超滤膜细菌截留特性及测试方法研究

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上世纪六十年代发展起来的膜分离技术是一种新兴的多学科交叉的高科技技术,已广泛应用于化工、环保、电子、轻工、石油、食品、医药、生物工程、能源工程等诸多方面,并发挥越来越重要的作用。中空纤维超滤膜是超滤膜的一种,广泛应用于海水淡化、医药、食品、环保等行业中。超滤膜除了用于常规的过滤外,还经常用于液体的冷消毒,即用于液体的除菌、除热源,生产上一般把超滤膜和反渗透膜联合使用,作为制备注射用水的最后精制阶段。但是针对超滤膜的除菌能力的评价仅凭现有的聚乙二醇、葡聚糖和蛋白质的评价方法是不适用的,用模式细菌直接评价超滤膜的细菌截留性能是一种可行和有效的实验方法。细菌与其他截留评价方法中使用的标准物质不同,细菌是有生物活性的个体,细菌截留特性中必须使用的是有活性的细菌才能得到真实、可靠的实验结果,因此,在实验过程中必须考虑实验条件对细菌生物活性的影响。如果模式细菌的生物活性受到了损害,那么在后期的培养中会造成数据的偏差。因此,细菌截留性能的评定方法中必须考虑采用与生物活性相适应的温度、压力、流速、操作时间、培养模式等因素。本文基于以上原因,对中空纤维超滤膜的细菌截留性能实验方法进行了研究。超滤膜的细菌截留实验表明,膜的通量随时间的增加变化较大,截留分子量越大的膜,污染更为迅速和严重;时间越长截留率有上升的趋势,主要是与凝胶层的形成及膜的污染有关;温度对流量和截留率的影响不大;细菌截留实验中不宜采用较大的压力,因为凝胶层对截留率的贡献会影响超滤膜本身固有截留性能的评定;预过滤实验表明,凝胶层的形成对流量的影响较大;时间越长对菌体造成的损伤越大,而较高的压力对菌体影响不大;用聚乙二醇和葡聚糖表征超滤膜的截留率数据变化较大,是不可靠的;鸡卵清蛋白和牛血清蛋白虽然表征超滤膜的截留率数据稳定,可靠性比较高,但是用于超滤膜的细菌截留性能的评价是不适用的,用模式细菌的截留实验来评价超滤膜的细菌截留性能是最有效、最直接的评价方式。
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