超濾

超濾

超濾（Ultrafiltration, UF）是一種利用壓力驅動的膜分離技術，能夠有效分離溶液中的大分子、膠體、懸浮顆粒及微生物等物質。其過濾孔徑範圍通常為0.001～0.1微米，介於微濾和納濾之間，廣泛應用於水處理、食品工業、生物技術等領域。

超濾過程基於半透膜的篩分效應，在壓力差（通常為0.1～1 MPa）的驅動下，溶液中的小分子物質（如水、無機鹽）透過膜孔，而大分子物質（如蛋白質、膠體、細菌）則被截留。其分離效果主要取決於膜孔徑大小、溶質分子量及膜材料特性。

3.1 常見膜材料

• 有機高分子材料：如聚偏氟乙烯（PVDF）、聚碸（PS）、聚丙烯腈（PAN）等，具有成本低、易加工等優點。

• 無機材料：如陶瓷、氧化鋁等，耐高溫、抗腐蝕，適用於苛刻環境。

3.2 膜結構類型

• 對稱膜：孔徑均勻，適用於低污染體系。

• 非對稱膜：由緻密表層和多孔支撐層組成，兼具高截留率和通量。

4.1 優點

• 無需加熱，能耗低，適合熱敏感物質分離。

• 操作簡便，易於自動化控制。

• 可去除細菌、病毒及大分子有機物，提高水質。

4.2 局限性

• 膜污染問題較突出，需定期清洗。

• 對小分子有機物和離子去除效果有限。

5.1 水處理

• 飲用水淨化：去除懸浮物、細菌及病毒。

• 污水回用：處理工業廢水和生活污水，實現資源化利用。

5.2 食品工業

• 濃縮果汁、乳製品（如牛奶脫脂）。

• 分離蛋白質、酶製劑等生物活性物質。

5.3 生物醫藥

• 血液透析、疫苗純化。

• 發酵液分離與濃縮。

6.1 污染成因

• 顆粒堵塞、有機物吸附及生物膜形成。

6.2 清洗方法

• 物理清洗：反沖洗、空氣擦洗。

• 化學清洗：使用酸、鹼或氧化劑（如次氯酸鈉）溶解污染物。

• 新型膜材料研發：如石墨烯膜、混合基質膜，提升抗污染性。

• 智能化控制：結合物聯網技術優化運行參數。

• 耦合工藝：與反滲透（RO）、電滲析（ED）等技術聯用，擴大應用範圍。

• 百度百科. "超濾." http://baike.baidu.com/view/772.htm

• 膜科學與技術手冊（化學工業出版社）.

（以上內容基於公開資料整理，供學術與工程參考。）