一 、基本內容 

    超濾原理也是一種膜分離過程原理 ，超濾利用一種壓力活性膜 ，在外界推動力(壓力)作用下截留水中膠體 、顆粒和分子量相對較高的物質,而水和小的溶質顆粒透過膜的分離過程 。通過膜表麵的微孔篩選可截留分子量為3x10000—1x10000的物質 。當被處理水借助於外界壓力的作用以一定的流速通過膜表麵時 ，水分子和分子量小於300—500的溶質透過膜 ，而大於膜孔的微粒 、大分子等由於篩分作用被截留 ，從而使水得到淨化 。也就是說 ，當水通過超濾膜後 ，可將水中含有的大部分膠體矽除去 ，同時可去除大量的有機物等 。

    二 、超濾裝置工藝原理及技術優勢

    超濾處理過程無相變 ，對物料中組成成分無任何不良影響 ，且分離 、純化 、濃縮過程中始終處於常溫狀態 ，特別適用於熱敏性物質的處理 ，完全避免了高溫對生物活性物質破壞這一弊端 ，有效保留原物料體係中的生物活性物質及營養成分 。

    超濾設備係統回收率高 ，可實現物料的高效分離 、純化及高倍數濃縮 。係統製作材質采用衛生級管閥 ，現場清潔衛生 ，滿足GMP或FDA生產規範要求 。係統工藝設計先進 ，集成化程度高 ，結構緊湊 ，占地麵積少，操作與維護簡便 ，工人勞動強度低 。超濾設備係統能耗低 ，生產周期短 ，與傳統工藝設備相比 ，能有效降低生產成本 ，提高企業經濟效益 。

    三 、原理

　　超濾原理並不複雜 。在超濾過程中 ，由於被截留的雜質在膜表麵上不斷積累 ，會產生濃差極化現象 ，當膜麵溶質濃度達到某一極限時即生成凝膠層 ，使膜的透水量急劇下降 ，這使得超濾的應用受到一定程度的限製 。為此 ，需通過試驗進行研究 ，以確定佳的工藝和運行條件 ，限度地減輕濃差極化的影響 ，使超濾成為一種可靠的反滲透預處理方法 。

    a． 超濾與傳統的預處理工藝相比 ，係統簡單 、操作方便 、占地小 、投資省 、且水質極優 ，可滿足各類反滲透裝置的進水要求 。

    b． 合理地選擇運行條件和清洗工藝 ，可完全控製超濾的濃差極化問題 ，使此預處理方法更可靠 。

    c．超濾對水中的各類膠體均具有良好的去除特性,因而可以考慮擴大到凝結水精處理及離子交換除鹽係統的預處理中 。

    在超濾過程中 ，水深液在壓力推動下 ，流經膜表麵 ，小於膜孔的深劑（水）及小分子溶質透水膜 ，成為淨化液（濾清液） ，比膜孔大的溶質及溶質集團被截留 ，隨水流排出 ，成為深縮液 。超濾過程為動態過濾 ，分離是在流動狀態下完成的 。溶質僅在膜表麵有限沉積 ，超濾速率衰減到一定程度而趨於平衡 ，且通過清洗可以恢複 。

    超濾是以壓力為推動力的膜分離技術之一 。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）具有單位溶器內充填密度高 ，占地麵積小等優點 。

   四 、特點

    1. 濾過程是在常溫下進行 ，條件溫和無成分破壞 ，因而特別適宜對熱敏感的物質 ，如藥物 、酶 、果汁等的分離 、分級 、濃縮與富集 。

    2. 濾過程不發生相變化 ，無需加熱 ，能耗低 ，無需添加化學試劑 ，無汙染 ，是一種節能環保的分離技術 。

    3. 超濾技術分離效率高 ，對稀溶液中的微量成分的回收 、低濃度溶液的濃縮均非常有效 。

    4. 超濾過程僅采用壓力作為膜分離的動力 ，因此分離裝置簡單 、流程短 、操作簡便 、易於控製和維護 。

    5. 超濾法也有一定的局限性 ，它不能直接得到幹粉製劑 。對於蛋白質溶液 ，一般隻能得到10～50％的濃度 。

    五 、超濾裝置

    是在一個密閉的容器中進行 ，以壓縮空氣為動力 ，推動容器內的活塞前進 ，使樣液形成內壓 ，容器底部設有堅固的膜板 。小於膜板孔徑直徑的小分子 ，受壓力的作用被擠出膜板外 ，大分子被截留在膜板之上 。超濾開始時 ，由於溶質分子均勻地分布在溶液中 ，超濾的速度比較快 。但是 ，隨著小分子的不斷排出 ，大分子被截留堆積在膜表麵 ，濃度越來越高 ， 自下而上形成濃度梯度 ，這日才超濾速度就會逐漸減慢 ，這種現象稱為濃度極化現象 。為了克服濃度極化現象 ，增加流速 ，設計了幾種超濾裝置 ：

    1. 無攪拌式超濾

    這種裝置比較簡單 ，隻是在密閉的容器中施加一定壓力 ，使小分子和溶劑分子擠壓出膜外 ，無攪拌裝置濃度極化較為嚴重 ，隻適合於濃度較稀的小量超濾 。

    2. 攪拌式超濾

    攪拌式超濾是將超濾裝置位於電磁攪拌器之上 ，超濾容器內放人一支磁棒 。在超濾時向容器內施加壓力的同時開動磁力攪拌器 ，小分子溶質和溶劑分子被排出膜外 ，大分子向濾膜表麵堆積時 ，被電磁攪拌器分散到溶液中 。這種方法不容易產生濃度極化現象 ，提高了超濾的速度 。

    3. 中空纖維超濾

    由於膜板式超濾裝置 ，截留麵積有限 ，中空纖維超濾是在一支空心柱內裝有許多的 ，中空纖維毛細管 ，兩端相通 ，管的內徑一般在0．2mm左右 ，有效麵積可以達到1平方厘米每一根纖維毛細管像一個微型透析袋 ，極大地增大了滲透的表麵積 ，提高了超濾的速度 。

    六 、超濾技術的應用

    早期的工業超濾應用於廢水和汙水處理 。三十多年來，隨著超濾技術的發展 ，如今超濾膜技術的應用領域已經很廣 ，主要包括食品工業 、飲料工業 、乳品工業 、生物發酵 、生物醫藥 、醫藥化工 、生物製劑 、中藥製劑 、臨床醫學 、印染廢水 、食品工業廢水處理、資源回收以及環境工程等等