薄膜过滤是什么？一篇了解薄膜相关知识！

「过滤技术」在日常生活中经常可以发现，例如：冷气滤网、净水器过滤、口罩过滤空气中的粉尘等，而不仅在生活中，石油、食品工业、电子制程工业、生医科技等产业仪器，也都会使用到「薄膜过滤」的分离技术，帮助维持环境不受到污染与节省能源。本篇文章将从头详细介绍薄膜是什么，以及简单说明技术原理、相关应用等信息。

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薄膜过滤是什么？

薄膜过滤采取物理分离技术，利用薄膜分离和去除液体或气体中的固体颗粒、微生物、溶解物或其他杂质，而薄膜通常由聚合物或陶瓷材料制成，并具备微孔或多孔结构，确保实现高分离杂质、节能和操作便利等效果。此外，薄膜过滤广泛应用于各个领域，包含饮用水处理、工业废水处理、食品和饮料加工、制药、电子行业、海水淡化、精密化学品食品工业、生医工程及生物技术等，不同的应用领域需要选择适合的薄膜材料和孔隙结构，以应对特定的过滤要求。

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薄膜过滤处理技术原理

薄膜过滤原理是将过滤膜组浸入水中，通过负压抽吸的方式，使进流水以扫流方式从薄膜的外侧进行过滤，并将悬浮固体和细菌截留在膜片表面。过滤后的水会从薄膜的侧边的集水口排出，再收集到下一处理单元中，而当产水达到设定时间，或操作负压达到设定值时，水流会按相反路径由薄膜的内部向外进行反洗，以清除表面上的污垢、实现一站式处理与优化水质。

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薄膜过滤处理相关应用

近几年的薄膜制程技术不断在提升，让薄膜过滤操作成本降低，应用也越来越普及，除了常用在生活用水、地表水的净水处理、地下水去除铁锰、海水淡化前水处理以外，还会用于工业废水处理，例如：电着涂装废水、纺织业的染料和洗毛废水、纸浆废水、半导体废水、电镀废水等，藉由薄膜分离技术来回收水中杂质，并将回收水再进行利用。

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薄膜过滤材质种类与比较

薄膜过滤材质大致可以分为陶瓷膜、聚醚砜膜（PES）、聚苯乙烯膜（PS）、聚氯乙烯膜（PVC）等。

薄膜过滤材质1：陶瓷膜

陶瓷膜主要由碳化硅颗粒经高温烧结制成，具备优异的高亲水性、化学稳定性与物理强度。其过滤微孔精度高，且表面自带负电，有助于排斥带负电的污染物，提升过滤效果，让薄膜过滤的品质最佳化。使用陶瓷膜进行薄膜过滤除了可提供高品质的过滤效果，也可以增加使用寿命，是目前最推荐的薄膜材质之一。

也因为陶瓷膜的稳定与耐用，所以特别适合严苛的工业环境，例如：自来水净化、海水淡化处理、工业废水处理、石化工业等。虽然初期的建置成本最高，可是可达10年的使用寿命跟更换频率低，长期下来是最适合的薄膜过滤材质。

〈了解产品：陶瓷膜〉

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薄膜过滤材质2：聚醚砜膜（PES）

PES膜具备多项良好特性，包括耐热性、亲水性、绝缘性能与化学相容性，非常适合用于快速过滤大量水溶液、黏稠生物及细胞组织等。不过，缺点是使用PES膜进行薄膜过滤的话，其耐用性与抗污性相对较低，在长时间高负荷使用下可能较容易损耗。

PES膜因为其特性，广泛应用在实验室、医疗跟生物制药的领域，性能优于多数过滤膜，所以属于中高价位且低于陶瓷膜的薄膜过滤材质。

薄膜过滤材质3：聚苯乙烯膜（PS）

PS膜的特点是质地脆、过滤速度快，具备不错的亲水性与化学相容性，但其耐热性差，且在过滤精度与抗污能力等方面表现较弱，较不适合用于高温或高污染负载的环境。

主要用于对过滤速度要求高，但对精度和耐用性要求不高的场合，很常用于细胞与组织培养等生物学研究，价格相对低廉，适合作​​为短期使用的薄膜过滤材质。

薄膜过滤材质4：聚氯乙烯膜（PVC）

PVC膜在强度、柔韧性、耐腐蚀性与化学相容性上表现良好，是一种相对稳定的选择。不过因为它的亲水性较差，所以在未经处理的情况下，薄膜过滤的效果有限，通常需要进行表面改良才能提升过滤效果。

应用范围广泛，从工业制程到建筑领域都可以看见其使用场景，属于中低价位，加上其原料成本较低，并且制程成熟，是性价比颇高的选择。

薄膜材质种类比较表

薄膜过滤的清洗方式

当薄膜进行过滤到一定程度时，表面会因为有机、无机物质长期堆积，而产生结垢与堵塞，因此一定需要定期清洗与维护，才能延续薄膜的使用寿命。常使用的清洗方式有物理清洗及化学清洗，以下将个别详细说明两种清洗的形式与做法。

薄膜过滤清洗1：物理清洗

物理清洗主要利用降低伤害薄膜本身结构的方式来清洁，又分为水冲洗、反洗、震动或超音波清洗方式。水冲洗通常会搭配清水浸泡，是比较常用的清洗方式；反洗是藉由水流反向流动，以达到清洗薄膜过滤材料的效果；震动是运用设备反覆振动让污垢能够松动并脱落；而超音波清洗则是透过水中气泡破裂产生的冲击波，来达成清洗的作用。

薄膜过滤清洗2：化学清洗

薄膜使用一段时间多少会有胶体、有机、无机或是生物结垢，而这些薄膜结垢需要透过化学清洗，才能达到比较好的清洁效果，常用化学清洗剂包含次氯酸钠、氢氧化钠、无机酸、有机酸、氧化剂等。以往薄膜多为聚合物制成，多次进行化学清洗后容易影响使用寿命，因此现在会用碳化硅陶瓷膜，拥有永久的亲水性和化学惰性，能够让薄膜抗污能力及使用寿命在化学清洗过后不受影响。

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