收稿日期：2011－04－18
作者简介：陈默（1986—），硕士研究生，从事含能化合物的合成研究；王建龙，教授，博士生导师，通讯联系人，主要从事含能化合物合成及炸药中间体的制备、
应用及开发。新型膜分离技术的研究进展
陈
默，曹端林，李永祥，王建龙
（中北大学化工与环境学院，山西太原030051）
摘要：膜分离技术是一项新兴的高效、快速、节能的新型分离技术。作为一种新型分离技术，在多种领域得到了广泛的应用。综述了反渗透、
电渗析、纳滤、微滤、超滤、气体分离、渗透汽化和膜反应器等各种膜分离技术的分离原理、特点，在工业中的应用以及目前存在的问题。最后展望了膜技术的应用前景。关键词：膜分离；原理；应用；进展中图分类号：TQ028．8
文献标识码：A
文章编号：1008－021X （2011）05－0031－03
Research Progress of Membrane Technology
CHEN Mo ，CAO Duan －lin ，LI Yong －xiang ，WANG Jian －long
（College of Chemical Engineering and Environment ，North University of China ，Taiyuan 030051，China ）Abstract ：The membrane extraction technique is a new type extraction technique with high efficiency ，high speed and saving energy．Membrane separation technology is applied widely as a new kind of separation technology．The separation mechanism and characteristics of different kinds of membrane technologies were introduced ，including electrodialysis ，reverse osmosis ，nanofiltration ，ultrafiltration ，microfiltration ，gas separation ，pervaporation ，membrane reactor．Further more ，the application and current problems of different membrane technologies were extensively summarized．Finally ，application prospect of membrane separation technology was presented．Key words ：membrane separation ；principle ；application ；progress 膜分离技术主要是采用天然或人工合成高分子
薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操作。与传统分离方法（蒸发、萃取或离子交换等）相比，它是在常温下操作，没有相变，最适宜对热敏性物质和生物活性物质的分离与浓缩，具有高效、节能，工艺过程简单，投资少，污染小等优点，因而在化工、轻工、电子、医药、纺织、生物工程、环境治理、冶金等方面具有广泛的应用前景。1膜分离技术的分离原理和特点1．1
纳滤
纳滤膜具有纳米级孔径，截留相对分子质量为200 1000，能使溶剂、有机小分子和无机盐通过。纳滤膜的分离机理模型目前的看法主要是空间位阻－孔道模型。与超滤膜相比，纳滤膜有一定的荷电容量；与反渗膜相比，纳滤膜又不是完全无孔的。纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种膜分离技
术，
是国内外研究的热点。余跃等［1］
对纳滤技术处理印染废水进行了去除COD 和脱色的研究。结果
表明，
纳滤技术可有效地去除印染废水中的色度和COD 。Salzgitter Flachstahl 电镀厂采用膜技术处理
镀锌废水，
回收其中的Zn 2+
和H 2SO 4，其结果达到了设计要求［2］。常江等［3］
在完成用新型纳滤膜处
理模拟含Ni 2+
废水实验室研究的基础上，进行了电
镀镍漂洗废水的纳滤膜处理及镍和水回收利用的工业试验，为大规模工业应用提供了参考数据。杨青等［4］
研究报道将DK 型与NF90型纳滤膜组合可适用于治理高浓度、高盐分的吡啉农药废水污染。1．2
超滤
超滤的截留相对分子质量在1000 100000之间。超滤过程的分离机理一般认为是压力驱动的筛孔分离过程，是膜表面上的机械截留（筛分）、在膜孔中的停留（阻塞）、在膜表面及膜孔内的吸附三种形式。
徐超等
［5］
在中试中采用浸没式超滤膜代替传
统砂滤工艺处理浊度较低的滦河水，取得较好的处理效果，
设备费用降低了。罗涛等［6］
采用混凝沉淀－超滤工艺对微污染原水进行试验，结果表明，组合
工艺对浊度、颗粒物和藻类的去除效果非常好。李清雪等［7］采用超滤组合工艺去除某污水厂二级出水中内分泌干扰物邻苯二甲酸酯类，去除率均在50%以上。王丽雅等［8］则研究水添加量对铸膜液黏度、膜性能和结构的影响。
1．3微滤
微滤是发展最早、制备技术最成熟的膜形式之一，孔径在0．05 10μm之间，可以将细菌、微粒、亚微粒、胶团等不溶物除去，滤液纯净，国际上通称为绝对过滤。微滤分离的实质是利用膜的“筛分”作用来进行的。即：比膜孔大的颗粒的机械截留、颗粒间相互作用及颗粒与膜表面的吸附、颗粒间的桥架作用这三种方式来实现的。
韩光等［9］研究显示无机陶瓷膜微滤技术对何首乌提取液有较好的精制效果。毕亚凡等［10］以管式膜连续微滤装置对城市污水处理厂二沉池出水处理回用的可行性进行了应用试验，该装置成本低、操作简单，具有较高可行性。金振忠［11］则采取独特的组合式脉冲反洗技术处理污水，不怕污堵，易反冲，设备运行稳定。
1．4反渗透
反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。学界对于反渗透分离机理的解释主要流行以下理论：溶解－扩散模型、优先吸附－毛细孔流理论、氢键理论。
自从上个世纪90年代邓宇发明了非加压吸附渗透海水淡化法以来，反渗透用于海水淡化的研究得到了极大发展［12］。在重金属废水处理领域，美国芝加哥API工艺公司采用B－9芳香族聚酰胺中空纤维膜组件处理镀镍漂洗水，废水中Ni2+的分离率为92%［13］。
1．5电驱动膜
电驱动膜也称离子交换树脂，其是对不同性质的离子具有选择透过性。关于离子交换膜的选择透过性，通常用双电层理论或Nonnan膜平衡理论来加以解释。但是这两种机理存在着局限性，孟洪等［14］提出了“空穴传导－双电层”假说，认为离子交换膜在溶液中由于反离子的迁移在膜内留下“离子空穴”，同时在膜的两侧形成“双电层”结构，“空穴”和“双电层”共同作用的结果使溶液中与反离子同号的离子能够通过离子交换膜，而与反离子异号的离子无法进入离子交换膜，从而使其具有选择透过性。在此基础上，用“空穴传导－双电层”假说对离子交换膜在无电场和有电场作用的选择透过性进行了合理的分析。
中南工业大学［15］在赤泥的综合利用方面取得了一些进展，其中与贵州铝厂合作研究的膜法处理赤泥洗水的经济效益、环境效益均很显著。王北福等［16］研究含油污水对三槽电渗析的离子交换膜污染评价实验，通过理论分析阐明了原油对阴膜和阳膜污染的机理。这也为离子交换膜用于消除原油污染奠定了基础。薛德明等［17］通过研究表明离子交换膜电渗析法对浓缩处理稀土矿铵盐废水是一条颇有前途的新型处理方法。
1．6渗透汽化
渗透汽化是以混合物中组分蒸汽压差为推动力，依靠各组分在膜中的溶解与扩散速率不同的性质来实现混合物分离的过程。料液进入渗透汽化膜分离器后，在膜两侧蒸汽压差的驱动下，扩散快的组分较多透过膜进入膜后侧，经冷凝后达到分离目的。膜材料是PV过程能否实现节能、高效的关键。
我国在1984年前后开始对渗透汽化过程进行研究，近年来主要开展优先透有机物膜、水中有机物脱除、有机物－有机物分离以及渗透汽化与反应耦合的集中过程的研究。邓克旺等［18］用PDMS复合膜实现了丙炔醇的选择性分离。王玉杰等［19］则对两种商品化渗透汽化复合膜GKSS－GS膜和PDMS －P膜分离低浓度甲醇废水进行了模拟，为工业化应用提供了理论依据。
1．7蒸汽渗透
蒸汽渗透是由日本学者Uragami等［20－21］提出的一种新的气相脱水膜分离过程，它是以蒸汽进料，在混合物中各组分蒸汽分压差的推动下，利用各组分在膜内溶解和扩散性能的差异以实现混合物分离。蒸汽渗透技术应用于近沸点、恒沸点以及同分异构体的分离有其独特的优势，还可以同生物及化学反应耦合，将反应生成物不断脱除，使反应转化率明显提高，其技术性和经济性优势明显，在石油化工、医药、食品、环保等工业领域中有广阔的应用前景。
蒸汽渗透过程脱除有机物气相中的水分已得到了广泛的研究和应用，日本已建成中试规模的工厂浓缩乙醇水溶液，与传统的共沸精馏法相比，蒸汽的消耗量减少至1/3［22］。中凯化学（大连）有限公司联合大连普瑞科尔制造有限公司研发了系列蒸汽渗透膜分离工程，用于燃料乙醇的制备、异丙醇脱水、碳酸二甲酯脱甲醇等领域［23］。
1．8气体分离
用反渗透横流薄膜进行的气体分离过程，气体
在与薄膜接触时溶解于薄膜，并在膜中向另一侧扩散，到膜的另一侧时的负压使得气体从膜中解吸出来，实现了气体从膜一侧向另一侧的传质。在膜分
离的传质过程中主要有以下三个过程如图1所示。
气体溶解进入膜的过程即溶解过程，气体在膜中的扩散过程即扩散过程，气体从膜中挥发进入膜的另一侧的过程即解吸过程
。
图1膜分离的传质过程
赵选英等
［24］
将二茂铁作为有机添加剂引入炭
膜前驱体聚酰亚胺，制备了Fe /C 杂化炭膜。结果表明二茂铁能显著提高炭膜的气体渗透性能，Fe /C 杂化炭膜是基于“分子筛分”机理分离气体分子。
刘颖等［25］采用浸渍涂膜法，以商用聚醚砜酮（PPESK ）为前驱体制备了管式复合炭膜，加入改性
剂后的复合炭膜渗透速率和分离系数均有不同程度
的提高。1．9
膜反应器
膜的反应功能是以膜作为反应介质与化学反应过程相结合而实现的，这样构成的反应设备或系统也称为膜化学反应器，旨在利用膜的特殊功能，如分离、分隔、高比表面积、微孔等，实现产物的原位分离、反应物的控制、反应与反应的耦合、相间传递的强化、反应分离过程集成等，从而达到提高反应转化率、改善反应选择性、提高反应速率、延长催化剂使用寿命、降低设备投资等目的。
王旭等［26］
采用厌氧－缺氧－MBR 工艺处理纺
丝废水，
COD Cr 去除率达到90%。任雅玲等［27］通过MBR 工艺处理生活污水可得到直接回用的优良水
质。膜污染是当前限制膜生物反应器广泛应用的主要瓶颈，佟伟云［28］
主要针对膜生物反应器中膜污染
进行了综述，分析了膜污染途径，并提出了应对措施。
2展望
膜技术在环保领域的应用将成为国内外重点发展的前沿课题。因此对膜材料提出了更高的要求，尤其是要制造出适应于环保行业高强度、长寿命、抗污染、高通量的膜材料。膜分离技术的研究也可谓
与日俱进，可以预料在新世纪，随着法规标准的日益
提高和膜技术的不断成熟、成本不断降低，膜技术将会出现一个技术上进一步提高，应用上更加普及的高潮。
参考文献
［1］余跃，冯晖，吴沪宁，等．纳滤膜处理印染废水的研究
［J ］．化工时刊，2004，18（9）：26－29．
［2］Wolters R ，Wendler B ，Schmidt B ，et al．Rinsing water
recovery in the steel industry －a combined UF /NF treatment ［J ］．Desalination ，2008，224（1/3）：209－214．［3］常江，孙余凭．新型纳滤膜回收含镍废水的工业研究
［J ］．电镀与涂饰，2009，28（4）：36－39．
［4］杨青，张林生，李月中，等．纳滤膜在治理农药废水污
染中的应用研究［J ］．工业水处理，2009，29（3）：29－32．
［5］徐超，付婉霞，王宏田，等．浸没式超滤膜处理低浊度
水的中试研究［
J ］．给水排水，2010，36：21－24．［6］罗涛，朱正鸿．超滤工艺净化微污染原水的试验研究
［J ］．环境科学与技术，2009，32（12）：71－74．
［7］李清雪，李曼，赵海萍，等．超滤去除二级出水中PAEs
的试验研究［J ］．河北师范大学学报：自然科学版，2008，32（5）：656－659．
［8］王丽雅，钱欣，周勇，等．铸膜液中水含量对聚砜超滤
膜结构和性能的影响［J ］．水处理技术，2009，35（12）：31－33．
［9］韩光，陈尚义，李景华，等．微滤法精制何首乌水提液
的研究［
J ］．中南药学，2008，6（6）：663－666．［10］毕亚凡，刘熙晴，李庆新，等．CMFC 连续微滤装置处
理城市污水处理厂出水的应用［J ］．安全与环境工程，2003，10（3）：23－27．
（下转第36页）
［7］时海香，仲山民，吴峰华．超临界二氧化碳萃取常山胡柚外果皮中天然色素的工艺研究［J］．浙江林学院学报，2008，25（5）：639－643．
［8］许正虹，高彦祥，石素兰，等．微波辅助萃取紫甘薯色素的研究［J］．食品科学，2005，26（9）：234－238．
［9］张卫强，邓宇．微波辐射萃取番茄红素的研究［J］．食品工业科技，2002，23（5）：36－37．
［10］温志英，姜如意．花生壳黄色素微波辅助提取工艺［J］．中国农学通报，2010，26（9）：91－96．
［11］向洪平，葛建芳，张蓝月，等．超声波辅助萃取功能性天然色素的研究与应用进展［J］．江苏农业科学，2010
（3）：360－362．
［12］黄丹，方春玉，周健，等．超声波辅助法在红曲色素提取中的应用研究［J］．中国调味品，2010，35（4）：65－68．［13］薛敏敏，邓学良，李忠海，等．微波－超声波协同提取野生毛葡萄皮色素的工艺研究［J］．食品与机械，2010，26
（6）：141－143．
［14］曾凡坤，钟耕，吴永娴，等．分子蒸馏法分离甜橙油中的类胡萝卜素对其香气成分的影响［J］．食品与发酵工
程，1996（4）：62－64．［15］王芳芳，江英，苏丽娜．应用分子蒸馏技术分离提纯辣椒红色素［J］．食品科技，2009，34（2）：196－199．［16］刘晶晶，任莉红，郭仁红，等．双水相萃取体系分离纯化甜菜红色素的方法：中国，201010105069［P］．2010－06
－16．
［17］薛伟明，张效林，亢茂德，等．红花黄色素的酶法提取应用研究［J］．化学工程，1999，27（1）：42－45．
［18］孙晓侠，马龙．纤维素酶法提取黑豆皮色素的工艺研究［J］．食品工业科技，2010，31（10）：319－321．
［19］赵玉红，王静，金秀明，等．超声波辅助酶法提取榛子壳色素工艺条件的研究［J］．中国调味品，2010，35（4）：
110－114．
［20］刘志强，张初署，孙杰，等．膜分离技术纯化花生衣中的原花色素［J］．食品科学，2010，31（20）：183－186．［21］张小曼，马银海，李勇，等．膜分离技术提取山竺红色素的工艺优化［J］．食品科学，2010，31（10）：133－136．
（本文文献格式：陈明俊．色素提取方法的研究进展［J］．山东化工，2011，40（5）：34－36．
檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮
）
（上接第33页）
［11］金振忠．管式膜超微滤在奥运中水项目中的应用［J］．水工业市场，2009，9：28－31．
［12］阮国岭，潘献辉，初喜章，等．中空纤维反渗透膜用于胶州湾的海水淡化中试［J］．中国给水排水，2009，25
（10）：90－94．
［13］Ozaki H，Saktaywin W．Performance of an ultra－low－pressure reverse osmosis membrane（ULPROM）for
separating heavy metal：effects of interference parameters
［J］．Desalination，2002，144：287－294．
［14］孟洪，彭昌盛，卢寿慈．离子交换膜的选择透过性机理［J］．北京科技大学学报，2002，24（6）：656－660．［15］张启修，罗爱平．膜技术处理氧化铝厂赤泥回水工业试验研究（1）－脱盐性能考察［J］．中南工业大学学
报，1997，28（2）：134．
［16］王北福，于水利，聂立宏，等．原油对离子交换膜的污染及机理研究［J］．膜科学与技术，2006，26（6）：39－
43．
［17］薛德明，洪功伟，吴国锋，等．电渗析法浓缩回收稀土矿铵盐废液［J］．膜科学与技术，2000，20（2）：61－
65．
［18］邓克旺，汤晓玉，陈春燕，等．丙炔醇－丁炔二醇－水溶液的渗透汽化分离研究［J］．精细化工，2010，27
（2）：142－147．
［19］王玉杰，张新妙，杨永强，等．渗透汽化膜分离废水中的低浓度甲醇［J］．化工环保，2009，29（6）：496－
500．
［20］Uragami T，Morikawa T，Okuno H．Characteristics of
permeation and separation of aqueous alcohol solutions
through hydrophobic polymer membranes［J］．Polymer，
1989，30（6）：1117－1122．
［21］Uragami T．Characteristics of permeation and separation of aqueous alcohol solutions through crosslinked pullulan
membranes［J］．Polymer，1992，33（7）：1459－1463．［22］中川贯次，中西俊介．水/有机溶剂蒸汽选择分离膜［J］．高分子，1992，41（7）：472－475．
［23］中凯化学（大连）有限公司．蒸气渗透VP膜分离技术及其在MTBE/甲醇分离中的应用［EB/OL］．http：/
/www．cathaychem．com/xx/2007－10－2．doc．
2007．
［24］赵选英，王同华，李琳，等．Fe/C杂化炭膜的制备及其气体分离性能［J］．化工学报，2009，60（9）：2232－
2236．
［25］刘颖，王同华，李琳，等．聚醚砜酮基炭膜的制备及其气体分离性能［J］．现代化工，2009，29（1）：275－277．［26］王旭，崔晓芳，戴海平，等．膜生物反应器处理纺丝废水的实验研究［J］．天津工业大学学报，2009，28（6）：
11－14．
［27］任雅玲，张莉平．膜生物反应器处理住宅小区生活污水［J］．给水排水，2009，35：376－380．
［28］佟伟云．膜生物反应器中膜污染机理与应对［J］．黑龙江水利科技，2009，37（6）：63．
（本文文献格式：陈默，曹端林，李永祥，等．新型膜分离技术的研究进展［J］．山东化工，2011，40（5）：31－33，36．）
文章编号:1007-8924(2007)04-0091-05专题综述 动态膜分离技术研究进展 李晓波,胡保安,顾 平 (天津大学环境科学与工程学院,天津300072) 摘 要:介绍动态膜分离技术的概念,着重讨论影响动态膜分离性能的相关因素以及动态膜 在污水处理中的应用效果,指出动态膜技术具有良好的应用前景,但目前仍处于试验阶段,尚需深入研究. 关键词:动态膜;污水处理;研究进展中图分类号:TQ028.8 文献标识码:A 膜分离技术是当今水处理领域研究的热点,国内外均做了大量的研究工作[1-5],然而,膜污染及膜组件昂贵的价格是阻碍膜技术广泛应用的主要原因.动态膜分离技术采用大孔径材料制作膜组件,降低了膜组件的造价;同时,已有研究表明,动态膜的渗透性能更佳、抗污染能力显著提高[6-8].因此,动态膜作为一项新型的特殊膜分离技术正越来越多地受到国内外水处理技术研究者的关注[9-13]. 1 动态膜分离技术 动态膜作为一种分离技术,包含动态膜的载体 及动态膜分离层本身.动态膜的载体指用来承载动态膜的大孔径材料,一般价格低廉、易得,常见的有不锈钢丝网、普通筛网、工业滤布、筛绢等多孔材料和一些高分子材料,如烧结聚氯乙烯管等.动态膜分离层是动态膜分离技术的主体,指依附于动态膜载体之上、执行分离功能的滤饼层或污泥层.它是通过错流过滤或死端过滤的方式将某种固体或胶体微粒沉淀在载体表面上形成的.用于形成动态膜的粒子种类较多,有粘土类矿物、粉状活性炭(PAC )、ZrO 2、MnO 2、聚乙烯醇(PVA )等,也可用被处理的废液中的某种物质作为成膜物质沉淀在载体上形成动态膜,如自生生物动态膜的成膜物质为污水中的活性污泥.目前国内外关于动态膜分离技术的研究主要 集中在影响动态膜分离性能的因素及操作参数的优化方面. 2 影响动态膜分离性能的因素 2.1 pH 的影响 p H 对ZrO 2动态膜和MnO 2动态膜的影响较为 明显,这是由于MnO 2动态膜和大多数ZrO 2动态膜都是通过化学反应来生成膜粒子的. ZrO 2粒子的形成有两种方法:一种是提高含Zr 4+溶液,如无水ZrCl 4的水溶液的p H 来形成[14], 另一种是将ZrOCl 2加入到硫酸溶液中而形成[15].Zr 的水合氧化物在不同p H 下的特性不同,其粒子大小也不同.p H 较低时所生成的粒子粒径较小,随着p H 升高,粒径也逐渐升高.由于小颗粒需要更长的时间堵塞载体的孔隙,所以形成动态膜所需的时间也更长.Altman 等[16]的研究表明,动态膜的形成时间从p H 为3.5时的120min 减少到p H 为6时的45min ;Rumyantsev 等[16]的研究结果则分别是100min 和小于45min.蛋白质的截留率与p H 的关系不是很明显,p H 为3.5、5和6时形成的动态膜的截留率大于p H 为4时的动态膜. MnO 2是KMnO 4的还原产物,其反应式为4KMnO 4+6HCOONa =4MnO 2↓+2K 2CO 3+ 3Na 2CO 3+3H 2O +CO 2↑ 收稿日期:2005-09-06;修改稿收到日期:2006-01-17 作者简介:李晓波(1970-),男,河南省人,博士生,主要从事水污染治理技术的研究. 第27卷 第4期膜 科 学 与 技 术 Vol.27 No.4 2007年8月MEMBRAN E SCIENCE AND TECHNOLO GY Aug.2007
氢气膜分离技术的现状、特点和应用（中国科学院大连化学物理研究所）摘要： 气体膜分离技术是一种新型的化工分离技术。由于它具有能耗低、投资省、占地面积小和使用方便等特点，现已在石化和化工工业中得到广泛的应用。 在气体膜分离技术中，氢气分离膜占有很大的比重。到目前为止，氢气膜分离技术是开发应用得最早，技术上最成熟，取得的经济效益十分显着的气体膜分离技术。 本文简要地介绍氢气膜分离技术的发展概况，一些氢气膜分离器的性能和特点以及在国内外的应用情况。 关键词：氢气膜分离膜分离技术氢气回收 作者简介： 董子丰：男，1937年生；祖籍：浙江绍兴；研究员。 1961年毕业于北京理工大学化工系。从那时起一直在中国科学院大连化学物理研究所工作。主要从事国防科技事业的研究。80年代中，曾作为访问学者到德国海德堡大学从事激光化学的合作研究。88年回国到现在，主要从事气体膜分离的技术开发，已撰写10余篇文章刊登在国内外杂志上。 中图分类号： TQ028. 8 氢气分离膜技术的现状、特点和应用 一、概述 目前，在气体膜分离技术中，氢气膜分离技术是开发应用最早、适用范围很广、技术最成熟和经济效益十分显着的膜分离技术。氢气膜分离技术主要用来从含氢和其它气体的混合气中，分离和提浓氢气。它之所以在气体膜分离技术中占有如此重要位置的原因不仅是因为氢气在化工和石化工业中的重要性，而且还在于氢气膜分离所具有的技术适用性和经济合理性。 1、氢气在化工和石油化工工业中具有非常重要的意义 现代石油化学和炼油工业的特点是，在一些大型工艺过程中，氢气是重要付产物（重整、裂解），同时，氢又是重要的原料（合成氨、合成甲醇、加氢精制、加氢裂化）。石化工业是个耗氢大户，多年来，在石化工业中，氢气一直供不应求，随着原料油的加重和对辛烷值要求的提高，氢气的供需予盾将会更加突出。
新型膜分离技术研究进展 摘要:膜分离技术是一项新兴的高效、快速、节能的新型分离技术。作为一种新型分离技术，在多种领域得到了广泛的应用。综述了反渗透、电渗析、纳滤、微滤、超滤、气体分离、渗透汽化和膜反应器等各种膜分离技术的分离原理、特点，在工业中的应用以及目前存在的问题。最后展望了膜技术的应用前景。 关键词：膜分离；原理；应用；进展 膜分离技术主要是采用天然或人工合成高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操作。与传统分离方法(蒸发、萃取或离子交换等)相比，它是在常温下操作，没有相变，最适宜对热敏性物质和生物活性物质的分离与浓缩，具有高效、节能，工艺过程简单，投资少，污染小等优点，因而在化工、轻工、电子、医药、纺织、生物工程、环境治理、冶金等方面具有广泛的应用前景。 1膜分离技术的分离原理和特点 1.1纳滤 纳滤膜具有纳米级孔径，截留相对分子质量为200-1000，能使溶剂、有机小分子和无机盐通过。纳滤膜的分离机理模型目前的看法主要是空间位阻-孔道模型。与超滤膜相比，纳滤膜有一定的荷电容量;与反渗膜相比，纳滤膜又不是完全无孔的。纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种膜分离技术，是国内外研究的热点。余跃等[1]废水进行了去除COD和脱色的研究。结果表明，纳滤技术可有效地去除印染废水中的色度和COD。 1.2超滤 超滤的截留相对分子质量在1000-100000之间。超滤过程的分离机理一般认为是压力驱动的筛孔分离过程，是膜表面上的机械截留(筛分)、在膜孔中的停留(阻塞)、在膜表面及膜孔内的吸附三种形式。徐超等[2]在中试中采用浸没式超滤膜代替传统砂滤工艺处理浊度较低的滦河水，取得较好的处理效果，设备费用降低了。 1.3微滤 微滤是发展最早、制备技术最成熟的膜形式之一，孔径在0.05-10μm之间，可以将细菌、微粒、亚微粒、胶团等不溶物除去，滤液纯净，国际上通称为绝对过滤。微滤分离的实质是利用膜的“筛分”作用来进行的。即:比膜孔大的颗粒的机械截留、颗粒间相互作用及颗粒与膜表面的吸附、颗粒间的桥架作用这三种方式来实现的。 1.4反渗透 反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。学界对于反渗透分离机理的解释主要流行以下理论:溶解一扩散模型、优先吸附一毛细孔流理论、氢键理论。 自从上个世纪90年代邓宇发明了非加压吸附渗透海水淡化法以来，反渗透用于海水淡化的研究得到了极大发展[3]。在重金属废水处理领域，美国芝加哥API工艺公司采用B一9芳香族聚酞胺中空纤维膜组件处理镀镍漂洗水，废水中Niz+的分离率为92%[4]。 1.5电驱动膜
收稿日期：2011－04－18 作者简介：陈默（1986—），硕士研究生，从事含能化合物的合成研究；王建龙，教授，博士生导师，通讯联系人，主要从事含能化合物合成及炸药中间体的制备、 应用及开发。新型膜分离技术的研究进展 陈 默，曹端林，李永祥，王建龙 （中北大学化工与环境学院，山西太原030051） 摘要：膜分离技术是一项新兴的高效、快速、节能的新型分离技术。作为一种新型分离技术，在多种领域得到了广泛的应用。综述了反渗透、 电渗析、纳滤、微滤、超滤、气体分离、渗透汽化和膜反应器等各种膜分离技术的分离原理、特点，在工业中的应用以及目前存在的问题。最后展望了膜技术的应用前景。关键词：膜分离；原理；应用；进展中图分类号：TQ028．8 文献标识码：A 文章编号：1008－021X （2011）05－0031－03 Research Progress of Membrane Technology CHEN Mo ，CAO Duan －lin ，LI Yong －xiang ，WANG Jian －long （College of Chemical Engineering and Environment ，North University of China ，Taiyuan 030051，China ）Abstract ：The membrane extraction technique is a new type extraction technique with high efficiency ，high speed and saving energy．Membrane separation technology is applied widely as a new kind of separation technology．The separation mechanism and characteristics of different kinds of membrane technologies were introduced ，including electrodialysis ，reverse osmosis ，nanofiltration ，ultrafiltration ，microfiltration ，gas separation ，pervaporation ，membrane reactor．Further more ，the application and current problems of different membrane technologies were extensively summarized．Finally ，application prospect of membrane separation technology was presented．Key words ：membrane separation ；principle ；application ；progress 膜分离技术主要是采用天然或人工合成高分子 薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操作。与传统分离方法（蒸发、萃取或离子交换等）相比，它是在常温下操作，没有相变，最适宜对热敏性物质和生物活性物质的分离与浓缩，具有高效、节能，工艺过程简单，投资少，污染小等优点，因而在化工、轻工、电子、医药、纺织、生物工程、环境治理、冶金等方面具有广泛的应用前景。1膜分离技术的分离原理和特点1．1 纳滤 纳滤膜具有纳米级孔径，截留相对分子质量为200 1000，能使溶剂、有机小分子和无机盐通过。纳滤膜的分离机理模型目前的看法主要是空间位阻－孔道模型。与超滤膜相比，纳滤膜有一定的荷电容量；与反渗膜相比，纳滤膜又不是完全无孔的。纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种膜分离技 术， 是国内外研究的热点。余跃等［1］ 对纳滤技术处理印染废水进行了去除COD 和脱色的研究。结果 表明， 纳滤技术可有效地去除印染废水中的色度和COD 。Salzgitter Flachstahl 电镀厂采用膜技术处理 镀锌废水， 回收其中的Zn 2+ 和H 2SO 4，其结果达到了设计要求［2］。常江等［3］ 在完成用新型纳滤膜处 理模拟含Ni 2+ 废水实验室研究的基础上，进行了电 镀镍漂洗废水的纳滤膜处理及镍和水回收利用的工业试验，为大规模工业应用提供了参考数据。杨青等［4］ 研究报道将DK 型与NF90型纳滤膜组合可适用于治理高浓度、高盐分的吡啉农药废水污染。1．2 超滤 超滤的截留相对分子质量在1000 100000之间。超滤过程的分离机理一般认为是压力驱动的筛孔分离过程，是膜表面上的机械截留（筛分）、在膜孔中的停留（阻塞）、在膜表面及膜孔内的吸附三种形式。 徐超等 ［5］ 在中试中采用浸没式超滤膜代替传 统砂滤工艺处理浊度较低的滦河水，取得较好的处理效果， 设备费用降低了。罗涛等［6］ 采用混凝沉淀－超滤工艺对微污染原水进行试验，结果表明，组合
膜分离技术的研究与发展 化学专业学生：刘洋 摘要：从现代化工和新技术发展的需求出发 ,论述了化工分离技术的重要性, 各新型分离技术的原理应用及发展现状, 并对当代化工新型分离技术的发展特点进行了探讨。 关键词: 新型分离技术 ; 膜分离 ; 集成过程; 应用 化工分离工程是高等学校化学工程及工艺专业的专业基础课和必修课，主要研究各种分离过程的原理与分离物系质量、热量、动量传递过程即设备内同时进行的物理变化和化学变化的基本规律，该门课程的开设不仅要求学生具备化工原理、物理化学、化工热力学等学科基础知识，同时，还要求学生掌握一定的数值计算方法，具有一定计算机能力[1-3]。文章就近年来在化工分离工程课程教学实践，结合对化工分离工程课程的相关认识，探索了课程教学改革。 世界万物都是由有序自发地走向无序，所有的纯物质都逐渐变成混合物。分离技术是研究生产过程中混合物的分离、产物的提纯或纯化的一门新型学科，正是这种需求，推动了人们对新型分离技术不懈的探索。新型分离技术目前受到材料开发、生产成本及其他学科发展的限制，工业化应用程度还不高，但它们已经在某些高新领域显示出良好的分离性能和强劲的发展势头。 1 膜分离技术的概念与原理 借助于具有分离性能的膜而实现分离的过程称为膜分离过程。由于膜分离过程一般没有相变，既节约能耗，又适用于热敏性物料的处理，因而在生物、食品、医药、化工、水处理过程中备受欢迎。膜分离是利用一张特殊制造的、具有选择透过性能的薄膜，在外力推动下对液相或者气相混合物内的不同成分进行分离、提纯、浓缩的先进加工技术。根据膜分离过程的不同特征可分为微滤( MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、渗透蒸发(PV)、渗析(D)、电渗析(ED)、电去离子技术(EDI)和气体分离(Gs)等过程。 膜分离技术是一种使用半透膜的分离方法，在常温下以膜两侧压力差或电位差为动力，对溶质和溶剂进行分离、浓缩、纯化。膜分离技术主要是采用天然或人工合成高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操作。现已应用的有反渗透、纳滤、超过滤、微孔过滤、透析电渗析、气体分离、渗透蒸发、控制释放、液膜、膜蒸馏膜反应器等技术，其中在食品、药学工业中常用的有微滤、超滤和反渗透3种。膜分离技术以其节能效果显著、设备简单、操作方便、容易控制而受到广大用户的普遍欢迎。选择适当的膜分离过程，可替代鼓式真空过滤、板框压滤、离子交换、离心分离、溶媒抽提、静电除尘、袋式过滤、吸附/再生、絮凝/共聚、倾析/沉淀、蒸发、结晶等多种传统的分离与过滤方法。 2 国外分离技术的发展及研究进展[4］ 早在上世纪 30 年代，硝酸纤维素微滤膜已商品化，近年来开发出聚四氟乙烯为材料的微滤膜新品种，它使用范围非常广，销售额居于各类膜的首位. 从上世纪 70 年代，超滤应用于工业领域，现在应用领域非常广泛.上世纪 80 年代，新型含氟离子膜在氯碱工业应用成功.第三代低压反渗透复合膜，性能大幅提高，已在药液浓缩、化工废液、超纯水制造等领域得到广泛应用.1979 年 Monsanto 公司成功研制出
动态与信息 专题报道 生物化工及膜分离技术研究进展 现代生物技术是新兴高技术领域中的重要技术之一,是21世纪高新技术的核心。它在生物学、分子生物学、细胞生物学和生物化学等基础上发展起来,是以重组DNA技术和细胞融合技术为基础,基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程四大先进技术所组成的新技术群。大力发展生物技术及其产业已成为世界各国经济发展的战略重点,目前最具代表性的应用领域是生物医药和农业。生物技术与化学工程相结合而形成的生物化工技术已成为生物技术的重要组成部分。生物化工技术为生物技术提供了多种高效率的反应器、新型分离介质、工艺控制技术和后处理技术,从而可以促进生物技术不断更新和提高;因而新兴的生物化工技术已经成为当今世界高技术竞争的重要焦点之一。生物化工产品的分离技术也被称为生物技术的下游加工术,是整个生物技术的重要组成部分,它的成功与否,是决定生物技术成果能否转变为具有实用价值和竞争力的产品的重要因素。生物化工产品的分离与化学物质的分离相比具有一定的特殊性,产品大多要求高纯度并具有一定的生物活性,因其易受化学、物理和生物等外界环境因素的破坏而发生变性,因而生化分离过程一般要求在快速、低温、洁净的条件下进行。总之,生物化工产品的分离技术具有一定特殊性。 1 生物化工分离过程的重要性及一般步骤生物化工分离过程是生物化学工程的重要组成部分,一般指的是从发酵液或酶反应液中分离生物产品,它是生物技术转化为生产力过程中不可或缺的重要环节。生物产品一般是从杂质含量远远高于产物的悬浮液中进行分离的,而且产品要求纯度较高,只有经过分离加工过程,才可以制得符合规定要求的产品,因此分离是生物化工工业化的必需手段。与此同时,进行生化分离过程十分困难,这是由于产物原料液的含量极低与产物的高纯度要求之间的差异造成的,而且分离的方法复杂,因此,开发新的分离工艺手段也是提高经济效益的手段。由于生物化工产品不同(如酶或代谢产物),所采用的分离方法也不同。但大多数生物化工分离过程常采用4个分离步骤:1)对发酵液或酶反应液预处理,进行固液分离。在这个步骤中过滤和离心是常用的基本单元操作。在过滤操作中有时为了减少过滤介质的阻力,采用了膜分离技术。但该过程对产物的含量改善作用很小。2)进一步分离。此步骤使产物的含量增加。常用的分离方法有吸附、萃取等,如合成ATP 时用颗粒活性炭作吸附剂。3)高度分离。在这个步骤中分离技术对产物具有一定的选择性,典型方法有层析、电泳等。4)精制,先进行结晶析出再干燥即可。合成ATP时,用离子交换树脂进行浓缩,最后用五氧化二磷干燥器进行减压干燥,可得ATP成品。生物化工过程中常用的分离方法如蒸馏、萃取、过滤、结晶、 元操作过程,而另一些则为新近发展的分离技术,如细胞膜破碎技术(包括球磨破碎和化学破碎等)、膜分离、色层分离等。在此着重介绍膜分离技术。 2 膜分离技术概述 膜分离技术被认为是20世纪末至21世纪中期最有发展前途,甚至会导致一次工业革命的高新技术之一,成为当今世界各国研究热点。膜分离作为一种新发展的高新分离技术,其应用领域不断扩大,广泛应用于化工、食品、水加工业、医药、环境保护、生物技术、能源工程等领域,并发挥了巨大的作用。我国对膜分离技术的研究是从20世纪60年代对离子交换膜的研究开始的。从60年代的反渗透技术到90年代的渗透汽化技术,我国的膜分离技术得到了迅速的发展。经过几十年的努力,目前我国在膜分离技术研究开发方面已成功地研制出一批具有实用价值、接近或达到国际先进水平的成果,如无机膜反应分离技术等。 3 膜分离技术的原理及优点 膜分离是指用半透膜作为障碍层,借助于膜的选择渗透作用,在能量、浓度或化学位差的作用下对混合物中的不同组分进行分离提纯。由于半透膜中滤膜孔径大小不同,可以允许某些组分透过膜层,而其它组分被保留在混合物中,以达到一定的分离效果。利用膜分离技术来进行分离具有如下优点:膜分离过程装置比较简单,同时操作方 032化 学 试 剂2008年3月
膜分离技术研究进展 组员：吴佳曦、张雯辉、郭志新、李耀睿、刘汉飞、王伦、张振斌膜分离技术在近20年发展迅速，其应用已从早期的脱盐发展到化工、轻工、石油、冶金、电子、纺织、食品、医药等工业废水、废气的处理，原材料及产品的回收与分离和生产高纯水等，是适应当代新产业发展的重要高新技术。膜分离技术不但在工业领域得到广泛应用，同时正在成为解决能源、资源和环境污染问题的重要技术和可持续发展的技术基础。 膜分离是借助于膜，在某种推动力的作用下，利用流体中各组分对膜的渗透速率的差别而实现组分分离的过程。目前常见的膜分离过程可分为以下几种，电渗析(Electrodialysis，ED)、反渗透(Reverse osmosis，RO)、微滤(Microfiltration，MF)、超滤(Ultrafiltration，UF)、纳滤(Nanofiltration，UF)和液膜分离等。 膜技术具有分离效率高、能耗低、无相变、操作简便、无二次污染、分离产物易于回收、自动化程度高等优点，在水处理领域具有相当的技术优势，是现代分离技术中一种效率较高的分离手段。 在环境过程中膜分离技术以其独特的作用而被广泛用于水的净化与纯化过程中。下面分类介绍一下膜分离技术的研究现状。 1 电渗析技术研究现状（刘汉飞） 电渗析是在直流电场作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择渗透性(与膜电荷相反的离子透过膜，相同的离子则被膜截留)，使溶液中的离子作定向移动以达到脱除或富集电解质的膜分离操作。它可使电解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。电渗析技术普遍应用于食品生化行业以及废水处理。下面分类对这几方面的应用现状做一介绍。 1.1 电渗透技术在食品行业中的应用 利用电渗析技术对酱油进行脱盐处理，可以制得低盐酱油并基本保持酱油原有风味，但要损失一部分作为酱油指标的氨基酸态氮和有机酸等有效成分，从而将酱油的含盐量降低。但国内尚无这方面的报导，刘贤杰等采用电渗析技术进行了酱油脱盐的研究。研究结果显示：原酱油食盐含量19.4%，经电渗析处理后，酱油含量降至约9%，食盐以外的有效成分也有一些被除去，比较明显的是作为酱油品质指标的氨基酸态氮，有约8%的损失。酱油风味大致不变，证明了电渗
膜分离技术的发展趋势 膜分离过程作为一门新型的高效分离、浓缩提纯及净化技术，已成为解决当代能源、资源和环境污染问题的重要高新技术及可持续发展技术的基础。膜分离技术的发展趋势可由以下两个方面说明。一、技术上的发展趋势 从技术上看，虽然膜分离已经获得了巨大的进展，但多数膜分离过程还处在探索和发展阶段，具体可概括为下列四点。 （1）新的膜材料和膜工艺的研究开发 为了进一步提高膜分离技术的经济效益，增加竞争能力，扩大应用范围，要求降低膜成本，提高膜性能，具有更好的耐热、耐压、耐酸、耐碱、耐有机溶剂、抗污染、易清洗等特点，这些要求推动了膜材料和膜工艺的研究开发。 ①高聚物膜在今后相当长的一段时间内，高聚物仍将是分离膜的主要材料。其发展趋向是开发新型高性能的高聚物膜材料，加强研究使膜皮层"超薄"和"活化"的技术，具体包括四个方面。 a.适合各种膜分离过程的需要，合成各种分子结构的新型高聚物膜并定量地研究膜材料的分子结构与膜的分离性能之间的关系。 开发新型高聚物膜的另一种途径是制造出高聚物"合金"膜材料，将两种或两种以上已有的高聚物混合起来作为膜材料。这样，此分离
膜就会具有两种或两种以上高聚物的功能特性。这种制膜方法比合成法更经济、更迅速。 c. 对制成的高聚物膜进行表面改性，针对不同的分离过程引入不同的活化基团，使膜表面达到"活化"。 d. 高性能的膜材料确定后，同样重要的是要找到一个能使其形成合适形态结构的制膜工艺。进一步开发出制造超薄、高度均匀、无缺陷的非对称膜皮层的工艺。 ②无机膜由于存在不可塑、受冲击易破碎、成型差以及价格较贵等缺点，一直发展较慢。无机膜今后的发展方向是研究新材料和新的制膜工艺。 ③生物膜与高聚物膜在分子结构上存在巨大差异。高聚物膜以长链状大分子为基础;生物膜的基本组成为脂质、蛋白质和少量碳氢化合物。生物膜具有最好的天然传递性能，具有高选择性、高渗透性的特点。但近几年来研究的合成生物膜都不稳定，寿命很短，今后的发展趋势是制造出真正能在工业上实际应用的生物膜。 （2）开发集成膜过程和杂化过程 所谓"集成"是指几种膜分离过程组合来用。"杂化"是指将膜分离过程与其他分离技术组合起来使用。原因是∶单一的膜分离技术有它的局限性，不是什么条件下都适用的。在处理一些复杂的分离过程时，为了获得最佳的效益，应考虑采用集成膜过程或杂化过程。近年来膜技术与其他技术的联合应用已得到了一定的发展，如∶反渗透与超滤
膜分离技术及应用新进展
膜分离技术及其应用新进展 The development of membrane separation technology and its application prospect 摘要:介绍了纳滤、超滤、微滤、反渗透、渗透汽化等膜分离技术原理、膜技术设备组成及其特点；综合概述了膜分离技术在生物农药、化工生产中的应用进展，展望了膜分离技术的发展趋势。 关键词：膜分离, 原理, 应用, 进展 Abstract: The membrane separation mechanism and characteristics of different kinds of separation technologies were introduced, including nanofiltration, ultrafiltration, microfiltration, reverse osmosis, pervaporation. Further more, the progress of the application of membrane separation technologies in bio-pesticides, chemical production were extensively summarized. Finally, the development trend of membrane separation technology in the future was prospected. Key words: membrane separation, principle, application, progress
新型膜分离技术的应用及发展趋势 人类对于膜的认识和研究具有悠久的历史，法国的Abbe Nollet[1,2]在18世纪末就发现水能自然地扩散到装有酒精溶液的膀胱内，从而首次揭示了膜分离现象；1864年Traube成功地研制出亚铁氰化铜膜(人类历史上第一片人造膜)；但直到20世纪60年代，由于美国埃克森公司第一张工业用膜的诞生，膜技术才进入快速发展时期[3]。 膜分离技术主要是采用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，实现对双组分或多组分流质和溶剂的分离、分级、提纯和富集操作。与传统分离方法（蒸发、萃取或离子交换等）相比，它是在常温下操作，没有相变，最适宜对热敏性物质和生物活性物质进行分离与浓缩，具有高效、节能，工艺过程简单，投资少，污染小等优点，因而逐渐成为不可替代的单元操作之一[4]，目前已在环保、水处理、化工、冶金、能源、医药、食品、仿生等领域得到广泛的应用。 本文将在简要介绍常规膜分离技术的基础上，对近年来国内外的新型膜分离技术，例如膜萃取，膜蒸馏等最新研究进展进行较为详细的综述。 1常规膜分离技术 根据膜分离技术所需能量的不同，常规的膜分离技术可分为[5,6,7]:渗析、电渗析、反渗透、超滤、微滤和纳滤。 1.1渗析 渗析是溶质在自身浓度梯度的作用下，利用半透膜的选择透过性，实现不同性质溶质的分离。渗析是最早被发现并研究的膜分离技术，但是由于受到体系本身条件的限制，渗析过程往往处理速度缓慢，效率低下，选择性差，难以对物系进行完全的分离，因此它主要被用于去除复杂溶液中的低分子量组分[8]，如血液渗析，即以渗析膜代替肾来去除尿素、肌酸酐、磷酸盐和尿酸等有毒的低分子量组分，以缓解肾衰竭和尿毒症患者的病情。 1.2电渗析 电渗析是在直流电场的作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜对溶液中的阴阳离子的选择性，把电解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。
《食品科学概论》课程论文 论文题目：膜分离技术应用综述 学 院 ：生物工程学院 专 业 ：食品科学与工程 年级班别 ：09级一班 学 号 ：2009407010122 学生姓名 ：齐莹 学生邮箱 ：963894228@https://www.doczj.com/doc/4b1939610.html, 指导教师 ：陈清禅 2011年 5 月 24 日 JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
膜分离技术应用综述 齐莹 2009407010122 摘要综述膜分离技术的特点、种类及分离机理，介绍国内外膜分离技术的研究进展及其在各个领域的应用现状，同时指出该技术存在的问题，提出选用更佳的膜材料以及多种膜分离技术联用是其今后的发展方向。 关键词膜分离技术微滤超滤食品工业 膜分离是在20世纪初出现，上世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，因此，目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。据统计，膜销售每年以14%~30%的速度增长，而最大的市场为生物医药市场[1] 。 1膜分离的简介 1. 1 膜的定义 膜是一种起分子级分离过滤作用的介质,当溶液或混和气体与膜接触时,在压力下,或电场作用下,或温差作用下,某些物质可以透过膜,而另些物质则被选择性的拦截,从而使溶液中不同组分,或混和气体的不同组分被分离,这种分离是分子级的分离。 1. 2 膜的种类 分离膜包括:反渗透膜(0. 0001～0. 005μm) ,纳滤膜(0. 001 ～ 0. 005μm) 超滤膜(0. 001 ～ 0. 1μm) 微滤膜(0. 1～1μm) 、电渗析膜、渗透气化膜、液体膜、气体分离膜、电极膜等。他们对应不同的分离机理,不同的设备,有不同的应用对象。膜本身可以由聚合物,或无机材料,或液体制成,其结构可以是均质或非均质的,多孔或无孔的,固体的或液体的,荷电的或中性的。膜的厚度可以薄至100μm ,厚至几毫米。不同的膜具有不同的微观结构和功能,需要用不同的方法制备。制膜方法一直是膜领域的核心研究课题,也是各公司严格保密的核心技术。 1. 3 膜分离技术的定义 把上述的膜制成适合工业使用的构型,与驱动设备(压力泵、或电场、或加热器、或真空泵) 、阀门、仪表和管道联成设备。在一定的工艺条件下操作,就可以来分离水溶液或混和气体。透过膜的组分被称为透过流分。这种分离技术被称为膜分离技术。 1.4 原理 膜分离技术是一种使用半透膜的分离方法，在常温下以膜两侧压力差或电位差为动力，对溶质和溶剂进行分离、浓缩、纯化。膜分离技术主要是采用天然或人工合成高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操作。现已应用的有反渗透、纳滤、超过滤、微孔过滤、透析电渗析、气体分离、渗透蒸发、控制释放、液膜、膜蒸馏膜反应器等技术，其中在食品、药学工业中常用的有微滤、超滤和反渗透3 种。 1.5 膜分离技术的特点： 膜分离技术具有如下特点[2]：1）膜分离过程不发生相变化，因此膜分离技术是一种节能技术；2）膜分离过程是在压力驱动下，在常温下进行分离，特别适合于对热敏感物质，如酶、果汁、某些药品的分离、浓缩、精制等。3)膜分离技术适用分离的范围极广，从微粒级到微生物菌体，甚至离子级都有其用武之地，关键在于选择不同的膜类型；4）膜分离技术以压力差作为驱动力，因此采用装置简单，操作方便。
膜分离技术的应用现状及发 展前景(总6页) 本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March
膜分离技术的应用现状及发展前景 摘要：膜分离技术( Membrane Separation Technologies)是近十几年发展起来的一种高新技术，随着膜设备和技术的不断发展和成熟，其在各行业中有着广泛的应用。本文介绍了膜分离技术的特性，阐述了膜分离技术在食品工业、水处理、生物技术、医药工业和医疗设备方面的应用，并展望膜分离技术应用领域的发展前景，分析膜分离技术在膜材料、新的膜过程和膜通量等方面的发展趋势，同时指出膜分离技术将在人类社会的发展史上起到不可替代的作用。 关键词：膜分离技术；膜生物反应器；选择透过性膜；膜材料； 前言： 膜分离技术是指用天然或人工合成的具有选择透过性膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的边缘学科高新技术[1]。由于膜分离技术具有节能、高效、简单、造价低、无相变、可在常温下连续操作等优点，而且特别适合热敏性物质的处理的特点，其应用已渗透到人们生活和生产的各个方面，现已被广泛应用于化工、环保、生物工程、医药和保健、食品和生化工程等行业[2]。虽然膜分离技术的应用在许多方面离产业化要求还有很长的距离，但是随着新型膜材料的不断开发、高效的强化膜过程分离技术研究的不断深入, 膜分离技术应将得到更加广泛的应用，其在未来是世界各国研究的热点，它将在各个领域发挥更引人注目的作用。 现本文对膜技术的特点、类型及其在各方面的应用现状进行综述，并且提出了膜分离技术的发展前景。 1 膜分离技术的特点 膜分离技术作为一种新型的分离技术, 具有以下特点[3]： 1.1 在常温下进行，特别适用于热敏性物质的分离、分级、提纯和浓缩，且 可以同步进行能较好地保持产品原有的色、香、味和营养成分； 1.2 分离过程中不发生相变，挥发性物质损失少，节约能源； 1.3 具有冷杀菌作用，保存期长，无二次污染； 1.4 选择性好，应用范围广，但要选择相应的膜类型； 1.5 设备简单，易于操作，可连续进行，效率高。 2 膜分离技术的类型
膜分离技术概述 膜分离是在20世纪初出现，20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，因此，目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。 膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、 浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过 程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同 （或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同， 可分为无机膜和有机膜，无机膜主要还只有微滤级别的膜，主要是陶瓷膜和金属膜。有机膜是由 高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。 膜分离优点 ●在常温下进行 有效成分损失极少，特别适用于热敏性物质，如抗生素等医药、果汁、酶、蛋白的分离与浓缩 ●无相态变化 保持原有的风味，能耗极低，其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8 ●无化学变化 典型的物理分离过程，不用化学试剂和添加剂，产品不受污染 ●选择性好
可在分子级内进行物质分离，具有普遍滤材无法取代的卓越性能 ●适应性强 处理规模可大可小，可以连续也可以间隙进行，工艺简单，操作方便，易于自动化 膜分离技术发展史、现状 ●发展史 膜在大自然中，特别是在生物体内是广泛存在的，但我们人类对它的认识、利用、模拟直至现在人工合成的历史过程却是漫长而曲折的。我国膜科学技术的发展是从1958年研究离子交换膜开始的。60年代进入开创阶段。1965年着手反渗透的探索，1967年开始的全国海水淡化会战，大大促进了我国膜科技的发展。70年代进入开发阶段。这时期，微滤、电渗析、反渗透和超滤等各种膜和组器件都相继研究开发出来，80年代跨入了推广应用阶段。80年代又是气体分离和其他新膜开发阶段。 ●现状 随着我国膜科学技术的发展，相应的学术、技术团体也相继成立。她们的成立为规范膜行业的标准、促进膜行业的发展起着举足轻重的作用。半个世纪以来，膜分离完成了从实验室到大规模工业应用的转变，成为一项高效节能的新型分离技术。1925年以来，差不多每十年就有一项新的膜过程在工业上得到应用。 由于膜分离技术本身具有的优越性能，故膜过程现在已经得到世界各国的普遍重视。在能源紧张、资源短缺、生态环境恶化的今天，产业界和科技界把膜过程视为二十一世纪工业技术改造中的一项极为重要的新技术。曾有专家指出：谁掌握了膜技术谁就掌握了化学工业的明天。 80年代以来我国膜技术跨入应用阶段，同时也是新膜过程的开发阶段。在这一时期，膜技术在食品加工、海水淡化、纯水、超纯水制备、医药、生物、环保等领域得到了较大规模的开发和应用。并且，在这一时期，国家重点科技攻关项目和自然科学基金中也都有了膜的课题。 目前，这一潜力巨大的新兴行业正在以蓬勃的激情挑战市场，为众多的企业带来了较为显著的经济效益、社会效益和环境效益。 常用的膜分离过程
生物分离工程期末论文 题目：膜分离技术目前的研究进展学院：化学工程学院 姓名：熊慧欣 班级：生物201301 学号：120133302064 指导老师：何璐 年月日：2015/12/7
目录 摘要 (1) Abstract (2) 1膜分离技术概述 (4) 1.1膜分离技术 (5) 1.2特点 (6) 1.3膜的分类 (5) 1.4膜材料、分类及膜分离装置 (6) 2膜分离技术的分离原理和特点 (1) 2.1纳滤（NF） (2) 2.2超滤(UF) (3) 2.3微滤(MF) (2) 2.4反渗透(RO) (3) 2.5电渗析（ED） (2) 3膜分离技术的发展及研究进展 (4) 3.1国外分离技术的发展及研究进展 (5) 3.2国内分离技术的发展及研究进展 (6) 4膜分离技术的应用 (4) 4.1膜分离技术在医药医疗中的应用 (5) 4.1.1膜分离技术在中药生产中的研究和应用 (6) 4.1.2分离技术在西药及生物制剂中的研究和应用 (5) 4.1.3膜分离技术在人工肾上的应用 (6)
4.2膜技术在工业废水处理中的应用 (5) 4.2.1含油废水的处理 (6) 4.2.2造纸废水的处理 (5) 5展望 (4) 参考文献 (1)
膜分离技术目前的研究进展 熊慧欣 （辽宁科技大学化学工程学院生物工程201301 120133302064） 摘要：介绍了膜分离技术原理、膜技术设备组成、膜分离技术的发展，阐述了膜分离技术在工业中的应用，展望了膜分离技术的发展趋势。 关键词：膜分离技术；研究进展；应用 The development of membrane separation technology and its present status of research progress XIONG Hui-xin (School of Chemical Engineering,University of Science and Technology Liaoning ,Bioengineering201301,120133302064) Abstract：The principles of membrane separation technology，equipment components of membrane technology，the development of membrane separation technology，and its application in industry were summarized in the review，the development trend of membrane separation technology in the future was prospected． Key words：barrier separation technology；research progress；application 膜是具有选择性分离功能的材料。膜分离包括最简单的滤纸过滤到高选择性的生物膜分离。膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时实现选择性分离的技术! ,膜分离技术具有分离、浓缩、纯化和精制的功能。膜分离技术已广泛应用超纯水、资源回收、食品工业、植物深加工、苦咸水淡化、饮料工业、医药工业、农产品深加工、生物医药、中药制剂、食品工业废水处理、临床医学、印染废水、饮料工业、生物发酵等,已成为当今分离科学中最重要的手段之一［１－５］。本文介绍了膜分离技术的研究进展。 1膜分离技术概述 1.1膜分离技术 膜分离是指借助膜的选择渗透作用在外界能量或化学位差的推动下对混合物中溶质和溶剂进行分离、分级提纯和富集。该技术作为新的分离净化和浓缩技术与其他传统的分离方法相比常温下操作有高效、节能、工艺简便、投资少、污染小并且膜分离具有过程简单、经济适用、分离系数较大、没有污染能适合常温下连续操作、可直接放大、可专一配膜等优点人类对于膜的研究源于18世纪, 但是膜分离技术的工业应用是在上个世纪年代以后从六十年代的反渗透到九十年代的渗透汽化,膜分离技术发展迅速, 膜分离技术的应用领域不断扩大常用的膜分离技术有超滤（UF）、微滤（MF）、反渗透（RO）、纳滤（NF）、电渗析（ED）等现已涉及人们生产和生活的各个方面对水处理工业、化工生产、医药、食品生产和生物工程等领域的发展产生了巨大的作用［６］。
新型膜分离技术在污水处理中的应用 作者：阮介兵 来源：《市场周刊·市场版》2020年第04期 摘要：文章对膜分离技术在污水处理中的应用做了简要分析，并且针对平板陶瓷膜进行了技术特性的讨论，并说明了该技术材料应用于污水处理领域中的实际效果，平板陶瓷膜的性能卓越。 关键词：膜分离技术;污水处理;应用 一、引言 膜分离技术一直是废水处理中发展最快，应用最广泛的技术之一。通过膜分离可以实现废水净化，饮用水的纯化以及海水的淡化处理。外部施加力的作用，造成反渗透现象，并且阻隔杂质、大的颗粒物、胶体等通过膜體，已达到净化水质的目的。 二、膜技术的种类及特点 膜材料是指选择性渗透的天然或人造膜，主要用于分离，分类，清洁或浓缩多组分液体或气体。反渗透膜、纳滤膜、微滤膜等是依照所使用的过滤膜的孔径大小而提出的分类方法。其中，超纯水和海水淡化中常常优先选用反渗透膜，软化水则多数选用纳滤膜，低压膜处理方法则包括微滤膜和超滤膜。过滤膜的形状特征也可作为分类依据，它可以分为平面薄膜，管状膜，滚动膜和空心膜。其中空心膜广泛用于水处理。管状膜可以用于例如液体分离，高形态含量的垃圾渗滤液;近年的研究中，出现了结构更为简单的过滤膜，其性能优良，过滤效果好且过滤效率高，其中MBR膜生物反应器便是具有代表性的一种。有机膜和无机膜是根据制备过滤膜的材质的不同来进行的分类，有机膜大多数是由聚合物制成，而无机膜在高温环境中有更大的使用优势，具有高度的化学稳定性和有机聚合物膜材料不具备的许多其他性能，并且具有广阔的应用前景。 三、新型膜技术的特点及优势 （一）平板陶瓷膜的技术性能 平板陶瓷膜在近年来逐渐展示出优良的污水处理能力和工作效率。其具有很好的抗菌能力，在高温下、酸碱环境中仍能够优良稳定的化学性能，分离精度高，高机械强度，易于再生，使用寿命长。特别是对于MBR流程，它通常用于乡村和城市废水处理，传统工艺升级，废水再生和应急饮用水。