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超滤膜性能及影响过滤效果

制作超滤膜的材质很多,包括:聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚砜(PS)、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)等。

当超滤用于水处理时,其材质的化学稳定性和亲水性是两个最重要的性质。化学稳定性决定了材料在酸碱、氧化剂、微生物等的作用下的寿命,它还直接关系到清洗可以采取的方法;亲水性则决定了膜材料对水中有机污染物的吸附程度,主要影响膜的通量。

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化学稳定性
聚偏氟乙烯(PVDF)突出的特点是抗氧化能力出众,化学稳定性好,耐受氧化剂(次氯酸钠等)的能力是聚醚砜、聚砜等材料的10倍以上。在水处理中,微生物和有机物污染往往是造成超滤不可逆污堵的主要原因,而氧化剂清洗则是恢复通量最有效的手段,此时聚偏氟乙烯(PVDF)材质体现出了优越性。

亲水性
亲水性好的膜材料不容易被污堵,污堵后也容易清洗恢复,亲水性往往采用接触角θ来衡量。θ值越大,表明材料越疏水。同时还受被测材质表面光滑程度、水的纯度影响,当浓差极化问题突出时,膜本身性质影响则退居次要地位。

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超滤膜的结构
(1)最上层的表面活性层,是致密皮层,致密而光滑,厚度为0.1-1.5μm,其中细孔孔径一般小于10nm;
(2)中间的过渡层,具有大于10nm的细孔,厚度一般为1-10μm;
(3)最下面的支撑层,厚度为50-250μm,具有50nm以上的孔。支撑层起支撑作用,可提高膜的机械强度。
膜的分离性能主要取决于表面活性层和过渡层,通常为不对称结构。致密的皮层提高了过滤的精度,多孔的支撑层降低了过滤的阻力,并使穿过皮层的微小杂质被截留的概率降低到最小。因此超滤基本实现了表面过滤,并清洗恢复性好,长期通量更稳定。


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