净水器滤芯用活性炭滤芯还是用超滤膜滤芯好？

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超滤膜的过滤原理是什么？

一般认为，超滤是一种筛分过程。在一定的压力作用下，含有大、小分子溶质的溶液流过超滤膜表面时，溶剂和小分子物质（如无机盐类）透过膜，作为透过液被收集起来；而大分子溶质（如有机胶体）则被膜截留而作为浓缩液被回收。

在超滤中，超滤膜对溶质的分离过程主要有：

（1）在膜表面及微孔内吸附（一次吸附）；

（2）在孔内停留而被去除（阻塞）；

（3）在膜面的机械截留（筛分）。

超滤膜选择性表面层的主要作用是形成具有一定大小和形状的孔，它的分离机理主要是靠物理筛分作用。原料液中的溶剂和小的溶质粒子从高压料液侧透过膜到低压侧，一般称滤液，而大分子及微粒组分被膜截留。实际应用中发现，膜表面的化学特性对大分子溶质的截留有着重要的影响，因此在考虑超滤膜的截留性能时，必须兼顾膜表面的化学特性。

超滤膜有哪些分类？

按形态结构可分为对称膜和非对称膜，对称膜内外均有致密的皮层，中间为支撑层；而非对称膜具有单皮层结构，即在中空纤维的内表面或外表面只有一层致密层。

商品化的超滤膜多为非对称膜，物理结构具有不对称性。膜实际上可分为两层，一层是超薄活化层，通常厚度为0.1～1μm，孔径为5～20nm，对溶液的分离起主要作用；另一层是多孔层，约75～125μm厚，孔径约0.4μm，具有很高的透水性，它只起支撑作用。

制作超滤膜的材料有哪些？

1．有机高分子材料

用于制备超滤膜的有机高分子材料主要来源于天然高分子和合成高分子材料。

（1）纤维素衍生物

纤维素是资源丰富的天然高分子材料，由于材料本身分子量较大，不易加工，因此必须对其进行化学改性。其中最常用的纤维素衍生物有醋酸纤维素、三醋酸纤维素等，此类材料具有亲水性强、成孔性好、来源广泛、价格低廉等优点。醋酸纤维素超滤膜的孔径分布和孔隙率大小可通过改变铸膜液组成、凝固条件以及膜的后处理加以控制。

（2）聚砜类

聚砜是在醋酸纤维素之后发展较快的一类超滤膜材料，分子主链中含有砜基结构，结构中的硫原子处于最高价态，醚键改善了聚砜的韧性，苯环结构提高了聚合物的机械强度，因此聚合物具有良好的抗氧化性、化学稳定性和机械性能，不易水解，可耐酸、碱的腐蚀。应用于超滤膜的主要有双酚A型聚砜（PSF）及其磺化产物（SPSF）、聚芳醚砜（PES）和聚砜酰胺（PSA）等。

（3）乙烯类聚合物

乙烯类聚合物的主链上包含了Ec-c子结构，用于超滤膜的材料主要有聚丙烯腈、聚H2 R2氯乙烯、聚丙烯等。其中，聚丙烯腈作为超滤膜材料，仅次于醋酸纤维素和聚砜。

（4）含氟类聚合物

含氟材料主要是指由含有氟原子的单体经过共聚或均聚得到的有机高分子材料，用于膜材料的主要是聚偏氟乙烯（PVDF）和聚四氟乙烯（PTFE），其中聚偏氟乙烯由于氟原子的分布不对称使其可溶于多种溶剂，有利于制备非对称多孔超滤膜。聚偏氟乙烯机械性能优良、冲击强度高、韧性好，抗紫外线和耐老化性能优异，化学稳定性好，不易被酸、碱、强氧化剂和卤素等腐蚀，是一种优良的膜材料。

2．无机材料

（1）多孔金属

多孔金属膜主要采用Ag、Ni、Ti及不锈钢等材料，其孔径范围一般为200～500nm，厚度为50～70μm，孔隙率达60％。

（2）多孔陶瓷

常用的多孔陶瓷材料主要有氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化钛等。它们的突出优点是耐高温、耐腐蚀。

（3）分子筛

分子筛具有与分子大小相当且分布均匀的孔径、离子交换能、高温稳定性、优良的择优催化性，是理想的膜分离和膜催化材料。

超滤膜进水方式与运行方式有哪些？

1．进水方式

按进水方式的不同，超滤膜又分为内压式和外压式两种。

（1）内压式

即原液先进入中空丝内部，经压力差驱动，沿径向由内向外渗透过中空纤维成为透过液，浓缩液则留在中空丝的内部，由另一端流出。

（2）外压式

中空纤维超滤膜是原液经压力差沿径向由外向内渗透过中空纤维成为透过液，而截留的物质则汇集在中空丝的外部。

2．运行方式

超滤系统的运行方式可分为循环模式和死端模式两种，根据原水的水质情况选择不同的运行方式。

（1）死端过滤

当原水悬浮物和胶体含量较低时选用死端过滤方式，例如水源为井水、自来水等，工业水系统很多按死端过滤模式设计。

（2）循环过滤

当原水中悬浮物含量较高时，就需要通过减少回收率来保持纤维内部的高流速，这样就会造成大量的污水。为了避免浪费，排出的浓水就会被重新加压后回到膜管内，这就称为循环模式。这会降低膜管的回收率但整个系统的回收率仍然很高。在循环模式中，进水连续地在膜表面循环，循环水的高流速阻止了微粒在膜表面的堆积，并增强了通量。当原水悬浮物和胶体含量较高时选用循环过滤方式，例如水源为地表水。

超滤膜污染主要因素有哪些？

超滤膜的污染是被分离物质中某些成分吸附、留存在膜的表面和膜孔中造成的。在超滤过程中，由于浓差极化的产生，尤其是在低流速、高溶质浓度情况下，在超滤膜表面达到或超过溶质的饱和浓度时，便会形成凝胶层，导致膜的透过通量不再依赖于超滤操作压力。污染后的膜透液通量下降，超滤效果恶化，膜寿命缩短，清洗难度大，会严重影响超滤过程的工作效率。

超滤膜污染的防治措施有哪些？

超滤膜污染的主要原因是浓差极化形成凝胶层和膜孔的堵塞，因而污染的防治就应从减小浓差极化、消除凝胶层和防止膜孔堵塞开始。

（1）改变膜结构和组件结构，可有效地将颗粒截留在膜表面，避免了颗粒进入膜孔内部，从而减少了膜孔的堵器。

（2）采用系水性超滤膜可减少蛋白质颗粒在膜表面的吸附，从而减少对膜的污染。另外，由于待分离的料液多带有负电荷，采用负电荷的超滤膜可有效地减少颗粒在膜表面的沉积，有利于降低膜的污染。

（3）采用絮凝沉淀、热处理、pH值调节、加氯处理、活性炭吸附等手段对料液进行预处理，可降低膜的污染程度。

（4）提高料液流速可防止浓差极化，一般湍流体系中流速为1～3m／s，在层流体系中通常流速小于1m／s。卷式组件体系中，常在层流区操作，可在液流通道上设湍流促进材料，或采用振动的膜支撑物，在流道上产生压力波等方法，以改善流动状态，控制浓差极化，从而保证超滤组件的正常运行。

（5）操作温度主要取决于所处理料液的化学、物理性质和生物稳定性，应在膜设备和处理物质允许的最高温度下进行操作，可以降低料液的黏度，从而增加传质效率，提高透过通量。

（6）随着超滤过程的进行，料液的浓度在增高，边界层厚度扩大，对超滤极为不利，因此对超滤过程主体液流的浓度应有一个限制，即最高允许浓度。

超滤装置有哪些类型？

超滤装置和反渗透装置相类似，主要膜组件有：板框式、管式、螺旋卷式、毛细管式、条槽式及中空纤维式等。

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