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超濾膜篩分過程，以膜兩側的壓力差為驅動力，以超濾膜為過濾介質，在一定的壓力下，當原液流過膜表面時，超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側，成為濃縮液，因而實現對原液的凈化、分離和濃縮的目的。
每米長的超濾膜絲管壁上約有60億個0.01微米的微孔，醫用超純水機，其孔徑只允許水分子、水中的有益礦物質和微量元素通過，而最小細菌的體積都在0.02微米以上，因此細菌以及比細菌體積大得多的膠體、鐵銹、懸浮物、泥沙、大分子有機物等都能被超濾膜截留下來，從而實現了凈化過程。在單位膜絲面積產水量不變的情況下，濾芯裝填的膜面積越大，則濾芯的總產水量越多，
其計算公式為：
S內=πdL×n
S外=πDL×n
其中：S內為膜絲總內表面積，d為超濾膜絲的內徑；
S外為膜絲總外表面積，D為超濾膜絲的外徑；
L為超濾膜絲的長度；
n為超濾膜絲的根數。
內壓式和外壓式中空纖維超濾膜
一支超濾膜由成百到上千根細小的中空纖維絲組成，一般將中空纖維膜內徑在0.6-6mm之間的超濾膜稱為毛細管式超濾膜，醫用超純水機，毛細管式超濾膜因內徑較大，不易被大顆粒物質堵塞。膜必須進行定期清洗，以保持一定的膜透過通量，并延長膜的壽命。清洗方法一般根據膜的性質和處理料液的性質來確定。通常和反滲透相類似，即先以水力清洗，而后根據情況采用不同的化學洗滌劑進行清洗，
例如對電涂材料可以選用含離子的增溶劑，對水溶性有機涂料可以用“橋鍵”型溶劑。食品工業中蛋白質沉淀可以用朊酶溶劑或磷酸鹽、硅酸鹽為基礎的堿性去垢劑。膜表面由無機鹽形成的沉淀可用EDTA之類的螯合劑或酸、堿加以溶解。對于不同的膜組件，可以選用不同的清洗方法，如管式組件可以用海綿球進行機械清洗，醫用超純水機，中空纖維式組件可以用反向沖洗等。對于食品工業用膜還需進行消毒處理(用NaOH和H2O2等)。
超濾設備及工作原理
超濾設備，就是以超濾膜為核心產品，利用多孔材料的攔截能力，以物理截留的方式去除水中一定大小的雜質顆粒。在壓力驅動下，溶液中水、有機低分子、無機離子等尺寸小的物質可通過纖維壁上的微孔到達膜的另一側，溶液中菌體、膠體、顆粒物、有機大分子等大尺寸物質被截留，從而達到篩分溶液中不同組分的目的。
超濾設備以壓力為推動力，利用超濾膜不同孔徑對液體進行分離的物理篩分過程。其分子切割量(CWCO)一般為6000到50萬，孔徑為100nm(納米)。超濾所用的膜為非對稱膜，其表面活性分離層平均孔徑約為10-200，能夠截留分子量為500以上的大分子與膠體微粒，所用操作壓差在0.1—0.5MPa。
超濾膜分離可取代傳統工藝中的自然沉降，板框過濾，真空轉鼓，離心分離，溶媒萃取，樹脂提純，活性炭脫色等工藝過程。該過程為常溫操作，無相態變化，不產生二次污染。
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