[科普中国]-中空纤维膜

中空纤维膜是指外形像纤维状，具有自支撑作用的膜。中空纤维膜是以聚砜、二甲基乙酰胺为原料加工成中空内腔的纤维丝，再除以高渗透性聚合物，具有选择性渗透特性。由于水蒸气、氢、氨和二氧化碳渗透较快,而甲烷、氮、氩、氧和一氧化碳等渗透较慢,这样就使渗透快的与渗透慢的分离。中空纤维丝的外径通常是500~600 pum、内径为200~300 pum,做成3一6米的纤维束装入耐高压金属壳体内，纤维束一端被密封，另一端用特殊配方的环氧树脂粘结在一起。

简介中空纤维膜(hollow fiber membrane)外形像纤维状，具有自支撑作用的膜。它是非对称膜的一种，其致密层可位于纤维的外表面/如反渗透膜，也可位于纤维的内表面(如微滤膜，纳滤膜和超滤膜)。对气体分离膜来说，致密层位于内表面或外表面均可。1

原理筛分过程，操作压力一般在0.7-7kPa，原料液在静压差作用下，透过一种过滤材料。过滤材料可以分为多种，比如折叠滤芯、熔喷滤芯、布袋式除尘器、微滤膜等。透过纤维素或高分子材料制成的微孔滤膜，利用其均一孔径，来截留水中的微粒、细菌等，使其不能通过滤膜而被去除。

决定膜的分离效果的是膜的物理结构，孔的形状和大小。微孔膜的规格目前有十多种，孔径范围为0.1～75 μm，膜厚120～150&μm。2

种类混合纤维酯微孔滤膜;硝酸纤维素滤膜;聚偏氟乙烯滤膜;醋酸纤维素滤膜;再生纤维素滤膜;聚酰胺滤膜;聚四氟乙烯滤膜以及聚氯乙烯滤膜等。技术常用于电子工业、半导体、大规模集成电路生产中使用的高纯水等的进一步过滤。

技术应用超滤是一种以筛分为分离原理，以压力为推动力的膜分离过程，过滤精度在0.005-0.01μm范围内， 可有效去除水中的微粒、胶体、细菌、热源及高分子有机物质。可广泛应用于物质的分离、浓缩、提纯。

早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来，随着超滤技术的发展，如今超滤膜技术的应用领域已经很广，主要包括食品工业、饮料工业、乳品工业、生物发酵、生物医药、医药化工、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收以及环境工程等等。 原水在中空纤维外侧或内腔加压流动，分别构成外压式与内压式中空超滤膜。超滤是动态过滤过程，被截留物质可随浓缩液排除不致堵塞膜表面，可长期连续运行。

超滤膜按结构型式分为板框式(板式)、中空纤维式、纳米膜表超滤膜、管式、卷式等多种结构。其中，中空纤维超滤膜是超滤技术中最为成熟与先进的一种形式。中空纤维外径0.4-2.0mm，内径0.3-1.4mm，中空纤维管壁上布满微孔，孔径以能截留物质的分子量表达，截留分子量可达几千至几十万。

超滤过程无相转化，常温下操作，对热敏性物质的分离尤为适宜，并具有良好的耐温、耐酸碱和耐氧化性能，能在60℃ 以下，pH为2-11的条件下长期连续使用。3

应用领域通过膜技术进行水处理，应用于制药、酿造、餐饮、化工、市政污水回用、医院、小区污水回用、造纸等生产生活污水处理。膜分离技术是一种广泛应用于溶液或气体物质分离、浓缩和提纯的分离技术。膜壁微孔密布，原液在一定压力下通过膜的一侧，溶剂及小分子溶质透过膜壁为滤出液，而大分子溶质被膜截留，达到物质分离及浓缩的目的。膜分离过程为动态过滤过程，大分子溶质被膜壁阻隔，随浓缩液流出，膜不易被堵塞，可连续长期使用。过滤过程可在常温、低压下运行，无相态变化，高效节能。 中空纤维膜是分离膜的一种重要形式，膜产品包括中空纤维微滤膜（MF）、中空纤维超滤膜（UF）、中空纤维反渗透膜（RO）、中空纤维帘式膜（FPM）等以及MBR技术的应用，主要应用于矿泉水净化、生产生活用水净化、医药提纯、果汁浓缩、造纸电镀化工等污染行业水处理与回收、城市污水回用等医药、化工、建筑、纺织、造纸、石化等行业。

采用方案双向流（TWF）中空纤维膜分离系统连续膜过滤系统（CMF）膜生物反应器（MBR）浸入式帘式膜抽滤可根据曝气池尺寸灵活定制 膜技术在国内已开始广泛应用，膜技术推广也已进入成熟期，采用膜技术进行污染物与水分子进行分离，可将宝贵的水资源进行二次利用，同时污染物中的贵重金属离子也可以过滤浓缩回收使用，经济效益十分可观，知名石化、羊绒制造、饮料、医药、城市污水处理等单位已大规模应用，不占地，不耗费能源，投资收益明显，前景极为广阔。

●发酵液除菌过滤

●发酵液菌体浓缩回用

●酱油、醋等酿造产品的澄清过滤

●果酒、药酒、低度白酒的澄清过滤除浊

●茶饮料、果饮料澄清过滤浓缩

●中药提取液的分离和精制

●高浓度高黏度溶液过滤

●城市污水回收

●住宅小区或大楼中水回用

●自来水、地下水除菌除浊净化

●反渗透系统的前级预处理

●海水淡化前级预处理

●餐饮行业自来水净化

●家用饮水的除菌净化

●矿泉水无菌净化

●医疗用水除菌

●血液制品分离与精制

●葡萄酒澄化过滤

●居民小区、住宅单元供水净化

●农村井水除浊除菌脱碱

●机加切削液与轧钢冷却液等油水分离

●油田回注水净化

●纺织退浆废水、乳液分离

●造纸、电镀、化工等废水处理

●食品加工中牛奶提纯、肉类、果蔬、谷物、大豆、味精、酒精、酿酒、饮料等加工废水处理

相关产品聚丙烯中空纤维超滤膜

1)壳体采用抗冲击的ABS料，承压能力在16KG以上，并且壁厚加厚1mm,完全可承受进水可能出现的各种压力冲击，确保在冲击水压下不会出现破裂现象，避免了超滤膜在使用的过程中长期受压，材质产生蠕变引起漏水。

2)每一支HUF90膜装填1400根膜丝，长度加长100mm,增大了15%的膜面积。

3)端盖为半球凸出结构，与传统的端面平面结构相比，使进水在端面膜丝的分布更均匀，并且壁厚加厚1mm，确保在冲击水压下不破裂。

4)壳体与螺纹套之间的粘接选用法国进口胶水粘接，粘接长度加长了，连接间隙均匀一致。在使用过程中不会出现漏水.脱胶现象，并且完全达到卫生标准。

5)端盖与壳体的连接螺纹采用锯齿型螺纹，增大了扭距和负载，不会出现滑牙.漏水现象。

6)膜的有效面积大，水通量大，纯水通量1800升，远高于国内同种规格产品。

7)耐压与防漏结构设计，确保HUF90中空纤维超滤膜不会出现漏水、脱胶、滑牙、暴胶等现象。

8)进出水口为国标通用的直径45mm螺纹的活接套，可直接与1寸的ABS或PVC饮水管粘接，无需另外安装活接头。更换HUF90中空纤维超滤膜组件时只需将进出水口的4个标准直径45mm的活接套拧下，即可将整个中空纤维超滤膜取下，再换上新的HUF90中空纤维超滤膜组件即可。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学