。近幾年來(lái)生產(chǎn)了一些各向異性的不對(duì)稱超濾膜，其中一種各向異性擴(kuò)散膜是由一層非常薄的、具有一定孔徑的多孔"皮膚層"(厚約0.1mm～1.0mm)，和一層相對(duì)厚得多的(約1mm)更易通滲的、作為支撐用的"海綿層"組成。皮膚層決定了膜的選擇性，而海綿層增加了機(jī)械強(qiáng)度。由于皮膚層非常薄，因此高效、通透性好、流量大，且不易被溶質(zhì)阻塞而導(dǎo)致流速下降。常用的膜一般是由乙酸纖維或硝酸纖維或此二者的混合物制成。近來(lái)為適應(yīng)制藥和食品工業(yè)上滅菌的需要，發(fā)展了非纖維型的各向膜，例如聚砜膜、聚砜酰胺膜和聚丙烯腈膜等。這種膜在pH 1～14都是穩(wěn)定的，且能在90℃下正常工作。超濾膜通常是比較穩(wěn)定的，若使用恰當(dāng)，能連續(xù)用1～2年。暫時(shí)不用，可浸在1%甲醛溶液或0.2%NaN3中保存。超濾膜的基本性能指標(biāo)主要有：水通量[cm3/(cm2?h)];截留率(以百分率%表示);化學(xué)物理穩(wěn)定性(包括機(jī)械強(qiáng)度)等。
裝置
超濾裝置一般由若干超濾組件構(gòu)成。通常可分為板框式、管式、螺旋卷式和中空纖維式四種主要類型。由于超濾法處理的液體多數(shù)是含有水溶性生物大分子、有機(jī)膠體、多糖及微生物等。這些物質(zhì)極易粘附和沉積于膜表面上，造成嚴(yán)重的濃差極化和堵塞，這是超濾法最關(guān)鍵的問(wèn)題，要克服濃差極化，通?？杉哟笠后w流量，加強(qiáng)湍流和加強(qiáng)攪拌。
廢水處理
在生物制品中應(yīng)用超濾法有很高的經(jīng)濟(jì)效益，例如供靜脈注射的25%人胎盤(pán)血白蛋白(即胎白)通常是用硫酸銨鹽析法、透析脫鹽、真空濃縮等工藝制備的，該工藝流程硫酸銨耗量大，能源消耗多，操作時(shí)間長(zhǎng)，透析過(guò)程易產(chǎn)生污染。改用超濾工藝后，平均回收率可達(dá)97.18%;吸附損失為1.69%;透過(guò)損失為1.23%;截留率為98.77%。大幅度提高了白蛋白的產(chǎn)量和質(zhì)量，每年可節(jié)省硫酸銨6.2噸，自來(lái)水16000噸。目前國(guó)外生產(chǎn)超濾膜和超濾裝置最有名的廠家是美國(guó)的Milipore公司和德國(guó)的Sartorius公司。國(guó)內(nèi)的知名廠家有立升。
超濾在廢水處理中的應(yīng)用
(1)還原性染料廢水處理;
(2)電泳涂漆廢水處理;
(3)含乳化油廢水處理;
(4)生活污水處理
凈水器
一種孔徑規(guī)格一致，額定孔徑范圍為0.001-0.02微米的微孔過(guò)濾膜。采用超濾膜以壓力差為推動(dòng)力的膜過(guò)
濾方法為超濾膜過(guò)濾。超濾膜大多由醋酯纖維或與其性能類似的高分子材料制得。最適于處理溶液中溶質(zhì)的分離和增濃，也常用于其他分離技術(shù)難以完成的膠狀懸浮液的分離，其應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大。以壓力差為推動(dòng)力的膜過(guò)濾可區(qū)分為超濾膜過(guò)濾、微孔膜過(guò)濾和逆滲透膜過(guò)濾三類。它們的區(qū)分是根據(jù)膜層所能截留的最小粒子尺寸或分子量大小。以膜的額定孔徑范圍作為區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則微孔膜(MF)的額定孔徑范圍為0.02～10μm;超濾膜(UF)為0.001～0.02μm;逆滲透膜(RO)為0.0001～0.001μm。由此可知，超濾膜最適于處理溶液中溶質(zhì)的分離和增濃，或采用其他分離技術(shù)所難以完成的膠狀懸浮液的分離。超濾膜的制膜技術(shù)，即獲得預(yù)期尺寸和窄分布微孔的技術(shù)是極其重要的?？椎目刂埔蛩剌^多，如根據(jù)制膜時(shí)溶液的種類和濃度、蒸發(fā)及凝聚條件等不同可得到不同孔徑及孔徑分布的超濾膜。超濾膜一般為高分子分離膜，用作超濾膜的高分子材料主要有纖維素衍生物、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺及聚碳酸酯等。超濾膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或中空纖維膜等形式，廣泛用于如醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、環(huán)境工程等。我們都知道篩子是用來(lái)篩東西的，它能將細(xì)小物體放行，而將個(gè)頭較大的截留下來(lái)。可是，您聽(tīng)說(shuō)過(guò)能篩分子的篩子嗎?超膜--這種超級(jí)篩子能將尺寸不等的分子篩分開(kāi)來(lái)!那么，到底什么是超濾膜呢? 超濾膜是一種具有超級(jí)“篩分”分離功能的多孔膜。它的孔徑只有幾納米到幾十納米，也就是說(shuō)只有一根頭發(fā)絲的1‰!在膜的一側(cè)施以適當(dāng)壓力，就能篩出大于孔徑的溶質(zhì)分子，以分離分子量大于500道爾頓、粒徑大于2～20納米的顆粒。超濾膜的結(jié)構(gòu)有對(duì)稱和非對(duì)稱之分。前者是各向同性的，沒(méi)有皮層，所有方向上的孔隙都是一樣的，屬于深層過(guò)濾;后者具有較致密的表層和以指狀結(jié)構(gòu)為主的底層，表層厚度為0.1微米或更小，并具有排列有序的微孔，底層厚度為200～250微米，屬于表層過(guò)濾。工業(yè)使用的超濾膜一般為非對(duì)稱膜。超濾膜的膜材料主要有纖維素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交鏈的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。
超濾廚飲用兩用機(jī)：①PP棉濾芯、②活性碳、③納米膜表超濾膜濾芯、④復(fù)合濾芯，五級(jí)過(guò)濾設(shè)備多加了一個(gè)后置活性炭，六級(jí)的多加了一個(gè)礦化濾芯就成立市場(chǎng)上見(jiàn)到的直飲水機(jī)。更多級(jí)的就加更多針對(duì)性的濾芯。
配套設(shè)備
(1)增壓泵超濾膜以力差為推動(dòng)力進(jìn)行過(guò)濾，當(dāng)原水的水壓不能滿足過(guò)濾需求時(shí)，系統(tǒng)需要增加泵加壓，以實(shí)現(xiàn)超濾膜分離作用，由于超濾膜的工作壓力較低，一般小于O·7MPa，故在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，一般選用離心泵，選擇離心泵的主要依據(jù)是揚(yáng)程、流量、泵體材質(zhì)，其次是泵的體積大小、外觀造型和價(jià)格等。
?、贀P(yáng)程和流量的選擇根據(jù)超濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所需要的進(jìn)水工作壓力，跨膜壓差和通水流量，來(lái)選擇泵的揚(yáng)程和流量。一般選擇水泵的揚(yáng)程和流量應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨蚵源笥谠O(shè)計(jì)供水量和工作壓力，以滿足超濾系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
②泵體材質(zhì)的選擇根據(jù)原水水質(zhì)的情況來(lái)選擇合適的泵體材質(zhì)以減少投資成本，其材質(zhì)不能與原水中的成分產(chǎn)生任何反應(yīng)，也不能有溶解現(xiàn)象。當(dāng)原水的pH值為6.5～8.5時(shí)可選用鑄鐵泵體;當(dāng)原水為海水時(shí)，應(yīng)選耐海水腐蝕的塑料泵體;醫(yī)藥和食品工業(yè)水處理卻一般選擇使用不銹鋼泵體。
化學(xué)清洗泵一般選擇耐化學(xué)藥劑的泵體。
(2)減壓閥 當(dāng)原水水壓大于系統(tǒng)設(shè)計(jì)水壓時(shí)，要對(duì)原水進(jìn)行減壓。一般采用可減靜壓的減壓閥來(lái)實(shí)現(xiàn)，減壓閥減壓的精度視超濾系統(tǒng)而定。另根據(jù)原水的水質(zhì)選擇適合材質(zhì)的減壓閥，一般可選的材質(zhì)為銅、不銹鋼、鐵、塑膠。
(3)物理清洗和化學(xué)清洗系統(tǒng) 清洗系統(tǒng)主要由配藥箱、凈水箱、循環(huán)泵組成，采用氣水混合清洗的還包括空壓機(jī)，一般物理清洗分為等壓沖洗和反沖洗。等壓沖洗時(shí)是關(guān)閉產(chǎn)水閥，全開(kāi)濃水閥，使原水以快于正常工作狀態(tài)時(shí)的流速?zèng)_刷膜表面，去除污垢。反沖洗是關(guān)閉原水閥采用循環(huán)泵，將凈水箱中的水從產(chǎn)水口打入膜組件。使凈水按正常過(guò)濾的反方向透過(guò)膜，沖刷掉膜表面的污染物，并使其從濃水口排出，反沖洗后，馬上進(jìn)行等壓沖洗。能更有效地將被截留的污染物排出，為了加強(qiáng)清洗效果，順沖時(shí)，可采用氣水混合液進(jìn)行沖洗。
化學(xué)清洗系統(tǒng)是用循環(huán)泵將配藥箱內(nèi)的清洗液送入超濾系統(tǒng)，進(jìn)行循環(huán)清洗和浸泡，靠化學(xué)藥品的作用去除膜表面的污垢，以恢復(fù)膜的產(chǎn)水能力，維持設(shè)計(jì)流量要求。
(4)消毒滅菌系統(tǒng)超濾的消毒滅菌系統(tǒng)所用設(shè)備和操作程序與化學(xué)清洗系統(tǒng)相同，僅需要將清洗液換成滅菌液即可，一般使用的滅菌劑為次氯酸鈉和過(guò)氧化氫，在選擇滅菌劑時(shí)要考慮劑膜的材質(zhì)和滅菌劑濃度。例如Ps材質(zhì)膜不能采用含有陰離子表面活性劑的滅菌劑，否則會(huì)對(duì)膜造成不可逆的通量損失。
(5)自動(dòng)化計(jì)量、監(jiān)控和儀表
①計(jì)量水流量采用流量表來(lái)計(jì)量，流量計(jì)有轉(zhuǎn)子流量計(jì)、浮子流量計(jì)、電磁流量計(jì)、掙針式流量計(jì)等。在超濾系統(tǒng)中大多采用玻璃浮子(轉(zhuǎn)子)流量計(jì)，主要是顯示直觀，價(jià)格低，一臺(tái)超濾系統(tǒng)最少需要設(shè)置兩個(gè)流量計(jì)以便觀察，一個(gè)是產(chǎn)水流量計(jì)，一個(gè)是濃水流量計(jì)或原水進(jìn)水流量計(jì)。 流量計(jì)規(guī)格的選擇是根據(jù)系統(tǒng)的流量大小而定，浮子流量計(jì)的選擇通常選用的量程為1.5～2倍的實(shí)際最大測(cè)量流量。
?、诒O(jiān)控系統(tǒng)及儀表超濾系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行操作，這需要系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，其中主要的監(jiān)控項(xiàng)目是水質(zhì)、流量、壓力，可以手動(dòng)操作，也可采用儀表和可編程控制器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。
對(duì)水質(zhì)的監(jiān)控可采用水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行，對(duì)水壓的監(jiān)控可采用壓力開(kāi)關(guān)和壓力表進(jìn)行，對(duì)流量的控制可采用電子流量計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)信號(hào)反饋到PLC中，然后來(lái)控制泵，閥門(mén)及清洗系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化。
壓力是超濾系統(tǒng)的一個(gè)重要參數(shù)，故在壓力表選擇時(shí)，要注意其精度和耐用性。壓力表量程的選擇，以使用壓力能使指針處于刻度盤(pán)的1/2～2/3位置為宜，并要考慮水錘對(duì)壓力表的沖擊。
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