薄膜過濾是什麼？一篇了解薄膜相關知識！

「過濾技術」在日常生活中經常可以發現，例如：冷氣濾網、淨水器過濾、口罩過濾空氣中的粉塵等，而不僅在生活中，石油、食品工業、電子製程工業、生醫科技等產業儀器，也都會使用到「薄膜過濾」的分離技術，幫助維持環境不受到汙染與節省能源。本篇文章將從頭詳細介紹薄膜是什麼，以及簡單說明技術原理、相關應用等資訊。
 

薄膜過濾是什麼？

薄膜過濾採取物理分離技術，利用薄膜分離和去除液體或氣體中的固體顆粒、微生物、溶解物或其他雜質，而薄膜通常由聚合物或陶瓷材料製成，並具備微孔或多孔結構，確保實現高分離雜質、節能和操作便利等效果。此外，薄膜過濾廣泛應用於各個領域，包含飲用水處理、工業廢水處理、食品和飲料加工、製藥、電子行業、海水淡化、精密化學品食品工業、生醫工程及生物技術等，不同的應用領域需要選擇適合的薄膜材料和孔隙結構，以應對特定的過濾要求。
 

薄膜水處理技術原理

薄膜過濾原理是將過濾膜組浸入水中，通過負壓抽吸的方式，使進流水以掃流方式從薄膜的外側進行過濾，並將懸浮固體和細菌截留在膜片表面。過濾後的水會從薄膜的側邊的集水口排出，再收集到下一處理單元中，而當產水達到設定時間，或操作負壓達到設定值時，水流會按相反路徑由薄膜的內部向外進行反洗，以清除表面上的汙垢、實現一站式處理與優化水質。
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薄膜水處理相關應用

近幾年的薄膜製程技術不斷在提升，讓薄膜過濾操作成本降低，應用也越來越普及，除了常用在生活用水、地表水的淨水處理、地下水去除鐵錳、海水淡化前水處理以外，還會用於工業廢水處理，例如：電著塗裝廢水、紡織業的染料和洗毛廢水、紙漿廢水、半導體廢水、電鍍廢水等，藉由薄膜分離技術來回收水中雜質，並將回收水再進行利用。
 

薄膜材質種類與比較

薄膜過濾材質大致可以分為陶瓷膜、聚醚膜（PES）、聚苯乙烯膜（PS）、聚氯乙烯膜（PVC）等。陶瓷膜主要由碳化矽顆粒高溫燒結製成，擁有高親水性、化學穩定性強、物理特性強，高精度的過濾微孔和自帶負電的特性，更是讓薄膜過濾品質最佳化，使用壽命也增加，是最推薦的薄膜材質；聚醚碸膜（PES）具備多種良好的基礎特性，包含耐熱性、親水性、絕緣性能、化學相容性，適合用在要快速過濾大量水溶液、黏稠生物以及細胞組織等方面使用，缺點是耐用性和抗汙性都較低；聚苯乙烯膜（PS）質地較脆、過濾速度較快，親水性與化學相容性都不錯，但缺點是耐熱性比較差、過濾精度和抗汙能力較低；聚氯乙烯膜（PVC）不論強度、柔韌度，還是耐腐蝕和化學相容性表現都相當好，但缺點為親水性差，需要透過改良才能稍微改善問題點。
 

薄膜材質種類比較表

薄膜清洗方式

當薄膜進行過濾到一定程度時，表面會因為有機、無機物質長期堆積，而產生結垢與堵塞，因此一定需要定期清洗與維護，才能延續薄膜的使用壽命。常使用的清洗方式有物理清洗及化學清洗，以下將個別詳細說明兩種清洗的形式與做法。
 

物理清洗

物理清洗主要利用降低傷害薄膜本身結構的方式來清潔，又分為水沖洗、反洗、震動或超音波清洗方式。水沖洗通常會搭配清水浸泡，是比較常用的清洗方式；反洗是藉由水流反向流動，以達到清洗薄膜過濾材料的效果；震動是運用設備反覆振動讓污垢能夠鬆動並脫落；而超音波清洗則是透過水中氣泡破裂產生的衝擊波，來達成清洗的作用。
 

化學清洗

薄膜使用一段時間多少會有膠體、有機、無機或是生物結垢，而這些薄膜結垢需要透過化學清洗，才能達到比較好的清潔效果，常用化學清洗劑包含次氯酸鈉、氫氧化鈉、無機酸、有機酸、氧化劑等。以往薄膜多為聚合物製成，多次進行化學清洗後容易影響使用壽命，因此現在會用碳化矽陶瓷膜，擁有永久的親水性和化學惰性，能夠讓薄膜抗汙能力及使用壽命在化學清洗過後不受影響。
 

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