滤芯培训资料

1、目录1、 微过滤发展概况2、 微过滤基本特性和过滤机理3、 液体过滤器的特点及应用4、 水处理技术简介5、 微孔滤膜过滤器完整性检验方法6、 过滤器的应用领域7、 有关房间净化空气过滤器的基本知识1 概述过滤是一门应用非常广泛的技术，在我们的日常生活中经常随处都能看到。在古代，人们用编织物来过滤食品和果汁，用石灰垫草作为过滤介质来过滤染料。在很长一段时间中，用砂、陶瓷、硅藻土、布、毡、石棉等作为过滤介质，得到了相应的应用和发展。1979年，由法国政府批准了世界上第一个过滤技术专利。19世纪初，出现了微过滤（Micro Filtration简称MF）。1925年德国建立了世界上第一家微滤膜生产和

2、销售的公司沙多利斯（Sartorius）公司。1954年美国成立了Millipore（密利博）公司，其他国家（如英国、日本、苏联）相继形成了自己独立的微过滤工业。中国在70年代开始，上海医药工业研究院、四机部十院。杭州海洋所等单位先后对微滤膜的制备、应用开始了研究系统。2基本概念2.1微过滤属于过滤技术中的一种，它与其他的分离方法及适用范围见附图1。2.2微过滤是指将颗粒从流体（气体或液体）中分离出来的一种技术。这里所指的微过滤介质的孔径范围一般为0.1um10um，介于常规过滤和超滤之间。2.3微过滤与超滤及反渗透的异同微过滤、超滤和反渗透都是以压力为驱动力达到分离和浓缩的目的，都无相态变化

3、和界面质量的转移。微过滤技术与超滤过滤技术和反渗透过滤技术共同组成了一个可分离单价离子到固态颗粒的完整的三级分离体系。这三种技术既有联系，他们之间是互相交叉的，并无截然分界线。一般来说，反渗透膜的孔径在5A以下，最高操作压力在5001500psi（35105bar），可截留全部溶质分子和单价氯离子，主要用于水脱盐、污水处理等。超滤膜孔径一般在10100A之间，操作压力约10100psi（0.77bar），可截留各种可溶性的大分子，如多糖、蛋白质分子等，主要用于浓缩和分离胶体溶液，去除小分子杂质，高纯水制备，污水处理等。微滤膜孔径一般在0.110微米之间，操作压力在110psi（0.070.7b

4、ar），可截留细菌，微生物和各种固态颗粒，主要用于各种液体和气体和净化除菌和除微粒，包括各种工业性的大规模过滤。目前这三种技术中尤以微过滤技术应用最广，经济价值最大。2.4微过滤和常规过滤的区别2.4.1常规过滤的过滤介质孔结构类型一般属深层型。其一般的孔形是极不整齐的多孔体，孔形分布范围较广，无法标明它的 孔径大小。过滤时粒子是靠陷入介质内部通道而被阻挡，阻留率则随压力而下降，介质厚，对颗粒的容纳量大，用于一般澄清过滤。2.4.2微过滤所用的过滤介质孔结构类型属筛网型，是由天然或合成高分子材料所形成。它具有形态较整齐的多孔结构。孔径分布较均匀。过滤时近似于过筛的机理，使所有大于直径的粒子全部

5、拦截在滤膜表面上。由于过滤只限于表面，因此便于观察、分析和研究截留物。微过滤所用微孔滤膜的过滤膜的过滤介质薄、对颗粒容纳量小、因此使用时宜设置预过滤装置。2.5微滤膜的特性微滤膜所用的过滤介质是高分子材料在一定的条件下所形成的多孔滤膜，可形成一定范围的孔径，且孔是一种多层相叠的具有不规则孔形的重叠筛网结构。虽然测到的最大孔径比较大，但是这些大孔由于他们的不规则形态以及上下网孔的重叠，而使其通道的有效直径大为缩小，它近似一种多层叠起来的筛网，因此具有一般深层过滤所不具备的特性。2.5.1微滤膜因其孔径十分均匀，能将液体中所有大于指定孔径的微粒全部阻拦，而对于气体中的微粒，更由于惯性和静电作用使其

6、截留的效率更高，能孔径小3至5倍的尘粒。2.5.2微滤膜孔隙率高达80，因而阻力很小，对液体或气体的过滤速度，可较同样效果的常用滤材快数十倍，但由于它的筛网结构，阻留作用只在表面，因而又极易受少量与孔径大小相仿的微粒或凝胶状物质所堵塞。2.5.3微滤膜为均一连续的高分子材料，过滤时没有纤维和碎屑的脱落，从而得到高度纯洁的气体和液体。2.5.4大于孔径的微粒不会因为压力增高而穿过滤膜，当压力波动时也不影响过滤效率。2.5.5微滤膜滤层薄，质量小，吸附小，可减少贵重物料的损失。2.5.6用微滤膜进行除菌过滤时，细菌截留在表面，经培养后细菌也不能穿过滤膜生长，不像深层过滤介质，一部分细菌被截留在通道

7、中，除冲洗可能脱落外，还可能由于细菌向正反两个方向生长繁殖而污染滤出系统。3 微过滤介质3.1微滤介质的分类微滤介质一般可分为深层过滤（粗滤）介质和筛网状过滤（精滤）介质两种类型。在常规过滤中所用的多属深层过滤介质，一些厂家所标示的通常只是其产品的截留粒度和截留率，过滤时液体中的颗粒是在滤层的弯曲通道中填搁于转折死角或因架桥而被阻拦，微细的粒子则由于吸附而被除去，因此以深层过滤时，不能保证没有少量大颗粒物质进入滤液，特别在压力波动等情况下更易如此，而大量细微粒子则被阻拦。同时深层过滤介质对颗粒的容纳量也较大。筛网状过滤介质具有形态整齐的多孔结构，过滤时，主要是以近似过筛的机理，使所有比网孔大的

8、粒子全部被拦截在膜表面上，小于孔径的颗粒则能较顺利通过。由于只在表面阻留，因此颗粒容纳量小，易被堵塞。3.2深层过滤介质的品种和特点3.2.1深层过滤介质的品种3.2.1.1聚丙烯无纺布。聚丙烯毡3.2.1.2超细硼硅酸纤维纸3.2.1.3聚四氟乙烯烧结管3.2.1.4金属烧结管3.2.1.5其他3.2.2深层过滤介质的特点3.2.2.1流体阻力较低，有利于节能。3.2.2.2有较高的容尘量，可以降低成本。3.2.2.3有一定的过滤能力、精度及截留效率。3.3精密过滤介质的品种和特点作为精密过滤介质应该是膜。供制微孔滤膜的材质较多，已商品化的主要有硝酸纤维素酯、醋酸纤维酯，和这两种酯的混合物，

9、再生纤维素酯，聚酰胺，丙烯腈/氯乙烯共聚物，聚丙烯，聚偏二氟乙烯，聚四氟乙烯，聚碳酸酯，聚醚砜等。3.3.1 纤维素酯微孔滤膜历史最久，应用最广的一类滤膜。孔径规格多，性能良好，生产成本较低，亲水好，可耐热压消毒（121 ，半小时），其中醋酸纤维素滤膜尚能耐干热至180，并能用来过滤低达200 的低温液体。3.3.2再生纤维素微孔滤膜专用于非水溶液的澄清或除菌过滤，耐各种有机溶剂，但能用来过滤水溶液，可用蒸汽热压法或干热消毒。3.3.3聚氯乙烯微孔滤膜适用于较强的酸性或碱性液体，但耐温低（40 ），不便消毒。亲水性差，因而在低压下过滤水溶液时，应先用乙醇湿润。3.3.4聚酰胺（尼龙）微孔滤膜较

10、耐碱而不耐酸，在酮、酯、醚及高分子量醇类中不易被侵蚀，适用于电子工业中光致抗蚀剂等的生产。3.3.5聚四氟乙烯微孔滤膜为增强水性膜，耐高温。它的化学稳定性极好，可耐强酸、强碱和各种溶剂，用于过滤蒸汽及各种有机溶剂和强酸、强碱以及腐蚀性液体，适用面广。3.3.6聚丙烯微孔滤膜在当前商品中主要是拉伸膜，孔径不均匀，但耐酸、强碱和各种溶剂，用于过滤蒸汽及各种有机溶剂和强酸、强碱以及腐蚀性液体，适用面广。3.3.7聚碳酸酯微孔过滤膜主要制成核径迹膜，孔特别均匀，但孔隙率较低。3.3.8聚醚砜滤膜有较好的化学稳定性，能耐各种有机溶剂，也能耐较高温度。3.3.9聚偏二氟乙烯微孔滤膜为憎水性膜。耐高温消毒，

11、它的化学稳定性较好，目前主要用于空气过滤。3.5微孔滤膜适用范围举例3.5.1 12微米微生物学研究中分离细菌的悬浮体。3.5.2 38微米食堂精制，澄清过滤，工业尘埃重量测定，有机液体中分离水滴（憎水膜），细胞学研究，药液灌封前过滤，啤酒生产中麦芽沉淀量测定，寄生虫浓集。3.5.3 1.2微米组织移植，细胞学研究，酵母及霉菌显微镜鉴别，粉尘重量分析。3.5.4 0.60.8微米大输液澄清过滤，饮料稳定消毒，油类澄清过滤，光致抗蚀剂及喷漆溶剂的澄清过滤，油及燃料油中重量分析，牛奶中的大肠杆菌检测，液体中的残渣测定。3.5.5 0.45微米抗菌素及其他注射液的无菌试验，水。饮料、食品中大肠杆菌检

12、测，培养基除菌过滤，血球计数用电解质溶液的净化，去离子水的净化，鉴别微生物。3.5.6 0.2微米药液、生物制剂和热敏性液体的除菌过滤，液体中细菌计数，电子工业中用于用水净化。3.5.7 0.1微米超净试剂及其他液体的产生，胶悬体分析沉淀物的分离。4 微滤单元形式4.1 片式一般为圆片形，过滤有效较小。4.2 袋式过滤的有效面积比片式的要大，用于气体过滤中的深层过滤。4.3 管式主要以烧结法制成，一般用于深层过滤。4.4 折叠式是目前最常用的微滤单元形式，最大的优点是有效过滤面积大，占地面积小。既可用于气体过滤，又可用于液体过滤。5 微滤膜制备5.1 自然蒸发法自然蒸发法是一种相转化法，目前使

13、用较广的纤维素膜和尼龙膜等主要用此法制造。其他原理是将高分子材料配成铸膜液，然后在基村上流延成薄膜。在一定的条件下，薄膜中的形成滤膜。用这种方法制成不同孔径和规格的微滤膜。5.2 急速凝胶法急凝胶法也是利用相转化法制膜，它是将铸膜液薄层浸入凝固液中，使溶剂与水立即相互扩散，技术造成相分离，从而制成膜。用这种方法制成微孔膜水多为不对称膜。5.3 溶出法是指在制膜基材中加入可溶性的材料，成膜后用溶剂将可溶的物质溶解出来，从而形成微孔膜。5.4拉伸法此类膜目前主要用聚烯烃制成，如聚丙烯。将聚丙烯薄膜通过纵向拉伸形成缝状空隙。5.5 烧结法此颗粒状高分子材料均匀加热，使颗粒表面熔融，从而相互粘接形成多

14、孔薄层或块状物，再进行加工成为微滤膜。5.6 核径迹法将高速运动的粒子对薄膜进行轰击，从而膜形成多孔膜。6 过滤机理流体中杂质主要通过三种过滤机理而除去。直接拦截惯性碰撞扩散拦截6.1直接拦截流体中的颗粒等于大于滤材孔径时，受到孔的拦截而被截留（筛分原理），搭桥现象截留小于滤材微孔的颗粒，不规则颗粒等也可被截留。6.2惯性碰撞颗粒在流动的流体中具有质量和速度，所以它有一股动量。当液体和它夹带的颗粒通过过滤介质时，流体将选取阻力最小的通道流过，并将顺着纤维结构改变，而颗粒因其有动量，它仍作直线运动的倾向结果将位于液体接近中心处的颗粒投向和撞击到纤维上而被分离出来。6.3 扩散拦截/布朗运动对于非

15、常小的颗粒（那些质量极小的颗粒）可以从扩散拦截中分离出来。在这过程中颗粒和液体分子碰撞（气体分子碰撞），这种频繁碰撞使颗粒以不规则形式沿着流体作动线运动。这种可以在显微镜下观察的运动称为“布朗运动”。布朗运动使这些较小的颗粒从流体的流动线上游离出来，因而增加了他们撞击过滤介质结构表面而被分离出来的可能性。每种机理的作用大小与颗粒的尺寸及滤材的性质有关，颗粒的尺寸不同时，三种机理起的作用也就存差异。直接拦截主要对：1.0um和大于10um颗粒起作用，这些颗粒相对容易去处。惯性碰撞主要对：1.0um0.3um范围内颗粒起作用。扩散拦截/布朗运动：当颗粒达到0.3um时，惯性碰撞作用减小，而扩散拦截

16、/布朗运动成为主要去除颗粒的主要机理。颗粒越小，扩散拦截/布朗运动的明显，即颗粒越小越容易去除。在气体中，由于布朗运动强烈，扩散拦截起着相当重要的作用；在液体中，布朗运动大为消弱，这也是同种滤芯过滤不同状态流体时，过滤精度存在差异的主要原因。6.4液体过滤中的辅助方法6.4.1静电沉积6.4.2添加助滤剂（硅藻土、珍珠岩）。7 微过滤术语和常用名词7.1 微米的概念在微过滤行业中，常用微米作为衡量过滤性能的计量单位，符号用um表示。1um103mm106m微米与传统意义上的“目”有如下的关系：目 微米2.5 80005.0 400010.0 200020.0 84040.0 42050.0 2

17、9760.0 25070.0 21080.0 177100.0 149200.0 74400.0 36800.0 152500.0 55000.0 2.56250.0 212000.0 17.2 典型物体的尺寸人的头发丝直径： 7080um裸眼可见最小颗粒：40um酵母菌：3um假单胞菌：0.30.8um病毒：0.03um7.3过滤精度7.3.1 公称精度一般是根据功率等于或大于颗粒尺寸的某一个百分比而设定的。是生产厂家设定的微米数值。7.3.2绝对精度在规定的测试条件下能够通过的最大硬度球型颗粒的直径，它是过滤元件中最大孔径的读数。通常当过滤效率大于99.98时作为过滤器的绝对精度的标准。7

18、.4 除菌等级过滤器精度的确定采用国际通用菌种0.1um 支原体0.2um 假单胞菌0.45um 沙雷氏菌7.5 过滤效率出过滤器颗粒数和进过滤器颗粒数之比。过滤效率越大，过滤效果越好。7.6 流量在规定的试验条件下，干净的液体或气体在单位时间通过单个过滤器的体积总和。流量与压力成正比，和阻力成反比。因此，阻力不变时，压力越大，流量也越大；压力不变，阻力越小，流量越大。7.7压力降过滤系统阻力是流体经过管路所产生的压力损失加上它经过过滤器时的压力损失的总和。流体通过过滤器（清洁）时所受阻力是由过滤器外壳、滤芯的内外筒和过滤介质等引起的。当流体在过滤器中遇到阻力时，会导致过滤器的下游压力下降，在

19、过滤器上下游测得的压力降称为“压力差”。因此实际上压力降、压力差是同义词。7.8 表面积流体流过过滤器的过滤介质的有效截面积。过滤器的寿命和它的容污量有关。相对来说，过滤器的表面积的加强，寿命也会大大增加。8 液体过滤器的特点及应用8.1 液体过滤器的特点8.1.1 液体的特性液体具有流动性、不可压缩性两大特性。制药工业中的液体多种多样，有水、溶酶、药液等。成份比较复杂、物理化学性质、工艺条件也有较大差异。过滤器的选择比较复杂，影响过滤器的寿命的因素也很多。8.1.2 气体/液体中过滤精度的差异液体中布朗运动比较弱，三种过滤机理，扩散拦截基本不起作用，同种滤芯在气体/液体中过滤较大差异。气体中

20、 液体中除菌过滤器 0.01um 0.2um过滤器 0.1um 1.2um因此，液体过滤精度要求更严格。8.1.3 液体过滤器与过滤液体间的化学相容性8.1.3.1要求：过滤液体不能损坏过滤器的标示性能 过滤器也能影响过滤液体的各种特性8.1.3.2 测试方法：过滤器在一定温度下一定浓度液体中，然后定期检验过滤性能，确定安全使用期限。检测过滤器在液体中物含量，越低对过滤器污染越小。我厂在产品样本中提供了常见过滤器及密封材料在液体中的化学相容表。在选配时要注意选择合适的过滤器材质和密封材料。注：影响化学相容性的因素很多，有时需根据实际工艺要求预选进行化学相容性试验。过滤器各部件材料品种越少越好，

21、这样相容性可以兼顾。8.2液体过滤器的选型选型时要考虑以下因素：8.2.1液体的性质根据液体性质选择滤材，过滤介质、滤芯和壳体的材料必须适用于过滤的流体。对水及水溶性液体，尽量选亲水性膜过滤器。对腐蚀性特强的液体，如浓酸、浓碱、各种溶媒等，要用PTFE材料（疏水性）过滤器。8.2.2 流量（体积）根据系统压力、温度、是否要消毒等要求来选择外壳材料和滤芯。如：室温、除颗粒可用聚丙烯PP外壳；如：要除菌、较严格液体过滤可选用（卫生级）不锈钢材料316L或314；如：含CL溶液，还需在外壳内衬PTFE。8.2.4 外壳选用（Sanitary）；8.2.4.1 少用或不用螺纹8.2.4.2 无死角8.

22、2.4.3 易于清洗8.2.4.4 内外表面镜面抛光8.2.4.5 采用卫生级阀门、压力表8.2.5 温度温度对流体粘度、壳体腐蚀速度二者以及过滤介质适应都有影响。高温也会加快腐蚀速度。8.2.6 过滤程度（除菌、除颗粒等）根据过滤程度要求来选择滤芯过滤精度。8.2.7 污染程度，前处理情况根据前处理情况确定是否需配预过滤。8.2.8 预过滤器的选择使用预过滤器的目的是处长终端过滤器的寿命，以降低成本。如前处理好中端过滤器寿命比较经济，可不选用。对精度高的过滤器，压差主要集中在滤芯上，滤壳本身压差可以忽略；对除颗粒滤器，除芯压差处，还要考虑壳本身的压差。对于一些特殊液体，需进行可滤性试验，确定

23、最佳预、终过滤组合，要进行经济核算。8.3深层预过滤器和膜顶过滤器8.3.1深层预过滤器的容污力大、初装压差高、过滤过程中压差变化小。孔径分布宽、成本低。过滤污染严惩，低价值液体时选用。8.3.2 膜预过滤器的容污力小、初装压差低、但过滤过程中压差变化大、孔径分布窄，成本高。洁净度高，高价值液体，初装压差要求低时选用。8.4 液体过滤器、运行、蒸汽消毒、更换、清洗8.4.1 除菌过滤器的蒸汽消毒液体除菌过滤器安装示意图一般程序：蒸汽压力1.01.3BAR，121，30min，过滤器前后压力0.15bar。迅速充入N2氮气或干净的空气进行系统保压，充入气体压力蒸汽约高0.2bar，当温度低于10

24、0后，加大气体压力将滤芯吹冷。如滤芯已湿润，蒸汽不易穿过，应在较低蒸汽压力下，先将滤芯微孔中水分蒸发出去，待观察到下游蒸汽时，再提高到消毒所需压力。要特别注意排除蒸汽中的凝水。8.4.2 除菌过滤器完整性检验8.4.2.1将滤芯用过滤器厂家推荐的液体（如水、乙醇）等进行湿润。8.4.2.2按完整性测试仪标准程序及厂家提供的标准值对滤芯进行检验。8.4.2.3 完整性试验失败的原因： 滤芯湿润不完全密封不好（滤壳密封圈、滤芯O型圈）管线有泄漏（接头、阀门等）滤芯损坏8.4.3 过滤完整性试验通过后，即可进行液体过滤，注意轻开阀门、滤壳排气。8.4.2.4 过滤完毕用溶剂（水或药用溶剂）将过滤液体

25、置换出，关闭阀门，保持到下一批生产。8.4.5 滤芯的更换出现下列情况时滤芯应进行更换：过滤流量太小压差达到有效压差达到累积消毒时间达到化学相容性要求时间不能通过完整性测试8.4.6 滤芯的清洗推荐正向漂洗，不推荐反向清洗，反向清洗易损坏滤芯，效果不明显。如滤芯是因蛋白质等凝胶物质堵塞，可用稀碱溶液等将其溶解、清洗除去，可部分恢复过滤性能。8.4.7 滤芯长期不用时的储存将滤芯用水冲洗干净，进行烘干，套上塑料袋，置于干燥清洁的地方，不要靠近锋利的物体，以免损坏滤膜，造成不可挽回的损失。8.5 过滤器的应用领域范围8.5.1 制药行业8.5.1.1 储罐进所及尾气的除菌过滤8.5.1.2 发酵过

26、程各种补加液体的过滤，如：水氨水、硫酸氨、氯化铵等消泡剂（豆油等）PH调节剂（酸、碱）：预过滤（选用）葡萄糖太粘，一般不推荐过滤除菌8.5.1.3氨苄冻干前的除菌过滤8.5.1.4 头孢噻肟钠结晶前的除菌过滤，包括：水乙醇药液8.5.1.5 青霉素钠提炼工艺，包括：无盐水乙醇丁醇乙酸乙酯青霉素钠转化液8.5.1.6 庆大霉素药液8.5.1.7 大输液系统8.5.1.8医药用水系统8.5.1.9 柠檬酸，VC的除黑点过滤8.5.2 电子行业大型的集成电路、电视机显像管、光刻剂等用的水系统（RO和UF前的预过滤、纯水系统的终端的无菌过滤）。8.5.3 食品饮料行业8.5.3.1 酒的澄清和除菌过滤

27、8.5.3.3 果汁澄清8.5.4 石油及天然气行业8.5.4.1油田注水过滤8.5.4.2 完井、修井酸化液体的过滤8.5.5 核电与火电行业8.5.5.1 各补加水、冷凝水、反应堆水、水软化系统的过滤净化8.5.5.2 含放射性废液的饿过滤净化8.5.5.3 核燃料池水的过滤净化等8.5.6 其他工业微生物（酶、味精、氨基酸、有机酸）8.5.6.1 发酵罐进气及尾气除菌过滤8.5.6.2 产品液体的澄清过滤提炼等9 空气过滤器的特点及应用9.1 概述应用于生物、制药、及食品各种工艺气体的除菌过滤技术从棉花活性碳填充塔，石棉板到玻璃纤维填充及其折叠滤器及金属烧结过滤器发展至今，已广泛的被先进

28、、膜式除菌过滤器所取代。高效模式气体过滤器较传统的填充塔等深层过滤器相比有以下优点；去除效率高、性能可靠膜式气体过滤器在干燥或潮湿气体运行条件下均为具有100的细菌拦截作用，以及可方便地进行滤芯的完整性检测。使用方便、节约能源膜式气体过滤器具有极低的压力降（损失），使消耗在老婆婆器的动力损失最小，因此节约的费用可能达到滤芯费用的14倍，就发酵工业而言，因降低染菌率所以使汇报更具明显的经济效益。维护、操作简单、方便。9.2 气体过滤原理直接拦截惯性拦截扩散拦截对气体而言，上述机理的作用大小与过滤介质及其中的颗粒粒度有关，截留大小不同的颗粒，三种机理所起的作用也就存在着差异。对于去除气体中微小的微

29、生物粒子、扩散拦截（布朗运动）起着相当重要的作用，而在液体过滤中这一作用则不太明显。也是同一种过滤器在不同状态（气/液）流体中过滤精度存在极大差异的主要原因。通常过滤精度在气体中较在液体中高10倍以上。因此，可以看出像棉花/玻璃纤维填充塔及一些非除菌级的气体过滤器在被滤气体干燥时，有可能去除细菌，但气体一旦潮湿，染菌的可能性大大提高，因此在选择使用和检测气体过滤器时应特别注意。9.3 膜高效空气过滤器的结构、材料、特点9.3.1 结构由不锈钢外壳和折叠式滤芯组成9.3.2 材料外壳：通常采用314或316L不锈钢制造及低压力损失流动型式设计。滤芯：最常用的是聚四氟乙烯和聚偏二氟乙烯材料，其主要

30、物理性能如下：PTFE PVDF 疏水性（接触角） 132 122连续工作温度， 142 809.3.3 特点9.3.3.1 通量高9.3.3.2 化学稳定性好，有较高的耐温性能9.3.3.3 采用热熔焊接技术要保持过滤器的长期完整性，必须对滤膜接缝和端盖接合处进行有效密封，密封方式通常有热熔和粘结密封二种方式。我厂的过滤器全部采用热熔焊接，所以没因粘结剂密封而产生的二次污染。9.3.3.5 双O型密封圈除菌级滤芯插口采用双O型密封圈，为防止上、下游短路提供了最大保障。密封圈使用的材料主要有：硅橡胶、氟橡胶及乙丙橡胶等。9.3.3.6 节能外壳为使气体过滤器的压力损失最小，滤壳设计成具有优良的

31、气体流动特性、卫生级、高效、体积小等。9.4 气体除菌过滤器的主性能见表1表1气体除菌过滤器主要性能滤膜种类PTFEPVDF层数单层双层过滤精度液体中0.2um0.2um气体中0.01um0.01um空气流量400m3/h250 m3/h在线蒸汽消毒165h、140165h、140最高耐压差4.1bar、804.1bar、80蒸汽消毒允许压差1bar（正向）1bar（正向）0.3bar（反向）0.3bar（反向）注：工作压力为2bar，起始压力为0.2bar9.5 气体过滤器的系统配套膜气体除菌过滤器的过滤精度很高，为充分发挥其除菌功效及其有更佳的经济寿命，在气体除菌过滤系统中应配套使用预过滤

32、器和用于消毒用蒸汽过滤的蒸汽过滤器。其中预过滤器通常的绝对过滤精度为12um（气体中）。9.6 气体过滤器的在线蒸汽消毒9.6.1 气体过滤器的在线蒸汽消毒示意图9.6.2 气体过滤器的在线蒸汽消毒操作步骤9.6.2.1 所有阀门处于关闭状态。9.6.2.2 依次打开V4、V11。9.6.2.3 打开并调节V7，使蒸汽压力稳定在0.130.15MPA，打开V8、V9，排除蒸汽过滤器和蒸汽管道中的冷凝水。9.6.2.4 非常缓慢的打开V10，使蒸汽进入终过滤器，冷凝水自V4、V5排出。9.6.2.5 关闭V11、调节V10、V5阀门开度，使进入终过滤器系统上、下游的蒸汽压力差不超过0.03Mpa

33、。9.6.2.6 保持蒸汽消毒状态30分钟，消毒过程中随时注意观察压力表显示，使之保持在0.100.13Mpa（温度显示在120130）。9.6.2.7 蒸汽消毒过程中，随时开闭V4、V9以排除冷凝水。9.6.2.8 蒸汽消毒完成后，关闭V10。微开V1、V2使压缩空气缓慢进入终过滤器，排除过滤器中残存蒸汽。9.6.2.9 过滤器消毒完毕，同时尽可能接近环境温度后，调节关闭V7、V5，打开V6逐渐加大V1、V2阀门开度，系统进入工作状态。水处理技术简介水处理一般分为以下几个步骤1 预过滤混凝沉淀和澄清过滤消毒1.1 预过滤的目的是将工业用水中的水源地表水、地下水或城市自来水符合后续水处理装置所

34、允许的水质指标。1.2 预处理的对象水中悬浮物、微生物、有机物、游离性余氯和重金属。1.2.1 有机物：在离子交换水处理中会污染阴离子交换树脂，影响其交换容量。1.2.2 悬浮物：会附在交换颗粒表面、降低交换容量。1.2.3 微生物：影响膜性能，微生物会在膜的表面繁殖。1.2.4 铁、锰离子：易被离子交换树脂吸附，影响其交换容量。1.2.5 游离性余氯：会使阳离子或离子交换膜的活性基团氯化分解，引起树脂或膜结构破坏。2 离子交换树脂除去水中的离子态物质技术，采用离子交换法可制取软水、纯水、超纯水。3 电渗析是一种利用电能来进行膜分离技术。它以直流电为推动力，利用阴、阳离子交换膜对水溶液中阴、阳

35、离子的选择透过性，使一个水体中的离子通过膜转移到另一水体中的物质分离过程。4 反渗透反渗透，它是在无相变的情况下，依靠大于压的压力推动，通过膜的毛细管作用流出淡化了的水，它还具有膜的分离作用，能除去小细菌、病毒和热源。反渗透膜的孔径：1010-10m(10A)微过滤的孔径一般为：0.1-10um微过滤的微孔滤膜的孔结构属筛网形，它截留的粒子比超滤相对要大，可滤除液体和气体中0.110um的微粒，如病毒、细菌、胶体。操作压力一般小于0.3Mpa。7 纳滤纳滤与反渗透及超滤过程一样，属于压力推动的膜工艺，可用于处理含水溶液。纳滤的分离特性位于反渗透和超滤工艺之间。8 典型水处理工艺流程典型的水处理

36、工艺流程见图4图4 典型的水处理工艺流程图典型的应用Pall Process Filtraation Company一般应用范围：水处理：反渗透系统的预过滤；除矿物质前过滤和除矿物质后过滤。一般应用行业：电镀溶解；金属浸蚀溶解；视听带子涂层；自动喷涂；罐头涂层；线圈涂层；电脑软盘和光盘涂层；胶片的生产和处理。化学/石化工业：气体净化；单体净化；聚合物净化；乙二醇净化；除草剂净化；杀虫剂净化；液体催化剂净化；产品抛光净化；光阻材料净化；酸性物质净化；碱性物质净化；溶剂净化；深层流体净化。胶片和纤维行业：单体；水淬火；粘合添加剂；去光剂；D.I水；溶剂；电解发电行业：水处理；废水处理；蒸气发电机的

37、预过滤。Pall Ultrafine Filtration Company制药工业：肠外注射剂；眼药水；口服药。生物工业：血清和血清分馏物；培养基；痘苗成药；微生物培养剂；水处理介质；血清诊断试剂。化妆品工业：化妆品；面摩；香水；油；洗涤剂；软膏；香波；沐浴液；漱口液。发酵行业：液体培养介质；水处理；中等级高等级液体产品；添加剂；尾气预过滤。食品和饮料工业：可饮用的液体；葡萄酒；啤酒；烈性酒；料酒；储罐；发酵罐；糖浆；食用油。电子工业：光阻材料；酸性物质；碱性物质；溶剂；蚀刻剂气体；D.I.水的预过滤。过滤器完整性检验方法主要有两种：破坏性完整性检验方法，也就是细菌挑战试验。非破坏性完整性检验

38、方法，包括气泡点法（BP）、扩散流法（DF）、压力衰减法以及气溶胶挑战试验。2 非破坏性完整性检验方法2.1 气泡点法（BP）气泡点法是微孔滤膜和微孔滤膜折叠式过滤器非破坏性完整性检验方法中最简单的一种检验方法。当用浸润液（干净的水或无水乙醇等）将过滤器完全浸润，再用干净的空气或氮气在过滤器上下游建立压力差时，当压力差小于气泡点压力时，气体将因此毛细孔的表面张力而受阻，但压力差增加到一定值时，气体将克服浸润液在中的表面张力而将浸润液从毛细孔中逐出而通过毛细孔。孔越大毛细孔效应越小，所以大孔首先被突破。气泡点压力与毛细孔直径关系如下：P=4KCos/dK孔的形状修正系数，液体的表面张力，浸润液与

39、过滤器膜材料的接触角，d毛细孔直径2.2 扩散流法当浸润液（干净的水或乙醇等）将过滤器完全浸润，再用干净的空气或氮气在过滤器上下游建立压力差时，宏观气体将因毛细孔的表面扩张而受阻，但根据亨利定律：气体将溶解于膜的两侧液体中，且根据Fick定律溶解的气体将随着压力梯度扩散，即高压侧的气体分子首先溶解于液层表面，然后随着压力差增加逐渐向膜的深层扩散，最后在低压微量释放出来形成扩散流。2.3 压力衰减法压力衰减法实际上扩散流的另一种形式。对于一个密闭的过滤系统，当折叠式过滤器被完全湿润后，在上游施加一定压力（低于气泡点压力）,由于扩散流的存在在上游压力将逐渐衰减，其衰减的速度是扩散流和上游体积，就可

40、得出系统在规定时间内允许的最大压力衰减值，这样也就可以判别过滤器的完整性。2.4 气溶胶挑战实验此法是利用气溶胶模拟细菌对过滤器进行直接挑战的实验方法。此法基本上克服前述三种“液基法”着重考虑过滤介质本身的孔结构而没考虑颗粒与介质的相互作用，而这些对气体过滤来说而必须考虑的。气溶胶挑战试验是在低压差（0.01psi）下进行的，以颗粒粒径范围在0.010.3um，颗粒平均尺寸在0.20.3um的气溶胶，浓度是每分钟1012个颗粒，对气体除菌过滤器进行挑战，并将结果与细菌挑战试验进行比较。国外对此作了大量的试验，试验结果证明，当气溶胶穿透率低于0.00093是，小假单胞菌被百分之百截留。3 破坏性

41、完整性检验方法细菌挑战试验是一切其他完整性试验的基础过滤器进行挑战，并在过滤器的下游搜集挑战液，确定假单胞菌是否被百分之百截留。由于这和依据。一方面直接对生产的除菌过滤器进行统计抽样测定，另一方面为其他非破坏性完整性试验提供可靠的标准。通常细菌挑战试验是用107个/cm3、细菌尺寸为0.3um的假单胞菌对微孔滤膜种实验方法是破坏性的，即经此细菌挑战试验后的过滤器无法再使用。因此，细菌挑战试验都作为规定和校正其他非破坏性试验的结果和标准的依据。房间净化空气过滤器基本知识1 空气过滤器的特性1.1空气净化系统中过滤器分类我国于1992年和1993年分别颁布了空气过滤器（GB/T14295-93）和

42、高效空气过滤器（GB13554-92）的两个国家标准，将此类过滤器分为5种类别，如表2所列：表2我国空气过滤器的分类 性能指数类别额定风量下的效率（）20额定风量下的效率（）额定风量下的初阻力（pa）备注粗效粒径5um，80n2050效率为大气尘埃计数效率中效粒径1um，70n2080高中效粒径1um，99.9n95100亚高效粒径0.5um，99.9n95120高效A99.9190A、B、C三类效率为钠焰法效率；D类效率为计数效率；CD类出厂要检漏B99.9999.99220C99.99999.999250D粒径0.1um， n99.999粒径0.1um， n99.9992801.1.1 粗

43、效过滤器主要用于第一道空气过滤，用于截留大微粒。主要截留的是5um以上的悬浮性微粒和10um以上的沉降性微粒以及各种异物，防止其进入系统。所以粗效空气过滤的是指过滤5um微粒，效率在80n20之间的空气过滤器。1.1.2 中效过滤器由于前面已有预过滤器截留大微粒，它可以作为一般系统的最后过滤器和的预过滤器。所以中效过滤器。所以中效过滤器主要截留110um的悬浮性粒子。所以高中效过滤器是指过滤1um微粒时，对应效率在70n20之间的空气过滤器。1.1.3 高中效过滤器高中效过滤器可用于作一般净化程度的末端过滤器，也可以为了提高系统净化效果、更好地保护高效过滤器而用作中间过滤器，主要用以截留15u

44、m的悬浮性粒子。所以高中效过滤器是指过滤1um微粒时，对应效率在99.9n95之间的空气过滤器。1.1.4 亚高效过滤器亚高效过滤器既可作为洁净室末端使用，达到空气洁净度级别，也可作高效过滤器的预过滤器，进一步提高和确保送风洁净度。主要用于截留1um以下的亚微米级别微粒。所以亚高效过滤器是指过滤是指过滤0.5um的微粒时，对应效率在99.9n95之间的空气过滤器。1.1.5高效过滤器高效过滤器是洁净室的最主要的末级过滤器，以实现0.5um的各洁净级别为目的，但其效率习惯以过滤微粒0.3um为准。若要以实现0.1um洁净级别为目的，则过滤效率以0.1um为准，此种高效称为高效过滤器上述高效过滤器

45、分类方法已与国际上、特别是美国已基本统一。1.2 过滤器的特性指标评价空气过滤器，最重要的特性指标有4项：面速或滤速、效率、阻力和容尘量。1.2.1 面速和滤速面速是指过滤器断面上气流通过的速度，一般用m/s表示。面速反映的是过滤器的通过安装面积。面速与过滤器截面积成正比，因而是反映过滤器的特性重要参数。1.2.1.2 滤速滤速是指滤料面积上通过的气流速度。一般以L/cm2、min或cm/s表示。滤速反映的是过滤器的通过能力和滤料的过滤性能。在过滤相同风量的情况下，采用的滤速越低，一般来说将获得较高效率；而过滤器滤速越低，则说明滤料阻力较大。在特定的过滤器条件下，统一反映面速和滤速的是过滤器的

46、额定风量，在相同的截面积下，希望允许的额定风量越大越好。1.2.2效率过滤器的过滤效率有以下几种表示方法：效率、穿透率和净化系数。1.2.2.1 效率当过滤气体中的含尘浓度以计生浓度表示，则效率为计生效率；以计数浓度表示，则效率为计数效率；当然其含尘浓度也可用比色效率或浊度效率等方法表示。A） 用过滤器进出口气流中气流中含尘浓度来表示：n=(G1-G2)/G=(N1-N2)/N1式中：G1、G2进出口气流中微粒的质量或数量，用mg/h或粒/h表示；N1、N2进出口气流中微粒的含尘浓度，用mg/h或粒/l表示。这种表示方式对于计生和计数效率都可采用。B）用进入过滤器前气流中含尘粒量和过滤器表示：

47、nG3/Q.N1式中：G3过滤器重量，用mg/h表示；Q过滤风量，用m3/h或l/h表示n除尘率这种表示方式仅在计数效率时采用。1.2.2.2 穿透率通常情况下，用户真正关心的并非是过滤器拦截了多少尘埃粒子，而是过滤器出来的即穿透过来的粒子有多少。这时用穿透率（K）概念来表示更为确切。K（1n）100当n10.9999，n20.9998，看不出这两者差别的实际意义，但此时K10.01，而K20.02，穿过的粒子相差一倍，这就应该引起人们的注意了。1.2.2.3 净化系数（Kc）Kc1/kKc表示经过过滤后粒子浓度降低程度，如：K0.01%时，Kc104说明过滤空气前后微粒浓度相差一万倍。1.2

48、.3 阻力过滤器的阻力主要由两部分组成，一是滤料的阻力，二是过滤器结构的阻力。PCVm其中：C结构系数，约在310之间；m在1.11.36左右，当3m/s时，m1；C为试验所得，各种不同结构（包括滤材）的过滤器，C均有不同的差别中，而阻力、风量曲线近似直线关系。在实际操作中，对滤材所指示的“正、背”面的辨认：一般是正面纤维松而且较粗。粗效滤料纤维间本来就很松，所以，正、背面差别不大。中效略有差别，背面纤维较密，对气流有一定的干涉作用。1.2.4 容尘量过滤器容尘量是和使用期限直接关系的指标，通常将运行中的过滤器的终阻力达到其初阻力一倍的数值时作为过滤器的容尘量。用g/m2来表示。过滤器在达到容

49、尘量的积尘过程中，粗中效过滤器更提容易显示出其效率先增加后下降的特点，这是因为他们在过滤过程中量积集尘粒较粗，滤材稀疏，所尘粒由于阻力的增加而易穿透和积尘上反弹剥落，造成扬尘所致。而使用过程的高效过滤器，随着积尘的增加效率一般均有上升趋势。2 空气洁净级别空气洁净度是指洁净空气环境中空气含尘多少程度，含尘浓度高的洁净度低，含尘浓度低的洁净度高。空气洁净度级别是评价空气洁净环境水平的核心指标。2.1 国际标准 ISO/TC209目前已采用的标准ISO/TC209，在中国等效采用的标准为GB5073-98，具体指标见表3。表3国际标准ISO/TC209级别限值 级别0.1um0.2um0.3um0

50、.5um1.0um5.0um（m3）（m3）（m3）（m3）（m3）（m3）1102210024104310002371023584100002370102035283523700102003520832296352008320293783200293082930092.2 美国联邦标准美国联邦标准209E的具体指标见表4。级别级别的浓度上限0.1um0.2um0.3um0.5um5.0um单位体积单位体积单位体积单位体积单位体积国际单位英制M3Ft3M3Ft3M3Ft3M3Ft3M3Ft3M1.03509.9175.72.143.90.87510.00.283M1.5112403526.57

51、.51063.035.31.0M2.0350099.175721.43098.751002.83M2.51012400350265075.0106030.03531.0M3.0350009917570214309087.5100028.3M3.510026500750106003003530100M4.07570021403088787510000283M4.510003530010002477.00M5.0283061817.5M5.51000010000247070M6.0283006180175M6.524700700M7.0618001750注：1Ft30.0283 M3、1M335.3Ft3 3滤料3.1 滤料纸过滤器所用的滤纸3.1.1纤维滤纸一般用植物纤维素制成滤纸，如用短棉绒芷可制成效率接近于亚高效的过滤器。这种滤纸属中效亚高效范围，在低速过滤时效率较低落，随滤速增大效率上升。3.1.2纤维素石棉纤维素滤纸这种滤纸属于，因其表面集尘率高，所以阻力较大，其效率甚至超过常用的玻璃纤维纸，在该设施排气（剧毒）处理方面采用较多。3.1.3 玻璃纤维滤纸这种滤纸属高效范围，效率随尘粒种类和滤速的变化很小；效率和滤纸中玻璃含量