超滤膜检测背景技术

1. 微滤与超滤的共同点和不同点，及其优缺点

微滤、超滤的区别
从膜的分离范围来看，微滤最适合液体介质的降浊、除菌处理，而超滤主要可用於对低分子溶解物与有机大分子的分离（通常是指分子量在500以上，106以下的大分子从溶液中分离）。对於反渗透水处理中的预处理来说是分离水中全部的有机物、微生物和胶体颗粒。

微滤和超滤的过滤过程通常是以直流过滤方式（包括表面过滤、深度过滤）和错流过滤方式进行的。微滤膜和超滤膜的差异最明显的是孔径不同，微滤膜一般指孔径在 0.02-0.1um，高度均匀，具有筛网特征的多孔固体连续相，而超滤的孔径似为0.002-0.2um，在进行分离时的压力也分别为0.01- 0.3Mpa和0.2-1.0Mpa。

超滤膜透过物质主要是水、溶剂、离子和小分子。
被截留物质主要是蛋白质、各类□、细菌、病毒、乳胶、微粒子、过滤精度为10-4cm~10-7cm利用超滤膜不同孔径对液体进行分离，其分子切割量（CWCO）一般为6000~50万，孔径为100nm(纳米)。

微滤膜透过物质主要是水、溶液和溶解物。被截留物质主要是悬浮物、细菌类、微粒子。过滤精密有0.2cm、0.5cm、1.0cm、2.0cm、3.0cm、5.0cm、和10.0cm。其在过滤领域里的重要特点是：

1. 使所有比网孔大的粒子被全部拦截在膜的表面，克服了常规过滤的深层过滤介质过滤达不到“绝对值”的要求，而微孔过滤膜是趋于“绝对值”过滤器的首选材料。

2. 孔径均匀，过滤精度高
微孔滤膜的孔径十分均匀，故为均孔膜，其与反渗透及超滤有明显的不同。其最大孔径与平均孔径的比值一般为3~4，孔径分布基本呈正态分布，因而常被作为起 保证作用的手段，过滤精度高，分离效率高。孔隙率高，流速快。微孔膜的微孔数绚达每平方釐米107~1011个孔，孔隙率在60%~90%之间，由於孔隙 率高，其对液体的过滤速度在同等过滤精度下，比常规过滤介质快40倍。

3. 厚度薄，吸附量小微孔膜的厚度一般为90~220um，与一般深层过滤介质比，只有它们的1/10，因而过滤速度高，过滤时对被滤物质的液体的吸附量极小。

4. 无介质脱落，不产生二次污染。微孔膜是均匀，连续的整体结构，没有一般的深层过滤介质可能产生滤材脱落的不足。

5. 颗粒容纳量小，易赌塞。微孔膜阻留颗粒大多数只限于膜表面，因而易被材料中与膜孔径大小相近的微粒或凝胶物质所堵塞。微滤和超滤在处理系统上视水质需要适当地采取预过滤。
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2. 超滤膜净水器怎么样

超滤膜净水器就是通过超滤技术对水进行净化处理的一种净水器设备叫做超滤膜回净水器，与普答通的净水器不同。
超滤膜净水器滤芯使用的是超滤膜，是一种孔径规格一致，孔径宽度在0.01-0.2微米之间的微孔超滤膜。他的过滤方式也与普通净水器有本质区别，他使用的是压力差的方式对超滤膜进行过滤。
超滤膜的材质一帮是由由醋酯纤维和与他性能类似的高分子材料制作而成，可以很好的处理溶液中对溶质的分离和曾加溶质的浓度，可以用他来分离有些普通分离技术很难处理的胶状体和悬浮液体，过滤膜的应用领域还在不断的扩大。

3. 超滤设备的优点有哪些

1. 过滤过程是在常温下进行，条件温和无成分破坏，因而特别适宜对热敏感专的物质，如药属物、酶、果汁等的分离、分级、浓缩与富集。

2. 过滤过程不发生相变化，无需加热，能耗低，无需添加化学试剂，无污染，是一种节能环保的分离技术。

3. 超滤技术分离效率高，对稀溶液中的微量成分的回收、低浓度溶液的浓缩均非常有效。

4. 超滤过程仅采用压力作为膜分离的动力，因此分离装置简单、流程短、操作简便、易于控制和维护。

超滤设备的应用范围：

主要包括食品工业、饮料工业、乳品工业、生物发酵、生物医药、医药化工、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收以及环境工程、污水、废水的回收利用、地表水处理、生活饮用水处理、用来进行海水淡化等等。

4. 超滤膜净水器如何正确选择

选择超滤膜净水器抄，认准立升超滤
技术：专业水处理背景，超滤核心技术享誉全球。
水质：细菌滤除99.9999%，滤除有害物，保留矿物质。
水量：满足全家饮食洗浴用水量需求。
安全：上海世博会7300多万人次直接饮用，通过两万多次安全检测。

5. 超滤膜孔径如何测定

超滤膜孔径的测定微孔滤膜的孔径分离效率是关键所在，所以评价滤膜孔径甚为重要。

目前大致采用以下方法：

一、直接测量法

1.直接法测膜孔径

（1）电子显微镜

扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）电子显微镜表征膜的孔径、孔径分布及膜的形态结构。

制样至关重要。湿膜样品要经过脱水、蒸镀、复型等处理。

逐级脱水法：膜样品用5%饿酸固定，然后在提取器中用CCl4或乙醇逐级脱水，再用环氧树脂包埋固化，最后用超薄切片机切成薄片。适用透射电子显微镜的观察。

低温冷冻脱水法：膜样品放在液氮或其他低温介质中冷冻，使膜样品中的水急速冷冻为细小的结晶，然后在低温（至少低于-60°C）和低真空下，使冷冻的结晶逐级升华。这样制备的膜样品不收缩，经镀金或复型，可用电子显微镜观测。

微滤膜的孔径为0.05-10m，扫描电镜可分辨。

超滤膜的孔径为1nm-30mm，扫描电镜的分辨率低于5-10nmnm，所以采用扫描电镜观测超滤膜的结构是困难的。

透射电镜的分辨率比扫描电镜要高得多，约为3-4A正确制样，高分辨率的透射电镜可以观测超滤膜的表面细微结构。

环境扫描电子显微镜（ESEM），克服了常规SEM的局限性。使湿的、油性的、脏的和不导电的样品不经处理就可直接上机观测。

二、间接测量法

间接法是利用与孔径有关的物理现象，通过实验测出相应的物理参数，在假设孔径为均匀直通圆孔的假设条件下，计算得到膜的等效孔径，主要方法有泡点压力法、压汞法、氮气吸附法、液液置换法、气体渗透法、截留分子量法、悬浮液过滤法。

泡点法：

泡点压力所对应膜的最大孔径。实测时，膜应被液体完全润湿，否则将带来误差。

亲水性膜采用水为润湿液体；疏水性膜采用醇为润湿液体。

测定步骤

a将样品平行于液面浸入蒸馏水中，使其完全湿润b将滤膜置于测试池上，压上光滑的多孔板c在多孔板上加入3-5mm深的水d开通气源，使压力缓慢上升，当滤膜表面出现第一个气泡并连续出泡时的气体压力值，带入公式可求出样品最大孔径值。

e气泡出现最多时的压力值，带入公式可求出样品最小孔径。

f由最大孔径与最小孔径即可算出平均孔径。

（1）电镜法比较直观，但属破坏性检测，也只能得到局部信息

（2）泡压法（又称气体渗透法）只局限于测定膜孔中的最大孔径，用于小孔径超滤膜的测定时所需压力远高于膜的使用压力，故一般认为只适用于微滤膜的测定。

6. 超滤膜净水器好还是反渗透净水器好

区别一：RO反渗透净水效果更好

实际上，超滤和反渗透净水器的结构是相似的。它们在上半部都上配备了PP棉、活性炭和其他粗滤元件，最后的差别是在超滤膜、反渗透的过滤能力。超滤式净水器的过滤精度约为0.01-0.1微米，反渗透膜的过滤精度可达0.0001微米，这就好比孔径大小的筛子做对比，明显孔距更小的筛子过滤精度更高。

在过滤效果方面，超滤净水器可去除水中的铁锈、沉淀物、细菌、病毒、残余氯、异色气味，而反渗透净水器可进一步滤除重金属物质（如：汞、铅、铜、锌、无机砷），但人体所需的钙和镁离子也随废水一起排出。所以 RO反渗透净水器的输出几乎是纯净水。但是现在RO膜后端可增加弱碱滤芯，可向水中添加有益人体健康的微量元素，从而解决了这个问题。

区别二：RO反渗透净水器需要用电

反渗透净水器通过增加渗透压来实现纯水逆着自然渗透方向的反向运动。它需要高水压才能“推动”，因为中国自来水水压较小，所以RO反渗透净水器要用增压泵正常工作，因此许多反渗透净水器需要连接到主电源使用。但是不用担心，增压泵只在净水器工作时工作，功率也较低。

超滤净水器是物理类型的过滤。超滤净水器可以在水压达到标准的区域内通常无压力地过滤净化水。此外，一些超滤净水器采用单滤芯过滤滤器，其在空间占用和安装条件方面较低。

区别三：超滤净水器的出水流量较大

如果没有加压，RO反渗透净水器甚至不会为您生产纯净水，其精细的过滤结构将大大降低水流量。RO膜过水量越大，产水值也越高。例如，一般500G 的RO机出水量是1.3升/每分钟。而超滤不需要担心流动问题。它们的水输出一般为1.5升/每分钟。如果用水量大，水流量应该是乐观的。

区别四：RO反渗透净水器有废水率

因为RO膜的外表一些残留物质（如碳酸钙、硫酸钙、硅）就会在反渗透膜表面沉积下来，为了防止RO膜堵塞，就需要用水不断冲洗RO膜。因此你想获得纯净的健康水，你必须牺牲一定比例的废水。通常，超滤净水器的废水很少，但要记得定期更换净水器滤芯。

相反，反渗透净水器为了确保反渗透膜的寿命，增加废水比可以防止反渗透膜的结垢。通常，反渗透净水器的废水率从最早的5：1增长到2：1或甚至1：1，随着科学技术的不断发展，废水率将越来越低。同时，被称为“废水”的水也很干净，它的纯度高于原水，但低于纯水，可以用来洗衣服、拖地或冲厕所。

区别五：两种净水器的不同适用范围

如果您的家在恶劣的环境、水污染严重，请务必选择RO反渗透净水器（净水器）。净化效果非常好，非常彻底，其过滤精度非常高，只允许水分子通过，可以有效去除水中的铁锈、沉积物、大分子有机物、重金属、细菌、病毒等，出水是纯净水。然而，由于RO净水器需要使用电力并使用更多的水，因此成本会更高一些。

如果水质不是太差，食品级超滤净水器就行了。超滤净水器可去除水中的铁锈、沉积物、大分子有机物、细菌、病毒等，纯物理过滤、无电，只需要自来水压足够即可。

无论是RO反渗透净水器还是超滤净水器，它们都有优点和缺点。现在水资源受到污染的时代，安全才是我们首选需要考虑的问题。当然，如果您想购买适合自己的净水器，最重要的是根据您所在地的水质获得正确的净水效果。

7. 超滤膜完整性检测

一些国外厂家以气压式方式进行超滤膜的完整性检测机，目前我知道的有密里博和专Pall。但是，气压式的监属测方法其实并不科学，这个仅是各个厂家各自推的标准。事实上，里面有压力变化，所以这种方法不可取。一般来说的话，采用泡点检测法，在过滤侧鼓入空气，看滤过侧是否有气泡产生，这种方式是最直观和最可靠的。这个是对于膜是否有漏点的检测。
另外对过滤精度来说，用相应的标称分子量的球形分子作为过滤材料进行检测，看截留率。这个一般来说，没有用户会做。基本泡点实验结束后，就表示膜是完整的了。

8. 超滤膜的PVDF的特点：

采用超滤膜以压力差为推动力的膜过滤方法为超滤膜过滤。超滤膜大多由醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料制得。最适于处理溶液中溶质的分离和增浓，也常用于其他分离技术难以完成的胶状悬浮液的分离，其应用领域在不断扩大。
以压力差为推动力的膜过滤可区分为超滤膜过滤、微滤膜过滤和反渗透膜过滤三类。它们的区分是根据膜层所能截留的最小粒子尺寸或分子量大小。以膜的额定孔径范围作为区分标准时，则微孔膜(MF)的额定孔径范围为0.02～10μm；超滤膜(UF)为0.001～0.02μm；反渗透膜(RO)为0.0001～0.001μm。由此可知，超滤膜最适于处理溶液中溶质的分离和增浓，或采用其他分离技术所难以完成的胶状悬浮液的分离。超滤膜的制膜技术，即获得预期尺寸和窄分布微孔的技术是极其重要的。孔的控制因素较多，如根据制膜时溶液的种类和浓度、蒸发及凝聚条件等不同可得到不同孔径及孔径分布的超滤膜。超滤膜一般为高分子分离膜，用作超滤膜的高分子材料主要有纤维素衍生物、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺及聚碳酸酯等。
超滤膜的应用十分广泛,食品工业、制药工业等，可以作为药物、果汁、乳品等的浓缩提纯，纯净水、矿泉水净化等，超滤设备具有过滤效果好，出水量大，稳定性强等特点。

9. 超滤膜如何检测质量

透气率检测：
(一)抽样方法抽样方法抽样方法抽样方法：
1.随机抽取2根中空纤维膜。其中一根膜对折后穿入样品架子，使架子中膜的有效长度为40cm(架子分为两边，各长为10cm)，用环氧胶将孔封住。按此方法做两个样品。
2.在生产工艺稳定、生产正常情况下，按以上比例抽检;非正常情况下可提高抽检比例。
(二)检验方法：
1.内径、壁厚测定壁厚测定壁厚测定壁厚测定：显微镜检测，用刀片切一段2mm左右的膜竖立在载玻片上，放大10×10的倍数测定样品的内径、壁厚，至少测试样品三段，记录，取平均值计算。
2.透气率测定步骤透气率测定步骤透气率测定步骤透气率测定步骤：
(1)将样品装入透气率测定仪的渗透池内，旋紧;
(2)确认透气率测定仪的进样阀、进样调节阀和U形差压计进气阀处于关闭状态;
(3)开N2钢瓶，调节钢瓶输出压力为0.3~0.55Mpa;
(4)开透气率测定仪进样阀，缓慢调节进样调节阀，至压力表读数为0.2kgf/cm2;
(5)系统气密性检验：用皂沫检验所有管路、接头、阀门和密封面，不得有漏气点;
(6)缓慢开启U形差压计进气阀，调节进样调节阀至U形差压计读数为15.0cmHg;
(7)按压皂沫流量计下端的鼓泡橡胶头，使皂沫产生，沿皂沫流量计内壁上行使其内壁充分湿润;
(8)控制皂沫流量计产生单个气泡，用秒表记录单个气泡通过一定体积所需时间;
(9)每一样品测完后，关进样阀和U形差压计进气阀，换下一个样品装入渗透池，重复(1)~(9)操作;
(10)每天所有样品测完后，关N2钢装，并将管路中剩余气体排空;(11)每天测试时，先测保留样的透气率，作为参照;
(11)每个样品至少重复三次，取平均值计算。

10. 超滤膜净水器有什么作用

超滤膜，是一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜。在膜的一侧施以适当压力，就能筛出小于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2～20纳米的颗粒.
一支超滤膜由成百到上千根细小的中空纤维丝组成，一般将中空纤维膜内径在0.6-6mm之间的超滤膜称为毛细管式超滤膜，毛细管式超滤膜因内径较大，不易被大颗粒物质堵塞。
超滤膜的膜材料主要有纤维素及其衍生物、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、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。

国内超滤膜主要是PVC膜和PAN膜,尤其出名的是海南立升的PVDF和PVC合金膜,PAN膜大多倚靠进口
PAN膜：

● 具有优良的化学稳定性，有耐酸、耐碱以及耐水解的性能，能广泛应用于各种领域；

● 膜丝具有很好的强度和柔韧性；

● 经过亲水改性，产水量大，并具备很强的抗污染性。

● 膜丝配方材料少，工艺容易控制，不会出现象PVC原料配方材料多而导致膜本身的异味问题。

PVDF膜：

● 耐紫外线，有优良的耐污染和化学侵蚀性能；

● 耐热温度可以达到140℃，可采用超高温的蒸汽和环氧乙烷杀菌消毒；

● 能在较宽的PH（1-13）范围内使用，可以在强酸和强碱和各种有机溶剂条件下使用。

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 ,市面上的不锈钢类型的,基本都是这种模式,缺点,不易冲洗干净.优点,结构简单,易生产易更换,生产和使用成本较低
2、外压式:

中空纤维超滤膜则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,世保康属于这种类型,易冲洗,缺点是对工艺要求高,膜的品质也有要求.所以生产的废品率高.导致产品生产成本增高.

下面是店家自己的看法:
目前国内超滤净水器主要分两种类型,一个是以立升为代表的不锈钢罐体的设备,一个是以安吉尔为代表的,四级或者五级的组合式超滤净水.
下面就把两种类型的特点介绍一下
不锈钢体的产品给人看上去档次不错,因为其安装简单,单纯的过滤效果不错,为大多数消费者所接受,但存在的问题也是比较多的.
1:不锈钢体的超滤净水器的主要成本不是膜,是外壳不锈钢体,一般象立升这类品牌,外壳和内芯成本比例关系是3:1.大牌厂家的不锈钢材料是进口的,这个在成本上就会体现出来,如果选择国产的不锈钢材料,就可能会是2:1或者1:1.
可能有朋友会问,那到底进口和国产的用起来有什么区别吗.
09年中央电视台曾经报道过,有些不锈钢类型的净水设备,因为选择的材料不好,导致金属材料在水里缓慢释放重金属.使出水重金属超标准很多.危害人体健康.
所以店家提醒,如果选择不锈钢外壳类型的,要注意选择大牌有质量保证的产品,以免净水效果没达到反而污染水质,就得不偿失了.
2:不锈钢超滤设备的另一个缺点是异味,一般这类超滤产品,结构比较单一,主芯可能就是一个中空膜芯,也有增加一个芯,里面用活性碳和KDF以及其它添加剂的,但实际效果并不明显.
因为中空膜是高分子有机物,而有机物会被细菌分解,发出异味.现在大多数低档的产品,还是用的PVC膜,除了易被分解之外,该膜本身的味道在水温超过30度后会释放出来,所以很多超滤产品过滤后口感并不好,用PVDF和PAN膜的产品本身味道要小些,但也逃脱不掉时间长被细菌分解的结局.所以,当膜上某个地方被细菌分解掉后,这块部位实际也就没有过滤效果了.
3:因为超滤膜的过滤只是单纯的物理过滤,对水里的重金属,有害化合物,异味等,没有效果
所以这类超滤净水器是不属于直饮的
上海世博会上,立升搞的直饮水台,是大型颗粒碳+不锈钢体超滤+强紫外线杀菌的组合式的,这类在商用是可实现的,但家用的空间上是不可能的,成本也高了许多

多级式组合超滤净水器

这类产品近几年在国内品牌出现的比较多,代表性的品牌有:
传统多级组合的:安吉尔,沁园
韩式快接式组合:水魔方,九阳(海狼星)
超滤概念型的盒式组合:一般箱体壁挂的超滤产品都属于这类(只是宣传上不称自己为超滤)
这类产品的结构组成主要是:PP棉,粗颗粒活性碳,细颗粒活性碳,中空膜,(五级的话,后面会多级活性碳芯)
快接式的一般是:PP,前置活性碳,中空膜,后置碳.
产品的优点:多级分层过滤,能延长超滤膜的使用寿命,使用活性碳芯,有效避免超滤膜对水里的重金属,有害化合物,异味等的过滤不足.
缺点:传统式的,要经常更换每一级的芯,如果前置瓶质量不好,多次开合容易漏水
快接式的,更换到很简单,但是单级芯材料少,更换频率就高些,导致使用成本偏高
超滤中空膜是膜壳式安装,要经常拿出来冲洗

超滤净水器的通用缺点:
单纯的膜过滤达不到直饮标准,需要添加其它如KDF,活性碳等
对北方地区重水垢水质没有去垢效果,使用起来寿命很短
后置活性碳,也因为工艺上,碳不能完全除菌,所以出水细菌会多些
组合式的,更换频率高,动手能力差的客户无法自己解决问题,快接式方便但成本偏高.

解决方法:
尽量把超滤作为前置过滤,后面用带膜的活性碳芯,如阿夸莎娜，3M,康丽根等等.直饮选择合格的产品很重要

超滤产品要保证排污冲洗,以保证其使用寿命.

如果不得以选择后置碳,尽量选择载银的,并且更换的勤一些.