超濾(Ultra-filtration, UF)是一種能將溶液進行凈化和分離的膜分離技術(shù)。超濾膜系統(tǒng)是以超濾膜絲為過濾介質(zhì)，膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力的溶液分離裝置。超濾膜只允許溶液中的溶劑（如水分子）、無機鹽及小分子有機物透過，而將溶液中的懸浮物、膠體、蛋白質(zhì)和微生物等大分子物質(zhì)截留，從而達到凈化和分離的目的。

一、超濾概念

超濾膜被大量用于水處理工程。超濾技術(shù)在反滲透預(yù)處理、飲用水處理、中水回用等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。超濾技術(shù)在酒類和飲料的除菌與除濁，藥品的除熱原以及食品及制藥物濃縮過程中均起到關(guān)鍵作用。超濾過濾孔徑和截留分子量的范圍一直以來定義較為模糊，一般認(rèn)為超濾膜的過濾孔徑為0.001-0.1微米，截留分子量(Molecular weigh cut-off, MWCO)為1,000-1,000,000 Dalton。嚴(yán)格意義上來說超濾膜的過濾孔徑為0.001-0.01微米，截留分子量為1,000-300,000 Dalton。若過濾孔徑大于0.01微米，或截留分子量大于300,000 Dalton的微孔膜就應(yīng)該定義為微濾膜或精濾膜。

一般用于水處理的超濾膜標(biāo)稱截留分子量為30,000-300,000 Dalton，而截留分子量為6,000-30,000 Dalton 的超濾膜大多用于物料的分離、濃縮、除菌和除熱源等領(lǐng)域。

超濾膜的形式可以分為板式和管式兩種。管式超濾膜根據(jù)其管徑的不同又分為中空纖維、毛細(xì)管和管式。市場上用于水處理的超濾膜基本上以毛細(xì)管式為主，個別工程中使用的中空纖維(內(nèi)徑0.1-0.5mm)聚乙烯或聚丙烯微孔膜實際上應(yīng)屬于微濾膜。

將超濾膜絲組合成可與超濾系統(tǒng)連接的組件稱為超濾膜組件。超濾膜組件分為內(nèi)壓式、外壓式和浸沒式三種。其中浸沒式超濾膜過濾的推動力是膜管內(nèi)部的真空與大氣壓之間的壓力差。對于過濾精度要求較高的超濾膜，這一壓力差通常不易滿足所需過濾推動力的要求，因此浸沒式的組件形式比較適合于過濾精度較低的超濾膜或微濾膜。外壓式超濾在正沖與反沖時，膜表面液體的流速極不均勻，影響膜表面的沖洗效果，因此常用于水處理的超濾膜還是內(nèi)壓式組件結(jié)構(gòu)較具有優(yōu)勢。

二、超濾設(shè)備工作原理

超濾是一種以篩分為分離原理，以壓力為推動力的膜分離過程，過濾精度在0.005-0.01μm范圍內(nèi)， 可有效去除水中的微粒、膠體、細(xì)菌、熱源及高分子有機物質(zhì)。可廣泛應(yīng)用于物質(zhì)的分離、濃縮、提純。超濾過程無相轉(zhuǎn)化，常溫下操作，對熱敏性物質(zhì)的分離尤為適宜，并具有良好的耐溫、耐酸堿和耐氧化性能，能在60℃ 以下，pH為2-11的條件下長期連續(xù)使用。

三、超濾膜的分類

超濾膜按結(jié)構(gòu)型式分為板框式（板式）、中空纖維式、納米膜表超濾膜、管式、卷式等多種結(jié)構(gòu)。其中，中空纖維超濾膜是超濾技術(shù)中比較成熟的一種形式。中空纖維外徑0.4-2.0mm，內(nèi)徑0.3-1.4mm，中空纖維管壁上布滿微孔，孔徑以能截留物質(zhì)的分子量表達，截留分子量可達幾千至幾十萬。原水在中空纖維外側(cè)或內(nèi)腔加壓流動，分別構(gòu)成外壓式與內(nèi)壓式中空超濾膜。超濾是動態(tài)過濾過程，被截留物質(zhì)可隨濃縮液排除不致堵塞膜表面，可長期連續(xù)運行。

四、超濾設(shè)備的優(yōu)點

1、超濾膜元件采用有機膜元件，從而確保截留性能和膜通量。

2、系統(tǒng)回收率高，所得產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良，可實現(xiàn)物料的高效分離、純化及高倍數(shù)濃縮。

3、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、濃縮過程中始終處于常溫狀態(tài)，特別適用于熱敏性物質(zhì)的處理，避免了高溫對生物活性物質(zhì)破壞這一弊端，有效保留原物料體系中的生物活性物質(zhì)及營養(yǎng)成分。

4、系統(tǒng)能耗低，生產(chǎn)周期短，設(shè)備運行費用低，能有效降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

5、系統(tǒng)集成化程度高，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少，操作與維護簡便，工人勞動強度低。

6、系統(tǒng)制作材質(zhì)采用衛(wèi)生級管閥件。

7、控制系統(tǒng)可根據(jù)用戶具體使用要求進行個性化設(shè)計，結(jié)合控制軟件，現(xiàn)場在線集中監(jiān)控重要工藝操作參數(shù)，避免人工誤操作。

五、工藝流程

1、原水 - 原水加壓泵 - 多介質(zhì)過濾器 - 活性炭過濾器 - 軟水器 - 精密過濾器 - 一級反滲透設(shè)備 - 中間水箱 - 中間水泵 - 離子交換器 - 純化水箱 - 純水泵 - 紫外線殺菌器 - 微孔過濾器 - 用水點

2、原水 - 原水加壓泵 - 多介質(zhì)過濾器 - 活性炭過濾器 - 軟水器 - 精密過濾器 - 第一級反滲透 - PH調(diào)節(jié) - 中間水箱 - 第二級反滲透(反滲透膜表面帶正電荷) - 純化水箱 - 純水泵 - 紫外線殺菌器 - 微孔過濾器 - 消毒裝置 — 用水點

3、原水 - 原水加壓泵 - 多介質(zhì)過濾器 - 活性炭過濾器 - 軟水器 - 精密過濾器 - 一級反滲透機 - 脫氣膜 - 中間水箱 - 中間水泵 - EDI系統(tǒng) - 純化水箱 - 純水泵 - 紫外線殺菌器 - 微孔過濾器 - 消毒裝置 - 用水點

4、原水 - 原水加壓泵 - 多介質(zhì)過濾器 - 活性炭過濾器 - 軟水器 - 精密過濾器 - 第一級反滲透 - PH調(diào)節(jié) - 中間水箱 - 第二級反滲透(反滲透膜表面帶正電荷) - RO水箱 - RO水泵 - TOC分解器 - EDI系統(tǒng) - 純化水箱 - 純水泵 - 紫外線殺菌器 - 微孔過濾器 -消毒裝置 - 用水點

5、原液 － 儲罐 － 加壓泵 － 精密過濾器 － 中空超濾設(shè)備 － 儲液罐 － 反洗水箱 － 反洗泵。

六、超濾技術(shù)的應(yīng)用

早期的工業(yè)超濾應(yīng)用于廢水和污水處理。三十多年來，隨著超濾技術(shù)的發(fā)展，如今超濾膜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)很廣，主要包括食品工業(yè)、飲料工業(yè)、乳品工業(yè)、生物發(fā)酵、生物醫(yī)藥、醫(yī)藥化工、生物制劑、中藥制劑、臨床醫(yī)學(xué)、印染廢水、食品工業(yè)廢水處理、資源回收以及環(huán)境工程等。

1、污水、廢水的回收利用

超濾設(shè)備其價格比較低為廢水回收再利用提供了有力的條件。

2、地表水處理

超濾處理后的水用于澆灌或作為反滲透的進水，來制備工業(yè)用水。

3、生活飲用水處理

在供水終端用UF系統(tǒng)，對細(xì)菌病毒在的去除率較高。

4、 海水淡化

超濾系統(tǒng)可以控制海水的水質(zhì)，為反滲透系統(tǒng)供給高質(zhì)量的進水，超濾系統(tǒng)的出水SDI值可以控制在2以下。超濾系統(tǒng)(又稱為超濾設(shè)備)前不用預(yù)處理，適用各類海水水質(zhì)。