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第三章 超滤 ULTRAFILTRATION 本章内容提纲 1.发展历史 2.超滤分离特点 3.超滤分离原理 4.超滤操作模式 5.超滤传质机理 6.浓差极化和膜污染机理与模型 7.超滤膜材料及制备方法 8.超滤膜结构、性能及表征 9.超滤应用 10.本章小结 一、发展历史 1861年Schmidt首次公布了用牛心胞薄膜截留可溶性阿拉伯胶 1867年Traube在多孔磁板上凝胶沉淀铁氰化铜制成了第一张 人工膜 1907年，Bechhold较为系统地研究了超滤膜，并首次采用“超 滤”这一科技术语 1918年Zsigmondy and Bachmann 申请胶棉过滤器专利 1926年Membrane Filter GmbH 开发商业化超滤膜 1963年Michaels开发了不同孔径的不对称醋酸纤维素超滤膜 1966年美国Amicon开发出实验室用聚砜和聚偏氟乙烯超滤膜 1967年Amicon开发出第一根中空纤维膜 1969年Abcor建立了商业管式UF装置用于电泳漆回收 20世纪70年代，超滤从实验规模的分离手段发展成为重要的工 业分离单元操作技术 一、发展历史 1973年（法国）Romicon建立了中空纤维膜UF工厂 1980年 Abcor （美国Koch）开发出商业化卷式UF膜组件 1988年无机陶瓷膜实现商业化 国内超滤技术的研究始于20世纪70年代。 1974年天津工大开发出第一支中空纤维膜组件 80年代进入快速发展阶段。  目前已有20多个单位和30多个厂家从事超滤膜的开发研究 和生产。如：天津膜天膜、海南立升、苏州膜华、北京碧水 源、南京久吾等。 种类：聚偏氟乙烯膜、聚砜膜、聚醚砜膜、聚丙烯腈膜、聚 氯乙烯膜、聚砜酰胺膜等 超滤膜组件-板式、管式、中空纤维、卷式等 二、超滤分离特点 超滤是一种能够将溶液进行净 化、分离或者浓缩的膜透过法 分离技术。介于微滤和纳滤之 间，属压力驱动性膜分离技术。 其基本原理是筛孔分离过程。 超滤膜孔径为1-50nm 超滤比微滤用途更广-除了可除去微粒、亚微粒和细粒物 质，还可去除酶、病毒、某些有机物等更小粒径的物质， 去除水中的微粒、肢体、细菌、热源和各种有机物有较好 的效果，但它几乎不能截留无机离子  目前主要问题是膜的抗污染能力差 超滤膜结构 超滤分离过程主要发生在膜 表面，深层截留的现象较微 滤小得多，这主要与超滤膜 的形态结构有关。按形态结 构可分为对称膜和非对称膜 对称膜（均质膜） 两类。 的结构形态 超滤膜多为非对称结构，由 一层极薄、具有一定孔径的 皮层 （厚度为0.1～1μm）和 一层较厚、具有海绵状或指 状结构的多孔层结构约75～ 125μm厚，孔径约0.4μm） 组成，截留作用主要发生在 非对称膜的截面 皮层，后者主要起支撑作用 形态示意图 超滤不对称膜结构 聚砜（PSf） 聚酯支撑层（Polyester） 中空纤维膜结构 内外表面均为致密 内表面为致密层， 层，中间多孔支撑 中间多空支撑层 层 超滤膜典型孔结构