微濾的分離特性

　　微濾是在流體壓力差作用下，利用微濾膜(孔徑范圍一般為0.025～10微米)對被分離組分的尺寸選擇性，將膜孔能截留的微粒及大分子溶質截留，而使膜孔不能截留的粒子或小分子溶質透過膜。微濾分離的微粒或溶質直徑范圍為0.1～10微米。

　　微濾膜的主要特點

　　1、孔徑均勻：微濾膜的孔徑較均勻，例如孔徑0.45微米的濾膜，其孔徑變化范圍僅在0.45微米上下0.02微米。

　　2、孔隙率高：微濾膜的表面上有無數微孔，約為107～1011個/cm2，孔隙率一般高達70%～80%左右，通常其通量比具有同等截留能力的濾紙至少快40倍。

　　3、濾材薄：一般微濾膜的厚度在100～150微米左右，較一般過濾介質為薄。因此，濾膜沾液造成的損失少，貯運方便。

　　4、驅動壓力低：由于孔隙率高、濾材薄，因而流動阻力小，所需驅動壓力低。

　　微濾膜的形態結構

　　根據膜孔形態結構，微濾膜可分為：具有毛細管狀孔的篩網型微濾膜，和具有彎曲孔的深度型微濾膜。前者是一種理想情況，膜孔呈圓柱形孔，可截留大于其孔徑的物質;后者是實際中常應用的膜，膜表面粗糙，內部孔結構錯綜復雜，互相交織形成立體網狀結構，當溶液經過時，截留、吸附、架橋三種作用并存，因此可以去除粒徑小于其表觀孔徑的微粒。

　　根據膜的截面結構是否對稱，微濾膜又可分為：對稱微濾膜和不對稱微濾膜。這是由于膜材料和制備工藝的不同造成的。對稱微濾膜在截面結構和膜材質上都是均勻的，沒有物理孔上的明顯差異，一般采用相轉化法、延伸法、燒結法制備。非對稱微濾膜的截面結構明顯不對稱，其表面是極薄的、起分離作用、具有一定孔徑的皮層，而多孔的支撐層位于皮層之下。

　　非對稱膜又分為相轉化膜和復合膜兩種，前者采用相轉化法制備，皮層和支撐層為同一種材料;復合膜的皮層和支撐層采用不同的材料，通過在支撐層上進行澆鑄、界面聚合、等離子聚合、核徑跡蝕刻等方法形成超薄皮層。

　　微濾膜結構的性能表征

　　一般采用孔徑、孔徑分布、孔隙率表征。孔徑分布越窄，即孔徑大小相差越小，顯然越好;孔隙率越高，則膜通量會越大，也越好。孔徑可采用電鏡，或如泡點法、壓汞法等間接方法測定。

　　微濾膜的材料

　　有機微濾膜材料有：硝酸纖維素、醋酸纖維素、混合纖維素、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚砜、聚醚砜、聚碳酸酯以及聚氯乙烯等。

　　無機材料有：陶瓷材料(如氧化鋁、氧化鋯)、玻璃、鋁、不銹鋼等。

　　微濾的分離機理

　　其分離機理為篩分機理，膜的物理結構起決定性作用。其截留作用分為兩大類：

　　1、膜表層截留作用，其包括：

　　(1)機械截留作用，即膜會截留大于其孔徑或與其孔徑相當的微粒。

　　(2)物理作用或吸附截留作用，其中包括吸附和電性能的影響。

　　(3)架橋作用，在膜孔的入口處，微粒因架橋作用也可被截留。

　　2、膜內部網絡的截留作用：

　　對于表面層截留(表面型)，接近于{jd1}過濾，易清洗，但雜質捕捉量相對于深度型較少;而對于膜內部截留(深度型)而言，接近于公稱值過濾，雜質捕捉量較多，但不易清洗，多屬于用畢廢棄型。

　　微濾與常規過濾的區別

　　兩者的基本原理基本相同的。但微濾能截留的微粒尺寸更小，效率更高，過濾的穩定性更好。

　　普通過濾的過濾介質，常采用紙、石棉、玻璃纖維、陶瓷、布、氈等，都是一些孔形極不整齊的多孔體，孔徑分布范圍較廣，孔徑通常有幾十微米。其能截留0.5微米以上的顆粒，是由于濾餅層內顆粒的架橋作用等機理，以及過濾時粒子是陷入介質內部曲折的通道而被阻留等，但才截留住如此小的顆粒。常規過濾介質較厚，對顆粒的容納量大，用于一般澄清過濾。

　　微濾屬于精密過濾，其膜孔孔徑分布較窄，所截留的微粒尺寸范圍狹窄、準確，其直接利用過濾介質的孔隙篩分進行截留。其過濾介質薄，顆粒容納量小，使用時宜設置預過濾。

　　微濾的過程

　　微濾過程一般經歷幾個階段：

　　1、過濾初始階段：比膜孔徑大的顆粒被截留在膜表面，而比膜孔小的粒子進入膜孔，其中一些粒子由于各種力的作用被吸附于膜孔內，減小了膜孔的有效直徑

　　2、過濾中期階段：微粒開始在膜表面形成濾餅層，膜孔內吸附逐漸趨于飽和

　　3、過濾后期階段：隨著更多微粒在膜表面被截留，膜孔內吸附也趨于飽和，微粒開始堵塞膜孔，最終使膜通量趨于穩定，繼而不斷下降。

　　微濾的應用

　　目前，微濾主要應用于制藥和食品的cj過濾、發酵液過濾、果汁澄清過濾、酒的澄清、調味品的澄清、糖化液澄清過濾、蔬菜汁過濾、超純水等的終端過濾、反滲透預處理、污水處理、油田采出水處理、鈦白粉回收等。