膜过滤应用手册
实践技巧和提示
2000年6月
介绍
这是膜过滤应用手册第二版。为了提高这本手册的应用价值，新增了预处理、自动控制和泵的描述。
这本手册是在膜过滤领域许多年实践的产物，它也是一个信息的综合。目的是提供一些常见问题的信息，为初步介入膜过滤领域的新人提供一些帮助，回答一些问题。这本书对已从事膜设备设计及建设的工程师和在已建工厂工作的工程师都能提供许多有用的信息。同时对膜系统的设计和操作的学习也有较大的帮助。
本书提供的信息相对于理论计算和思索，更多的是实践经验。因此，它并不是技术学院里的一本传统的教科书。虽然书中没有太多的数学计算，但它对于工业和学术应用都是非常有用的，因为它含有膜过滤领域许多“老到”的经验，即使对于业内行家而言，它也并不是一本出版物而已。
这本手册并不适用于那些纯粹的初学者，因为书中对膜和膜技术的描述比较具体，而简略了一些基础的膜和化学知识。
本书中大多数的实例是基于平板膜（DDS板框系统）和卷式膜组件(DESAL)。卷式膜组件占了世界大多数的销售市场份额，而纤维膜系统、陶瓷膜系统和管式膜系统分享的市场份额则相当小。由于他们在领域的地位，在2000年以前纤维膜系统、陶瓷膜系统和管式膜系统想成为市场主导的机会极小。因此在本书关于他们的信息比较少。
在当今时代，膜正在被努力推广，但还未被消费者熟知，因为膜一般都隐藏在整个工业系统中。有些行业依靠膜生产一些基础的产品，有些则利用膜解决一些复杂的分离过程，另一些则用膜达到一些环保的标准。膜就象计算机一样：很少人理解它们，而只有一些人喜欢它们，但是我们都需要它们。即使我们不喜欢它们，但我们知道它们可以使生活更简便和舒适。
开发高效、完好、经济的膜来处理各种液体包括废水的工作已进行35年。但是对于如何让人们普遍了解建设和操作一个膜工厂的工作还有很长的路要走。希望本书能帮助避免许多以往很容易的犯的错误。
同时我要真心感谢Bjame Nicolaisen提供的许多宝贵的技术上和语言上意见和建议，同时感谢我的妻子作为我的同事参与了许多技术问题的讨论。同时也感谢以不同方式参与本书的其它朋友！
Jorgen Wagner
专业名词解释及约定表1、专业名词解释及约定
四种膜过程
反渗透（RO）是液体/液体分离过程中最可能使用的膜分离过程。原则上水是唯一通过膜
的物质；特别是所有的溶解和悬浮的物质被截留。有时一些开放类型的RO膜和纳滤（NF）膜会产生混淆。
真正的纳滤只截留超过一价的负电荷离子，如硫酸盐、磷酸盐,而能通过单价的负离子。根据分子的大小和形状，纳滤也能截留不带电荷、溶解性物质和正电荷离子。纳滤对氯化纳0～50％的截留率主要决定于进水的浓度。而“宽松的反渗透”是一种减少了盐截留率的反渗透膜。由于盐截留率的减少可以降低压力和能耗，因此在有些项目上也是可以被接受的。
超滤(UF)是大分子量组分(HMWC)，如蛋白质、悬浮固体被截留，而所有的小分子量组分自由通过膜的过程。因此，单价和二价的糖类、盐、氨基酸、有机物、无机酸或氢氧化纳都不能通过。
微滤(MF)过程理论上只有悬浮固体被截留，而其它甚至蛋白质都可以自由通过膜。但是实际情况和理想状态有一定的差距。
下表是对以上内容的总结。
表二四种膜过程的比较
产品和膜过程
许多产品使用膜来处理，但已销售的80％以上的膜用于水的脱盐处理。剩余的部分20.5%被用于乳制品的处理，其余被用于各种液体的处理。其中某些液体属于废弃的产品，而某些则是非常贵重的只要产物。表3列出了一些典型的应用，阴影部分代表主要的产物。注意：透过液和浓水都可以是需要的产物，而可以同时成为产物。
表3 某些产物的膜过程类型
膜的材料、结构和使用限制
膜材料
在商务上由不同供货商提供的膜的选择方案看起来令人迷惑，因为许多材料都可以用来做膜，而它们又有许多商务名称，实际上，真正使用的材质很少，并且大多数销售和使用的膜只是一些很基本的类型。
?整膜
醋酸纤维素(CA)是“最初的”膜，被用作RO、NF和UF应用。这种材料有一些缺陷，特别是针对于pH和温度。CA其主要的优点是低价，以及由于它的亲水性使其不易阻塞污染。如今还有一些“顽固的”用户坚持购买“同样的膜直到最后”，他们坚持使用CA膜是因为它们还可以工作，但实际上CA膜的弱点是它们易被微生物吞噬。
聚砜(PSO)自从1975年以来已被广泛应用于UF和MF膜。PSO的主要优点是它良好的耐温和耐pH能力。实际上在食品和乳制品行业中，聚砜是唯一被大量使用的膜材料。原则上，聚砜(PSO)膜不能抗油、油脂、脂肪和两极溶剂。然而，也有一种亲水类型的聚砜膜能违反此原则，在乳化油行业应用良好。
聚偏二氟乙烯(PVDF)是一种传统的膜材料，但是它并未被广泛使用，因为它很难使膜具有良好且稳定的分离特性。它的主要优点是其高度的抗碳氢化合物和氧化环境的能力。
?复合膜
也称薄膜复合膜，它一般被缩写为TFC和TFM，被用来代替醋酸纤维RO膜。其主要的优点是同时具有较高的通量和很高的盐截留率，用复合RO膜氯化钠的截留率一般可达99.5%。它们也有好的抗温度和pH的能力，但不能耐氧化环境。
复合膜有二层和三层的设计，但所有的都有精确的组分。一般来讲，一种薄膜复合膜由一个PSO(聚砜)膜作为其非常薄的表面层的支撑，在PSO超滤膜的表面层是一种聚合物。而三层设计则在PSO支撑膜的上部有二层薄膜。
大约在1980年，Film Tec主导了二层膜设计的市场，并很快成为水脱盐处理的行业标准，直到现在这种类型的膜都占领了水脱盐处理的市场。
多年以来膜已有了很大的发展，但基础设计没有改变，如今已有好几家公司制造这种类型的膜。
二十世纪八十年代中期，Desal开始进行三层复合膜的设计。在水脱盐处理方面这种膜很难和二层竞争，但在工业分离领域被证明可以工作得更好。三层膜更稳定，更不易阻塞污染。它们一般用于RO和NF，对于处理许多较难的分离过程，也是最佳的选择。Desal是唯一生产三层复合膜的制造商。
以下是根据膜的表面积来划分的全世界膜的消耗量。
复合RO膜85％
复合NF膜3～5％
聚砜UF和MF膜5～7％
其它膜3～5％
“其它膜”包括聚丙烯(PAN)、陶瓷材料( SiO2)和纤维素(水解醋酸纤维素)等。
膜材料的选择
对于一个给定的分离过程选择合适的膜和膜材料是比较困难的，为了作出合适的选择必须先提供一些有关分离过程环境的概要信息。第一步现确定可取的过程(RO、NF、UF或MF)和适用的膜材料。可以选择对于过程环境最适合的膜材料。表2(四种膜过程的比较)，表3(产品和过程)以及表4(一些膜材料的抗化学品性能)可能对膜的选择有些帮助。
表4 一些膜材料的抗化学性能
√表示基于理论的信息或在实践应用中有不确定性。
除了已经应用的案例外，膜材料的选择是比较困难的，因为可以考虑的往往不止一种材料。按一般原则，对于一个分离过程只有通过良好的计划和成功的试验才能为膜的选择提供最佳方案。
PH和温度耐受力
在“膜材料”部分已讨论了不同的材料的pH耐受力。当确定一个膜过程的时候，仅仅考虑膜材料是不够的。膜有好多种构型(板框式、管式、卷式等)。同一个膜系统包括许多其它的组件，它们都有严格的pH限制。许多膜供货商规定的pH限制实际上是存在于整个膜系统中的限制，而不只是膜本身，在整个系统中耐受力最差的材料决定了整个系统的pH限定范围。
目前主要的膜类型是卷式膜组件，虽然以下的说法对所有膜类型都适用，但我们还是以卷式膜为例。
通常膜表面的衬背材料是一个限制因素。目前使用最广泛的衬背材料是聚酯(PE)。它具有非常良好的温度稳定性，但受限于高pH环境。因此，许多膜说明书中列出了最高pH 11.5的限制。然而，许多膜可以以聚丙烯(PP)作为衬背，它具有非常良好的pH稳定性，但温度受限制，会给膜产品带来麻烦。因此我们的观点是当选定了合适的膜材料和膜构型后，必须确定这种组合对于耐受过程的工作环境是可行的。
由于卷式膜组件含有许多其它的不同的高分子材料，因此除了PE衬背材料外，还可能有一些其它的限制因素。一般中心管和反套装置/内部接头由PVC或ABS制成，这些材料都没
有良好的温度耐受力。聚砜(PSO)是一种价格贵得多的材料，但是可以提供良好的pH和温度耐受力，因此它一般在工业过程中被选作中心管和反套装置/内部接头。
一个规定的pH限制一般有一个灵活的变化范围，在其它条件正常的情况下短时间超过范围不会有太大影响。通常低pH比高pH要好些。温度和pH同时超出范围一般都会引起较大的问题。
复合膜和氧化环境
目前世界上还在寻找能耐受20ppm次氯酸钠的用于RO和NF的好的复合膜。一些现有的复合RO膜有氯耐受力，但它们仍不能满足目前的一般行业需要。？。相反，多数薄膜复合膜(TFM)能较好地耐受过氧化氢，至少在限制浓度、低温和较短持续时间的条件下。
膜结构
从表面看，所有的RO、NF和UF膜都是非对称型的。这将多数膜和一般的过滤器区分开来，如咖啡过滤器，它们是对称型的，换句话说，在过滤器的两侧是对称的。
面向被处理的产品一侧膜有一个不透水的致密表层，这也称为皮肤层。它很薄，一般<<0.1μm。而膜本身在150～250μm，大多数膜为皮肤层提供结构支撑。非对称结构意味着膜孔径远大于致密表层的孔径，这样可以避免膜孔被堵塞。因此膜具有较好的抗污染能力，污染物要么被完全截留要么全部通过。
以下是在较宽范围内列出的膜的孔径。
表5 一般的膜孔径，μm
迄今为止，还无法用显微镜从RO膜和NF膜中观察到小孔，但水还是透过了膜而盐被截留了。这意味着自从制造出第一张膜后的35年来研究膜的科学家并不真正了解膜是怎样的或为什么有这些功能的，或至少他们并不了解其中的细节。而第一张膜是有人亲眼看到脱盐水通过膜而产生的。如果他只是通过显微镜来观察膜，则他可能会拒绝接受这个事实，因为显微镜中根本无法看到小孔，因此也不可能透过水。
尽管我们还无法了解以上的现象，但我们可以预言RO膜的应用将得到推广。而NF膜则更困难些。但如果现在有三种溶剂在一种溶液中，我们只能选作NF膜进行分离，当然必须先对进水进行精确而完整的分析。
表6 膜制造商1996年以来主要制造商的不完全统计
膜组件/组件设计
就象前面所提到的那样，目前市场上有许多种膜构型。
卷式构型占膜市场的主导。卷式膜的设计原本专用于水脱盐处理，但其紧凑的设计、低廉的价格已吸引了其它行业。经过了许多试验和失败后，重新设计的组件已经可以用于许多工业行业，如乳制品行业、纸浆和造纸行业、高纯水以及一些高温和极端pH的场合。但是，大多数膜公司只为极端项目提供一种卷式膜。
管式膜已存在较长一段时间了。它的设计简洁而易于理解。许多大学院校喜欢用管式膜，因此它易于计算雷诺数并将其传递系数理论化。管式膜有一个较大的优点，它们能较大范围地耐悬浮固体和许多令人讨厌的纤维。
但所有的管式膜有以下几个缺点：
?占地面积大；
?膜的更换困难且耗时多；
?大口径(1英寸)的管式系统能耗大；
?内部体积大，周期性使用化学品和水冲洗和反冲洗耗费昂贵；
?制造商改变管式设计投资大且困难。
有时管式系统的优点超过缺点，管式膜在市场上有一定的地位，虽然比较小。
板框式（板式）系统早先由DDS主导，并在欧洲占据乳制品市场15年了。在1989年∽1995年期间缺乏研发和居高不下的价格结构或多或少地扼杀了其设计进步。
目前在欧洲有一些新的适用的板框式系统。最有名的由ROCHEM设计。板式系统虽然价格较贵，但能提供周密而完善的设计。现代的板式系统可以耐非常高的压力，超过100bar。因此在处理垃圾填埋沥出液和船上海水脱盐处理中需要极端压力情况下有一定的应用市场。
纤维构型（有一种例外）类似于管式系统。只是纤维的内径很小，一般<2mm。同大口径管式膜最大的不同点在于纤维系统通常无需支撑，它们上市容易但价格相当昂贵。纤维系统抗机械力差。因此它们一般仅在一定范围内使用，如纯牛奶超滤和乳化油等。
陶瓷膜构型也非常昂贵。理论上说，陶瓷系统对微滤（MF）非常有效。事实上，其市场非常小。
中空纤维构型早先由杜邦公司用于海水脱盐。由于需要非常严格的预过滤，它们几乎不用于销售。
卷式膜组件的分类和参数
市场上有许多种卷式膜组件。下表列出一部分。更多信息见P16。
表7 卷式膜组件的分类和参数
管式膜的分类和参数
表8管式膜的分类和参数
板框系统的分类和参数
“板框式”这个名称包括了许多不同构型的膜组件，所有的都使用平板式膜。其它系统则包括卷式组件、管式膜或纤维系统。对于板框式系统，除了它们都是平板膜外，在组件中板和模的排列有较大的区别。表9列出了主要的板框式产品。
表9 板框式产品和组件列表（不完全）
纤维系统的分类和参数
表10 纤维系统的分类和参数
不同膜组件之间的比较见表11。
膜组件和组件的比较
下表是不同类型膜组件和组件性能的定性比较。
表11 几种膜组件的比较
注意：1)膜系统只能按一种方式设计，膜的更换意味着整个硬件的更换。但管式和板式膜换膜时可以仅换膜，其余系统不变。
卷式膜组件
膜壳设计在市场上有许多不同的膜壳设计，可以根据材料(不锈钢和高分子)或功能(侧面端口进出或通过端盖进出)进行分类。
高分子膜壳一般都由加固的聚酯玻璃钢制成。这种设计已有30多年并工作良好。但也并不是毫无问题。它们在地面水和海水的脱盐处理中运用良好，但对其余的产品却有些问题。多数高分子膜壳使用一个拉紧环来稳固端盖。
不锈钢膜壳早先专用于乳制品行业。如今它们的应用已越发广泛了。结构上以侧端口作
为标准。一些不锈钢膜壳的结构和玻璃钢膜壳相同，这样会造成其端盖的难以移开。不锈钢膜壳的内部需电镀磨光。否则几乎不可能将组件推进推出。
玻璃钢膜壳只有三种标准直径：2.5英寸、4英寸和8英寸。不锈钢膜壳则有一个非常宽泛的标准范围，且无标准直径。
不幸地是在欧洲，使用的大多数不锈钢膜壳运用的都是美国英寸度量标准，且标准的乳制品尺寸较常见，但2.5英寸、4英寸和8英寸直径的膜壳却较难找到。
表12是以上内容的总结。
表12 玻璃钢和不锈钢膜壳的比较
图1
侧端进出口的不锈钢膜壳有两种：4口型，使用这种膜壳可以作为无外部产品副件的模块，且另一种类型则使用内部副件的排列。？(见图1)使用者可以自己确定使用哪种类型，但事实上大多数的系统都建成外部副件型。
侧端进入型的主要优点是在卫生级系统中允许高流量。但在水脱盐中很少使用。
卷式膜组件的尺寸在当今是非常关键的。外径、组件长度和中心管的内径都没有标准化。因此更换组件使供货商变得非常困难，也给模块制造商带来许多麻烦。
每个膜壳内的组件数量－压降
为了确定每个膜壳内的组件数量，必须考虑以下几点：
?首先确定使用的是RO/NF还是UF/MF；
?然后审查整个处理过程；
?第三，确定每个膜组件能耐受的压降值。
以下两点应更值得注意：
?传导膜压(TMP)(膜壳进口和出口之间的压力变化)；
?通过每个膜壳的压降。
传导膜压代表了一个膜壳进口和出口之间的压力改变值。压力的降低是负荷通过膜组件的结果。具体例子见表13。
我们很容易理解的是，如果进水压力是10bar，则进出口之间的压力变化很小，并可忽略不计。但如果进水压力只有1～5bar，那就完全不同了。因此，在一个膜壳中所有的组件最好有相同的传导压力。而在低压操作中，组件的最大数量将减少。下表将作出相应说明
表13 卷式膜组件的压降举例
表14 每个40″组件的压降(bar)
表15 每个膜壳内的组件数量
膜和系统的局限性
温度
膜的一般简介
以醋酸纤维作材料的膜有其本身的温度限制，其上限操作温度大约在35℃。
PSO、PVDF和PAN材料能耐较高的温度。PSO和PVDF膜据称可在95℃下操作而没问题。PSO的操作温度更可达120℃。
一般来说复合膜的操作温度至少可达80℃，在低压情况下，它们可经受更高的温度，如热消毒时。
膜系统的耐温能力大多数情况下并不仅受膜本身的温度限制而限制，而更主要受膜的构型和膜系统中的其它组件的限制。
卷式膜组件
一般卷式膜组件的温度上限为45℃。这个限制对用于水脱盐的标准组件是有效的，但目前市场上已有能耐更高温度的卷式膜组件。虽然在水脱盐中45℃并不是一个最高温度限制，但对于食品和分离行业的个案却有问题。经过了许多试样和失败后，一些公司已经成功地研制出了耐温稳定的膜组件。
多年来用于乳制品行业的组件已可以在比供货商原先说明的更高的温度(和压降)下操作了。如今，在乳制品行业标准组件的真正温度限制是55℃，在正常操作中很少会在这个温度下操作。
一种新型的具有标准的30mil菱形流道的组件可以耐受更高的温度。这种组件的销售名称为Duratherm?。这些组件可以在70℃下持续操作，短时期可加温到90℃，而同时可保持正常的膜使用寿命。但必须注意通量，并保持低于35lmh，这样可以确保操作压力保持低压。关于标准进水流道的使用，这种类型的组件只用于纯水操作。
有较宽进水流道的组件可以在进水含较高溶解性固体的情况下操作。标准膜组件使用50mil的流道，但较宽的流道可达90mil，可以处理较难处理的液体。用这种类型的膜，这些组件可以持续操作在90℃温度下。来自DESAL TM公司的此种类型的膜其销售名称为DURATHERM?EXCEL。好的温度稳定性可以确保这些组件彻底灭菌，或者它们可以持续操作在理论上微生物不会有任何生长的温度下。
胶的超滤中的膜可以喜爱80～90℃下操作多年。最近一个个案表明除硅石的蒸发器冷凝物的RO处理其操作温度接近90℃。
记录表明：DESAL TM膜组件已经在工业领域起主导地位，可以在140℃无水操作。这可能已经非常接近高分子膜的极限。
表16 卷式膜已经的温度限制
请仔细阅读供货商提供的有关膜组件的说明书，关注如pH、通量和压力等方面的限制。
高温操作一个正面的影响是：高温可以增加通量(见优化压力和温度一节)。90℃下操作可以在相同压力下将通量从100％提高到300％。但更好的方法是将压力(NDP)减少到三分之一，这样可以减少电耗。
高温一般被认为问题比较多。但作者也经常发现：即使在高温下比常温必须对一些细节予以更多的关注和重视，但高温膜操作还是有许多优点。我们应注意主要的原则：温度越高，必须越关注其组件和膜的物理特性。
－过大的传导膜压力将使膜变得非常平(压紧)，导致不可挽回的通量的下降。
－过大的压降将导致膜和/或构件的高分子材料移动，有时破裂，最终导致膜的彻底损坏。
除了卷式膜外的其它系统。
?纤维系统一般可耐温达80℃；
?无支撑磨管的低价管式膜系统一般注明最大操作温度为35℃；
?有支撑的高价管式膜系统，如一个不锈钢的支撑排列可以耐温超过80℃；
?中空精细纤维系统温度限制<50℃；
?板框式系统，根据实际设计，操作温度可>80℃，但一些较陈旧的系统在高温操
作时压力稳定性有些问题。
压力
所有的膜对压力都是敏感的。“压紧”(compaction)一词常用于描述由于压力而导致膜的不可反转的“变平”。除了膜本身受到的危害外，其至关重要的是要有适当的支撑，防止压力将膜挤压入支撑材料。
因此仔细地阅读和遵守供货商的说明书是非常重要的。通常这类说明书不仅基于理论计算而且得之于实践经验，因此我们何必去重复别人的失败经历呢？
表17 典型的压力限制，bar
表18 避免压紧的指导方针(不适用于CA膜)
关于膜的最大允许温度和压力没有固定的准则。表18内的指导方针除了CA膜外适用于所有的膜。表18A提供了一些用Wagner单位换算的关于温度/压力关系的一般原则。注意：温度比压力更危险！因此，当操作接近上限温度时，建议尽可能限制压力。
表18A 避免或使压紧最小化的指导方针
pH
除了CA膜外大多数的膜对极端pH有较好的耐受力。一般对许多膜主要的限制是因为使用了聚酯衬背，经实践应用其pH上限为11.5。在很高的pH值下许多膜的性能将发生改变，但还可以用。多数膜在低pH值下比较稳定。
表19 不同膜材料的pH限制
*)同时低pH和高温可能减少水通量，有时会达到零，并不可逆转。
**)目前的趋势应增加TFM的高pH稳定性。
***)在室温下有效。温度提高膜的损坏老化将加快。不同类型的聚酯胺薄膜在低pH下稳定性方面有较大不同。
进水流量
对膜没有绝对的进水流量限制。但膜或组件的机械强度对其有所限制。
粘性
进水的粘度本身并不是个问题，但高粘度将导致较高压降。因此只要压降允许，通量满足要求并稳定，粘度才不能为操作问题。可见除了高粘度进水对于一个膜系统来说不仅是个膜的问题，更是一个工程问题。
系统组件
一个膜系统不仅仅包括膜本身。本节将看重讨论膜系统中的主要组件。
加热/冷却和热交换器
在膜系统中常用多管(管式和壳形)热交换器用于加热和冷却。加热或冷却的介质在管子外面，而产品在内部。这种结构可以耐高压，因此可以耐压达70bar的设备还是比较常见的。
多管热交换器其工作方式不同于传统的盘式热交换器。主要不同点在于：
?在一个信道内产品的温度变化很小，一般仅0.5℃或更小；
?相比于热交换介质的流量，产品流量大。
由于产品的冷却需求不仅仅为了产品的加热或冷却还受水泵能耗的限制，因此一般选择多管热交换器。温度一般能保持一段较长时间。而通过一个多管热交换器的压降都比较低。
多管热交换器可以从APV-Pasilac和Uniq Filtra tion公司处购买。
阀门
在膜系统中不同行业需要不同类型的阀门，以下是一些例子：
?乳制品行业：卫生级蝶阀和针式阀；
?纯水行业：球阀和针式阀；
?纸浆和造纸行业：任何型号，多数为球阀；
?废水专案：任何型号，多数为球阀。
一些机械工程师声明，球阀和蝶阀不能用于流量或压力控制。理论上这可能是对的，但
在模行业中实践同这种观点相矛盾。这些类型的阀门用于控制目的比较困难，但也不是不可能。球阀和蝶阀的一个有利的方面是，它们具有允许流量和压降有较大不同的性能，如此被用来获得生产和清洗的正确条件。
在膜系统设计中一个主要头痛的问题是高体积浓缩率的回流设备，这意味着系统必须根据小流量浓缩来控制。在这儿用的阀门是一种针式阀。如果浓液中不含有悬浮固体，这种类型一般能运行良好，但很少的悬浮固体却能通过针式阀，严重阻塞浓缩口而导致控制问题。
当在含有悬浮固体很多的液体中操作时，控制问题可以通过“止水浓缩阀”来解决。方法如下：系统中安装有两个定时器和一个自动阀，此阀一般情况下全关。定时器1控制阀门开启的周期长度，定时器2控制阀门开启的时间。当定时器1启动时，浓缩阀全开，浓缩快速进行。当定时器2启动时，浓缩阀完全关闭。用这种方法可以得到精确的浓缩控制。
用于浓缩的控制阀对在反冲洗过程(CIP)中所需的大水量来说太小。因此，需要平行于浓缩阀安装一个反冲洗阀门，(见图2)，反冲洗阀一般是一个3或4路蝶阀，如果从T形接头到阀门的管道的长度短于或等于管道内径的三倍，这种设计可以被认为是卫生级的。在RO系统中，可能可以使用一种大口径的低压活塞阀，虽然这有些违背原则。其诀窍是通过挤压出口的密封将高压引向活塞的一侧，换句话说将水流引向标准方向的相反，在生产过程中，压力使阀门保持关闭，阀门无法打开。在反冲洗和冲刷过程中，管线的压力很低以致阀门无法打开。(发明者：Tom Sirnes)
图2 浓缩阀
根据教科书所说，球阀和蝶阀由于其性能因素不适合用于调节。但经验表明这类阀门在膜过滤工厂中可以用于调节。
泵也可用作特殊的阀门。在处理有高粘度产品和许多悬浮固体的液体的系统中，带变频器的正位移泵可以用作背压阀。这也可以用来剪切敏感产品如蛋白。
压力测量
在膜过滤系统中压力是驱动力，必须被监测。以前只可以使用含有振动板的测量仪，并且必须经过充分减振。使用Bourdon类型的测量仪的一个主要问题是无法调节并且无法精确地读出压力。
本人喜欢使用压力变速器，因为它们可以提供更加精确的读数并很容易标定。采用信号可以用于数据记录，并实现膜系统的电子控制。压力变速器的精确度一般高于Bourdon类型的测量仪10倍，这对于膜系统中压降的确定非常重要，是一个非常重要的测量参数。如果压降的增加超过正常值，而流量条件正确，那么表明发生了物理缩比例或膜阻塞。
用普通的测量仪几乎无法测量压降，因为对于一个40bar的操作压力，压力测量仪可能的最大压力指示会达到60或100bar。即使是很好的压力计其误差值有1％，通过转换达1bar。为了计算压降，用读出的进口压力减去出口压力。如果一个压力计显示40bar，另一个为38bar，由于压力计本身的误差，真正的差值一般在0～4bar。换句话说，压力计导致较高的错误结果，而压力变速器可以提供更可靠的资料。
流量测定仪
在膜系统中需要严格的流量测量和控制。一般使用转子流量计，它们在由操作员进行日常读数的系统中足够了，但也有些缺点，它们一般只提供一个视觉的读数而不提供可以数据记录的数据。因此，如果产品是比较混浊或带有颜色，它们几乎没有用，且如果产品的密度或粘度不同于水它们的读数也不正确。总之，它们只能用于日常监测。
如今一直使用的流量计是电磁流量计。虽然电磁流量计看起来较贵，但它非常精确，可以测出系统中的实际流量。丹麦Sikeborg公司的ProcesData流量计价格不贵且质量相当好，可以满足乳制品行业的卫生级标准，还有许多大的电磁流量计供货商，如Krohne(德国)、Siemens(德国)Fischerard、Porter(英国)、Danfoss(丹麦)。
市场上多数流量计都用于普通场合，其实还有许多其它的类型，如Burchert流量计使用一个小的信号装置指示流量。由于这种流量计可以耐受90℃高温和高压，因此可以用于许多案例的测试。但不适用于流量大、产品中颗粒和纤维多的场合。
我们应该特别注意透过液流量计。这里的问题主要是用于生产和反冲洗循环过程的透过液流量计是很不同的。在超滤系统中，反冲洗流量一般要高10～30倍。在这种情况下，流量计变成了一个喉结，这不是我们所希望和接受的。解决的方法之一是为反冲洗装置设置一个旁路阀，另一种方法是选择的电磁流量计口径应同时适合于生产和反冲洗的流量。
极少的流量计能耐受RO和NF系统中的压力、pH和温度。因此为这类膜过程选择流量计时必须特别注意。
储罐设计
膜系统中使用的储罐为了便于排水彻底应作成圆锥形或斜底。否则一些颗粒、晶体或其它沈淀物质将积在储罐底部，迟早导致一些化学的、机械的或生物细菌的问题，或者三种问题同时发生。同时储罐的盖子应较松，便于冲洗和人工清洗。
不管是否可能，储罐内部不设加热盘或液位开关也是非常重要的。所有的测量装置应该置于储罐外部。液位控制最好使用压力传感器，温度测量装置可以用管子连通装置而不要置于储罐内。
储罐最适宜的材料是不锈钢。其它多数材料都有内在的温度限制。
在大型的超滤(UF)系统中，一般在进水平衡槽旁设置一个渗透液槽，按一般惯例是建两个储罐作为一个溢流单元。这样可以在生产过程中将透过液和浓液分离开，但是当把超大流量作为透过液时，在冲刷过程和反冲洗过程中允许透过液自流入进水平衡槽，这样的作法在许多膜系统中被证明是很切实可行的。
图3 两个进水储罐
多介质过滤器操作维护手册 1、工作原理 多介质过滤器，用于原水的除浊处理。将原水送入装有各级匹配的石英砂的多介质过滤器，利用石英砂的截污能力，可有效地去除水中的较大颗粒悬浮物和胶体等，使出水的浊度小于1mg/l，以保证后续处理的正常运行。 原水在管道内加入絮凝剂，絮凝剂在水中发生离子水解和聚合过程，水中胶体粒子对水解及聚集的各种产物进行强烈的吸附，使粒子表面电荷和扩散厚度同时降低，因而粒子间相互排斥能降低，相互接近而凝聚，水解产生的聚合物被两个以上的胶体吸附后，在粒子间产生架桥联接，逐步形成较大的絮凝体，经过多介质过滤器时，为砂滤料载留。 多介质过滤器的吸附是一种物理吸附，按滤料的填装方式大体可分为松散区（粗砂）、紧密区（细砂），悬浮物质在松散区主工通过流动接触产生接触凝聚作用，所以该区域截留较大颗粒的悬浮物质，在紧密区主要是惯性碰撞及悬浮颗粒间的吸附作用，所以该区域是截留较小颗粒的悬浮物质。 当多介质过滤器因截留过量的机械杂质而影响其正常工作，则可用反冲洗的方法来进行清洗。利用逆向进水，同时通入压缩空气，进行气水混合擦洗，使过滤器内砂滤层松动，可使粘附于石英砂表面的截留物剥离并被反冲水流带走，有利于排除滤层中的沉渣、悬浮物等，并防止滤料板结，使其充分恢复截污能力，从而达到清洗的目的。反洗以进出口压差参数设置来控制反冲洗周期，经验得知一般为一天，具体须视原水浊度而定。 多介质过滤器采用不锈钢操作阀组，过滤器的启运、正洗、反洗、停机等工序均是手动控制操作。 当多介质过滤器运行至进出口压差为0.07MPa时，必须进行反洗。 2、结构特点 设备本体是带上下椭圆封头的圆柱形钢结构，过滤器材质为Q235―A或304不锈钢，内衬硫化橡胶防腐，内部在进水口设有布水器，下部设有集水装置，集水装置上填装1400 mm的石英砂。成套设备的本体外部装置有各种控制阀门和流量计、压力表。多介质过滤器所填填料包括精制石英砂。填高如下： 石英砂 0.4-0.6mm 700mm
膜過濾應用手冊 實踐技巧和提示 2000年6月 介紹 這是膜過濾應用手冊第二版。為了提高這本手冊的應用價值，新增了預處理、自動控制和泵的描述。 這本手冊是在膜過濾領域許多年實踐的產物，它也是一個資訊的綜合。目的是提供一些常见问题的信息，为初步介入膜过滤领域的新人提供一些帮助，回答一些问题。这本书对已从事膜设备设计及建设的工程师和在已建工厂工作的工程师都能提供许多有用的信息。同时对膜系统的设计和操作的学习也有较大的帮助。 本書提供的資訊相對於理論計算和思索，更多的是實踐經驗。因此，它並不是技術學院裏的一本傳統的教科書。雖然書中沒有太多的數學計算，但它對於工業和學術應用都是非常有用的，因為它含有膜過濾領域許多“老到”的經驗，即使對於業內行家而言，它也並不是一本出版物而已。 這本手冊並不適用於那些純粹的初學者，因為書中對膜和膜技術的描述比較具體，而簡略了一些基礎的膜和化學知識。 本書中大多數的實例是基於帄板膜（DDS板框系統）和卷式膜元件(DESAL)。卷式膜元件占了世界大多數的銷售市場份額，而纖維膜系統、陶瓷膜系統和管式膜系統分享的市場份額則相當小。由於他們在領域的地位，在2000年以前纖維膜系統、陶瓷膜系統和管式膜系統想成為市場主導的機會極小。因此在本書關於他們的資訊比較少。 在當今時代，膜正在被努力推廣，但還未被消費者熟知，因為膜一般都隱藏在整個工業系統中。有些行業依靠膜生產一些基礎的產品，有些則利用膜解決一些複雜的分離過程，另一些則用膜達到一些環保的標準。膜就象電腦一樣：很少人理解它們，而只有一些人喜歡它們，但是我們都需要它們。即使我們不喜歡它們，但我們知道它們可以使生活更簡便和舒適。 開發高效、完好、經濟的膜來處理各種液體包括廢水的工作已進行35年。但是對於如何讓人們普遍瞭解建設和操作一個膜工廠的工作還有很長的路要走。希望本書能幫助避免許多以往很容易的犯的錯誤。 同時我要真心感謝Bjame Nicolaisen提供的許多寶貴的技術上和語言上意見和建議，同時感謝我的妻子作為我的同事參與了許多技術問題的討論。同時也感謝以不同方式參與本書的其他朋友！ Jorgen Wagner
高效过滤器操作使用维护说明书 1. 基本参数 1.1 运行滤速：8m/h 1.2 进水浊度： <5mg/L 1.3 出水浊度： <1mg/L 1.4 反洗强度：8L/㎡·S 1.5 气洗强度：12L/㎡·S 1.6 反洗时间：4-6min 1.7 工作温度：5-40℃ 1.8 工作压力：≤0.6MPa 1.9 滤料高度：1200mm 1.10 填料成分：石英砂、无烟煤、鹅卵石 2. 结构及工作原理 原水在管道内加入絮凝剂，絮凝剂在水中发生离子水解和聚合过程，水中胶体粒子对水解及聚集的各种产物进行强烈的吸附，使粒子表面电荷和扩散厚度同时降低，因而粒子间相互排斥能降低，相互接近而凝聚，水解产生的聚合物被两个以上的胶体吸附后，在粒子间产生架桥联接，逐步形成较大的絮凝体，经过高效过滤器时，为滤料载留。 高效过滤器是以成层状的石英砂、无烟煤作为床层.床的顶层由最轻和最粗品级的材料组成，而最重和最细品级的材料放在床的低部。其原理为
按深度过滤--水中较大的颗粒在顶层被去除，较小的颗粒在过滤器介质的较深处被去除。从而使水质达到粗过滤后的标准。多介质过滤器可去除水中水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、氯、嗅味及部分重金属离子等，并降低水的SDI值，满足深层净化的水质要求。该设备具有造价低廉，运行费用低，操作简单；滤料有石英砂、无烟煤、鹅卵石，经过反洗，可多次使用，滤料使用寿命长等特点。 高效过滤器的吸附是一种物理吸附，按滤料的填装方式大体可分为松散区(粗砂)、紧密区(细砂)，悬浮物质在松散区主工通过流动接触产生接触凝聚作用，所以该区域截留较大颗粒的悬浮物质，在紧密区主要是惯性碰撞及悬浮颗粒间的吸附作用，所以该区域是截留较小颗粒的悬浮物质。 当高效过滤器因截留过量的机械杂质而影响其正常工作，则可用反冲洗的方法来进行清洗。利用逆向进水，同时通入压缩空气，进行气水混合擦洗，使过高效过滤器内滤层松动，可使粘附于石英砂表面的截留物剥离并被反冲水流带走，有利于排除滤层中的沉渣、悬浮物等，并防止滤料板结，使其充分恢复截污能力，从而达到清洗的目的。反洗以进出口压差参数设置来控制反冲洗周期，经验得知一般为一天，具体须视原水浊度而定。 高效过滤器采用蝶阀操作阀组，高效过滤器的启运、正洗、反洗、停机等工序均是自动控制进行操作。 当高效过滤器运行至进出口压差为0.07MPa时，必须进行反洗。 3.反洗的必要性 高效过滤器在过滤过程中，原水中的悬浮物等被滤料层截留吸附并不断地在滤料层中积累，于是滤层孔隙逐渐被污物堵塞，在滤层表面形成滤
题目：膜分离技术读书报告日期2015年11月20日
目录 一、膜的种类特点及分离原理 (1) 二、最新膜分离技术进展 (3) 1. 静电纺丝纳米纤维在膜分离中的应用 (3) 1.1 静电纺丝技术的历史发展 (3) 1.2 静电纺丝纳米纤维制备新型结构复合膜 (3) 1.2.1 在超滤方面 (4) 1.2.2 在纳滤方面 (4) 1.2.3 在渗透方面 (5) 1.2.4 静电纺丝纳米纤维制备空气过滤膜 (5) 2. 多孔陶瓷膜应用技术 (6) 2.1 高渗透选择性陶瓷膜制备技术 (7) 2.1.1 溶胶—凝胶技术 (7) 2.1.2 修饰技术 (7)
一、膜的种类特点及分离原理 膜分离技术（membrane separation technology, MST）是天然或人工合成的高分子薄膜以压力差、浓度差、电位差和温度差等外界能量位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。常用的膜分离方法主要有微滤（micro-filtration, MF）、超滤（ultra-filtration，UF）、纳滤（nano-filtration，NF）、反渗透（reverse-osmosis, RO）和电渗析（eletro-dialysis, ED）等。MST具有节能、高效、简单、造价较低、易于操作等特点、可代替传统的如精馏、蒸发、萃取、结晶等分离，可以说是对传统分离方法的一次革命，被公认为20世纪末至21世纪中期最有发展前景的高新技术之一，也是当代国际上公认的最具效益技术之一。 分离膜的根本原理在于膜具有选择透过性，按照分离过程中的推动力和所用膜的孔径不同，可分为20世纪30年代的MF、20世纪40年代的渗析（Dialysis, D）、20世纪50年代的ED、20世纪60年代的RO、20世纪70年代的UF、20世 纪80年代的气体分离 （gas-separation, GS）、20世纪90 年代的PV和乳化液膜（emulsion liquid membrane, ELM）等。 制备膜元件的材料通常是有 机高分子材料或陶瓷材料，膜材料中的孔隙结构为物质透过分离膜而发生选择性分离提供了前提，膜孔径决定了混合体系中相应粒径大小的物质能否透过分离膜。图1是MF、UF、NF、RO的工作示意图。MF的推动力是膜两端的压力差，主要用来去除物料中的大分子颗粒、细菌和悬浮物等；UF的推动力也是膜两端的压力差，主要用来处理不同相对分子质量或者不同形状的大分子物质，应用较多的领域有蛋白质或多肽溶液浓缩、抗生素发酵液脱色、酶制剂纯化、病毒或多聚糖的浓缩或分离等；NF自身一般会带有一定的电荷，它对二价离子特别是二价阴离子的截留率可达９９％，在水净化方面应用较多，同时可以透析被RO膜截留的无机盐；RO是一种非对称膜，利用对溶液施加一定的压力来克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反向从溶液
一、超滤系统简介 超滤（UF） 超滤是一种膜分离技术，其膜为多孔不对称结构。过滤过程是一抹两侧压差为驱动力，以机械筛分原理为基础的一种溶液分离过程，使用压力通常为0.03～0.6MPa，筛分孔径从0.005～0.1μm，截流分子量为1000～500000道尔顿左右。 诺芮特超滤膜 我公司选用的是荷兰诺瑞芮特的外置错流管式超滤膜，型号：38CRH-XLT F5385。生化池的渗滤液通过外置管式超滤膜实现泥水分离，直接得到高质量的超滤产水，浓水回流至生化池。 该管式膜以其优异的强度、PVDF裁量的耐污染性和运行维护简便性得到认可，设计通量高达70~100L/(m2?h)，过滤精度可达30nm，8mm的大通道可以将污泥有效截留并且不会造成膜管堵塞。膜的高效截留作用使得生化池内的污泥浓度可高达25g/L，微生物菌群活性及微生物降解效率大大提高，因此废水中的绝大多数难降解有机物得以有效去除，特别适合于垃圾渗滤液等高浓度污水的深度处理。 外置式管式膜生物反应器（简称TMBR）是一种主要针对垃圾渗滤液等高浓度浓水处理的MBR工艺，主要由生化系统和外置式管式超滤膜系统组成。在外置式膜生物反应器中生物反应器与膜单元相对独立，通过混合液循环泵使得处理水通过膜组件后外排，其中的生物反应器与膜分离装置之间的相互干扰较小。 目前垃圾渗沥液处理中采用的外置式膜生化反应器，超滤膜一般均选用错流式管式超滤膜。即循环泵为混合液（污泥）提供一定的流速（3.5-5m/s），使混合液在管式膜中形成紊流状态，避免污泥在膜表面沉积。错流过滤与传统全流过滤不同，传统过滤是将溶液垂直通过过滤介质来除去其中的悬浮固体，所有的液体在通过滤媒后由同一出口流出。此类过滤装置包括袋式过滤器，砂滤等，粗过滤法只能
膜分离技术应用综述 摘要：膜分离工程技术是一项新兴的高效分离技术，已广泛应用于化工、电子、轻工、纺织、石油、食品、医药等工业，被认为是20世纪末到21世纪中期最有发展前途的高技术之一。由于膜分离的优势，越来越多的中药研究者正致力于开发膜技术在中药工业中的应用。膜分离技术 (微滤、超滤、纳滤、反渗透膜技术)在中药领域中发挥着非常重要的作用，可应用于中药提取液的纯化、浸膏制剂的制备、口服液的生产、注射剂的制备以及热原的去除等。膜分离技术将在中药现代化进程中发挥重大作用，并对中药的规范化和标准化生产起到一定的促进作用。由于历史的原因，生物技术发展初期，绝大多数的投资是在上游过程的开发，而下游处理过程的研究投入要比上游过程少得多，因而使得下游处理过程的研究明显落后，已成为生物技术整体优化的瓶颈，严重地制约了生物技术工业的发展，因此，当务之急是要充实和强化下游处理过程的研究，以期有更多的积累和突破，使下游处理过程尽快达到和适应上游过程的技术水平和要求。 关键词：生物分离下游工程膜分离 正文： 1、常用的膜分离过程 1.1微滤 鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。 具体涉及领域主要有：医药工业、食品工业（明胶、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等）、高纯水、城市污水、工业废水、饮用水、生物技术、生物发酵等。 1.2超滤 早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来，随着超滤技术的发展，如今超滤技术已经涉及食品加工、饮料工业、医药工业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等众多领域。1.3纳滤 纳滤的主要应用领域涉及：食品工业、植物深加工、饮料工业、农产品深加工、生物医药、生物发酵、精细化工、环保净水和污水处理及其资源化工业。1.4反渗透 由于反渗透分离技术的先进、高效和节能的特点，在国民经济各个部门都得到了广泛的应用，主要应用于水处理和热敏感性物质的浓缩，主要应用领域包括以下：食品工业、牛奶工业、饮料工业、植物（农产品）深加工、生物医药、生物发酵、制备饮用水、纯水、超纯水、海水、苦咸水淡化、电力、电子、半导体工业用水、医药行业工艺用水、制剂用水、注射用水、无菌无热源纯水、食品饮料工业、化工及其它工业的工艺用水、锅炉用水、洗涤用水及冷却用水。 1.5其他常用膜分离过程 除了以上四种常用的膜分离过程，另外还有渗析、控制释放、膜传感器、膜法气体分离等。
膜分离技术的应用现状及发 展前景 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
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
Microfil过滤系统安装指南
一：过滤系统简介 Millipore公司的全自动过滤系统Microfil 过滤系统主要是针对液体样品进行微生物检验用的专门自动系统，具有操作简便，使用成本低，耗材灭菌简单，可以高温高压灭菌。最适合科研单位进行科学研究和样品检验，以下是这套系统的具体参数。 二：Microfil 过滤系统的用途 ※ 环境中水的致病微生物富集与检验 ※ 食品饮料的微生物限度检验 ※宾馆空调水的军团菌的微生物检验 ※ 饮用水和水系统的致病微生物检验与分离 三：产品安装过程 1.按照合同清点物品 安装Microfil过滤系统的必须的配件主要有：三连式过滤支架，抽滤瓶（2个），硅胶塞（1包），真空压力两用泵，硅胶管（1-2根），漏斗（MIHAWG072），膜片（多包）。首先将几个配件取出，将三联支架放置在平稳的操作台上，有螺纹头的一方朝右手边，这时检查Microfil过滤支架的白色盖子和不锈钢垫片是否完好，然后拿出管子，不带硬塞的一头接到Microfil过滤支架螺纹头，然后将另外一头接到蓝色硅胶塞上，必要的时候需要加上一点润滑剂（液体石蜡等），将第二根管子接到第一个抽滤瓶的头颈出的出口处，同样的将第二根管子的带塞端插到第二个抽滤瓶的硅胶塞上，从泵体过来的的管子连在第二个抽滤瓶的头颈处，第一步完成。
2．将整孔泵所配的硅胶管从中间剪开，把白色呼吸器两头接到管子上，一头接到真空压力两用泵的真空端，另一头接在第二个抽滤瓶的脖颈处。这样一套过滤装置就装好了。 注意事项： 四：Microfil过滤系统的维护： 1．系统应该定期的高温高压灭菌，一月一次 2．系统应该定期使用消毒剂灭菌，一周一次， 3．系统在每次使用后进行清洗，使用纯水清洗。 4．系统不表面使用酒精喷撒即可。 五：Microfil过滤系统的使用方法 注意：以下所有的操作都要遵循无菌操作规范 1．在无菌的培养皿或无菌Petri-Pad中加入足量的培养基。 2．用火焰在Microfil的支撑表面灭菌3-5秒钟，特别要注意支撑表面的边缘部分。 3．a ) 从易拉口端撕开S-Pak膜的外包装。 b)或者使用EZ-Pak分膜器打开包装并分出一张无菌膜。 4．镊子在火焰上灭菌并冷却，夹住膜并网格朝上的把它放置在不锈钢支撑的中央。
膜分离技术应用综述 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
《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 ：10122 学生姓名 ：齐莹 学生 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 10122 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、
活性炭过滤器操作手册 一、目的：建立纯化水制备岗位操作法，使操作工人正确操作该设备。 二、适用范围：适用于纯化水制备岗位。 三、责任者：纯化水制备岗位操作人。 四、活性炭过滤器操作规程 1. 原理：通过活性炭的物理化学吸附作用去除进水中的有机物， BOD、COD，也能去除色度和臭气等。特定设计结构，是强烈吸附与高效过滤相结合的装置，针对上、下游水质变化要求优选炭型，保证水质，可变化进出水口，可使用蒸汽灭菌，操作简单，活性炭过滤器壳体材料选用不锈钢内涂防腐层型。严格控制产水Cl2<0.1mg/L。 2. 操作流程： ①运行→反洗→静止→正洗→运行 ②高温消毒 3.操作原理 1)运行：打开上进水阀和出水阀；原水从上部进入活性炭过滤 层后由底部导出至下级设备。系统第一次开机时，务必将排 气阀打开让过滤器内空气排出。 2)反洗：打开下进水阀和上排水阀；水从底部进入活性炭过滤 层后由上部排出，冲洗过滤层所沉积的污泥物并排出过滤器
外。反洗时启动两台原水泵，用大流量进行冲洗，时间10— 15分钟。 3)静止: 阀门全关，让石英砂自然下沉，使砂层排列平整。时间 3分钟。 4)正洗: 打开上进水阀和下排水阀；水从上部进入活性炭过滤层 后由底部排出，冲洗过滤层所沉积的污泥物并排出过滤器外。 时间5—10分钟。 5)消毒：关闭上下进水阀，打开蒸汽进气阀和蒸汽排气阀，通 入高温蒸汽进行灭菌，时间30分钟。 五、注意事项 1)严禁未经培训人员上岗操作。 2)做好纯化水岗位清洁卫生。纯化水生产线各部件的外表面至 少每周擦抹一次。 3)系统开启前请检查压缩空气供应是否供应正常，压缩空气经 减压后调整为5bar左右；同时检查管道上手动阀是否处于正 确位置。 4)活性炭滤材一般每年更换一次，更换时同时检查过滤器内上、 下层集散水器有无破损； 5)每周检测一次过滤器出水Cl2值，若Cl2>0.1mg/L，清洗或更 换活性炭； 6)如系统需停运3天以上，应打开过滤器下排阀至过滤器和管 道内的水排尽，同时关闭上进水阀、上排水阀、下进水阀、 下排水阀。 7)附表1 活性炭过滤器故障与排除
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。它与传统的过滤的不同在于，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。交叉流膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别。 对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1～1μm，能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。故微滤膜作为一般料液的澄清、预过滤、空气除菌。 对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在1000～300 000，能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离。因此超滤膜广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源等方面。 对于纳滤而言，膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征，通常截留率范围在60%～90%，相应截留分子量范围在100～1000，故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离，实现脱盐与浓缩的同时进行。 反渗透的截留对象是所有的离子，仅让水透过膜，对NaCl的载留率在98%以上，出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒水、发热物质，也即能截留所有的离子，在生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛。 由于膜分离过程是一种纯物理过程，能够广泛应用于发酵、制药、化工、食品、饮料、水处理工艺过程及环保等领域，并体现了以下特点：分子级别的分离，精密高效，滤液质量好，是普通过滤分离手段难以比拟的；物理过程，无相变，无化学反应；系统惟一的能源耗是电力，能耗低；系统全封闭运行，实现清洁化生产；系统体积小，操作简便安全，可实现自动化控制，扩展性好。 随着膜技术的不断发展，可以实现现有系统的软件升级，及时优化工艺操作条件，提高生产效益。 针对不同的料液及工艺处理要求，选择合适的膜工艺，对料液进行有效的分离、过滤澄清、浓缩，降低能耗、提高产品的质量和收率、减少环境污染，从而降低生产成本，促进效益。
垃圾焚烧发电厂渗滤液处理工程 超滤系统 操作手册 嘉园环保股份
二〇一一年十月
目录 1、超滤膜系统简介 (4) 2、运行前准备 (4) 3、超滤膜的运行 (5) 3.1自动控制 (5) 3.2手动控制 (5) 3.2.1运行手动控制 (6) 3.2.2冲洗手动控制 (6) 3.2.3化学清洗手动控制 (7) 3.3超滤系统的运行操作 (7) 3.4超滤系统的清洗 (8) 3.4.1酸洗 (8) 3.4.2碱洗 (9) 4、超滤膜系统运行日志 (10) 5、膜装置运行禁止事项 (11) 6、超滤膜系统的维护 (12)
1、超滤膜系统简介 本工程超滤膜系统设计处理量为160m3/d，整套系统由产水系统、清洗系统、电气控制系统等所组成。系统采用外置式管式超滤膜，由德国BERCHOF公司生产，型号为83G-I5-V，膜长度为3.0m，膜总面积136m2。系统控制可实现自动、手动控制方式。在自动控制方式下，系统当中的所有设备动作均由PLC完成；在手动控制方式下，操作人员需在PLC控制面板下完成手动控制。具体处理工艺流程如图1所示： 图1 超滤系统处理工艺流程 2、运行前准备 系统运行前，检查系统设备是否处于完好状态，水、气、电是否畅通，并检查以下项目：（1）确认就地控制盘柜已合闸上电，将控制柜所有的断路器扳到“ON”位置，给机组上电。 （2）确认空气压缩机运转正常，开启供气给气动阀的阀门，定期给空压机和储气罐放水。 （3）确认袋式过滤器无堵塞、清洁，避免细小颗粒物（铁屑、沙粒等）进入膜处理系统，对膜组件造成不可挽回的刮伤，因而应定期检查不锈钢网堵塞情况。 （4）确认超滤膜处理系统的水泵处于正常状态，所有的气动阀门处于关闭状态，所有手动蝶阀处于全开状态。
自力式调压阀组（蒸汽减压阀组） 产品介绍： 自力式调压阀（蒸汽减压阀）不是孤零零安装在管道上，而是配合其他阀门或管道联合安装在系统中，通常有单路自力式调压阀组（蒸汽减压阀组）和双路自力式调压阀组（蒸汽减压阀组）两种，用户可以根据需要订购 自力式调压阀组（蒸汽减压阀组）： 一、用于各种气体及低粘度液体的减压 1、阀前手动球阀 2、阀前压力表 3、过滤器（介质确认无颗粒可省略） 4、自力式减压阀 5、阀后压力表 6、阀后手动球阀 7、旁通球阀 备注：1、根据需要，阀组后还可安装止回阀、安全阀（是否允许而定） 2、旁通管可根据现场空间布置在与自力式阀同一水平面上或同一垂直面上 二、用于各种高粘度液体的介质减压
相对于气体减压而言，只是自力式倒装而已 用于蒸汽减压的自力式减压稳压阀组 冷凝器使用前请灌满冷水 □双路自力式调压阀组（蒸汽减压阀组） 自力式调压阀组（蒸汽减压阀组）装置中双路减压只用在工况特别重要，系统不允许出故障的系统中，平常一路工作，一路关闭备用，只要流量足够，不需要同时开启两路减压，以免出现阀开度过小产生震荡和噪声，影响阀使用寿命。 一、用于各种气体及低粘度液体的减压
1、过滤器 2、手动球阀 3、压力表 4、自力式压力调节阀 5、压力表 6、手动球阀（安装时件1前用户自配手动球阀） 二、用于各种高粘度液体介质的减压 同气体减压，只是自力式阀门倒装便可 三、用于自力式调压阀组（蒸汽减压阀组） 安装时件1前用户自配手动截止阀 □设计、安装减压阀组注意事项 安装时，应注意以下几点：
（1）阀在气体或低粘度液体介质中使用时，通常ZZY型自力式压力调节阀为直立安装在水平管上，当位置空间不允许时才倒装或斜装。 （2）阀在蒸汽或高粘度液体介质中使用时，通常ZZY型自力式压力调节阀为倒立安装在水平管上，冷凝器（蒸汽用自力式）应高于调压阀的执行机构而低于阀前后接管。使用前冷凝器应灌满冷水，以后约3个月灌水一次。 （3）自力式调压阀（蒸汽减压阀）在取压点应取在调压阀适当位置，阀前调压应大于2倍管道直径，阀后调压应大于6倍管道直径。 （4）为便于现场维修及操作，调压阀四周应留有适当空间。 （5）当介质为洁净气体或液体时，阀前过滤器可不安装。 （6）调压阀通径过大（DN≥100时），应有固定支架。 （7）当确认介质很洁净时，件3可不安装。 （8）位置实在不允许时，傍通阀（手动）可以省略（我们不推荐）． （9）阀组后根据需要用户可选配止回阀、安全阀等 （10）蒸汽自力式减压稳压阀门根据计算通径可以小于管道直径，而截止阀、切断球阀、傍通阀、过滤器则不能小于管道直径。 □外形尺寸 自力式调压阀组（蒸汽减压阀组）关键是总长L的确定，至于自力式阀门的尺寸见ZZYP（M、N）篇 以控制蒸汽为例，控制其它介质总长类同，当然，尺寸L用户也可根据需要定 采用自力式蒸汽减压阀，因简单方便，维护量小，特别是能适用在无电无气及防爆的场合，因此在蒸汽减压稳压的系统中得到了广泛的应用，见以下特点： 1、蒸汽减压阀压力设定点可在压力调节范围内现场调节； 2、蒸汽减压阀阀体部分与执行机构采用模块化设计，可根据现场要求变化更改执行机构或弹簧，实 现压力调节范围在一定范围内快速更换； 3、ZZYP自力式压力调节阀一般采用波纹管作为压力平衡元件，阀前、后压力变化不影响阀芯的受力 情况，大大加快阀门的响应速度，从而提高阀门的调节精度； 减压阀
浸入式MBR膜产品技术手册
浸入式MBR膜产品技术手册 珠海市邦膜科技有限公司 注意： 本手册所提及的运行参数是真实有用的，对于特殊情况下的使用请操作人
员根据实际情况进行适当调整或修改。 目录 一、膜生物反应器介绍................................................3二、产品规格........................................................3三、系统参数和运行条件..............................................4四、使用指南........................................................5五、加药反洗和离线清洗..............................................7附件一、膜组件安装及注意事项........................................10附件二、膜组件使用注意事项..........................................11附件三、膜组件保存注意事项..........................................12附件四、膜泄漏检查.. (13) 附件五、压差升高决绝措施与冬季防护措施 (14) 1、压差升高解决措施 (14) 2、冬季膜设备运行操作注意事项 (14)
一、膜生物反应器介绍 膜生物反应器（MBR）是把膜技术与污水处理中的生化反应结合起来的新兴技术，也称作膜分离活性污泥法。 膜生物反应器（MBR）用膜对生化反应池内的含泥污水进行过滤，实现泥水分离。一方面，膜截留了反应池中的微生物，使池中的活性污泥浓度大大增加，达到很高的水平，使降解污水的生化反应进行得更迅速更彻底，另一方面，由于膜的高过滤精度，保证了出水清澈透明，得到高质量的产水。 二、产品规格 1.膜组件尺寸 图1 膜元件尺寸图
前置过滤器使用说明书1简介 1.1 简要说明 1.2设计标准 2简要描述 2.1 安装 2.2 使用 3安全说明 3.1简要说明 3.2电器元件 3.3发动机 3.4压力 3.5阀门 4 运输和保存 4.1 简要说明 5 安装和调试 5.1 简要说明 5.2 组成部分 5.2.1主要结构 5.2.2滤芯 5.2.3管道系统 5.2.4可动部件 5.2.5电器元件 5.3 检查 5.3.1松动的部分 5.3.2一般的方法 6操作指导 6.1 简要说明 6.2 过程描述 6.3 过程控制 6.4 短时间停机 6.5 长时间停机 6.6 检修 6.6.1具体故障 7维护和清洗 7.1 简要说明 7.1.1开启和关闭过滤器 7.1.2滤元 7.2 耐磨件 7.2.1盖子垫片 7.2.2盖子开启装置 7.3清洗 7.3.1简要说明 7.3.2过滤器箱体 7.3.3滤元 8拆除和废弃
8.1简要说明 简介 1.1 简要说明 本手册描述的是AMAFILTER凝结水过滤器的安装、使用和维护。 本装置是按照最低温度4℃以上，在室内使用，不受外界环境影响的标准设计、制造的。本装置符合CE标准。 1.2 设计标准 本装置是为了进行液体过滤而设计的。 设计温度：60℃ 设计压力：40bar 本装置产生的音量不会超过70分贝。 简要描述 2.1 安装 过滤器是成套供货，内部元件分开包装的。安装内部元件以前，应按照正确的流向将过滤器安装于管道系统中。建议在过滤器的进出口安装压力表，这样可以通过过滤器的压降来确定运行的频率。 2.2 使用 将过滤器箱体内注满凝结水。用泵将凝结水压入滤芯，滤出液通过滤液出口离开过滤器。固体颗粒留在滤芯内或被滤料截留，这取决于使用的滤芯结构。 当滤芯两端的最大压差达到2.5bar，滤芯就失效了，需要进行更换。 经常的反洗可以提高滤芯的使用寿命。 3 安全说明 3.1 简要说明 为了避免伤害： -- 遵照当地的安全规程进行操作。 -- 在操作和维护时，应当使用一切安全设施。 -- 了解清楚装置的可动部分。 -- 在开始使用本装置时，要确认装置是处于无压状态。参照3.4节。
膜分离技术应用现状与展望 程淑英 (北京化工大学,北京100029) 龚莉莉 (中国昊华化工(集团)公司,北京100723) 摘 要 介绍了膜分离技术的发展概况、应用现状,展望了它的发展趋势和应用前景。 关键词 膜分离 发展趋势 应用现状 前景 Presen t Situa tion and Foreca st of M em brane Separa tion Technology Cheng S huy ing (Beijing Chem ical T echno logy U niversity,Beijing100029) Gong L ili (Ch ina H aohua Chem ical Industry Group Co rpo rati on,Beijing100723) Abstract T he general situati on and its app licati on of m em b rane separati on techno logy in Ch ina are in troduced in th is pap er.T he develop ing trend and its app licati on p ro spect are also m ade. Key words m em b rane sep arati on,develop ing trend,app licati on situati on,p ro spect 膜分离是指通过特定的膜的渗透作用,借助于外界能量或化学位差的推动,对两组分或多组分混合的气体或液体进行分离、分级、提纯和富集。膜技术作为新的分离净化和浓缩技术,过程中大多无相变化,常温下操作,有高效、节能、工艺简便、投资少、污染小等优点,特别对于处理热敏物质领域如食品、药品和生物工程产品,显示出极大优越性,与传统分离操作(如蒸发、萃取或离子交换等)相比较,不仅可以避免组分受热变性或混入杂质,通常还有能耗低和效率高的特点,因而具有显著的经济效益,故其发展相当迅速,应用也越来越广泛(见表1)。在国际膜会议上曾将“在21世纪的多数工业中膜过程所扮演的战略角色”列为专题,进行深入讨论,并认为它是20世纪末到21世纪中期最有发展前途的高技术之一。 膜分离法按其分离对象可分为气体(蒸汽)分离和液体分离等。按分离方法又可分为反渗透法(RO)、微滤法(M F)、超滤法(U F)、透析(D)、电渗析法(ED)、气体分离(GS)和渗透蒸发(PV)以及与其它过程相结合的分离过程膜蒸馏和膜萃取(见表2)。就膜本身而言,按膜的材料,又可分为有机膜(或高分子膜)及无机膜;按膜的结构,又可分为对称膜 收稿日期:1999201213和不对称膜。 表1 膜分离的工业应用 应用领域应用举例 金属工艺金属回收,富氧燃烧 纺织及制革工业药剂回收 造纸工业代替蒸馏,纤维及药剂回收 食品及生化工业净化,浓缩,消毒,代替蒸馏,副产品回收 化工及石化工业有机物分离、药品制备及气体分离和富集,副产 品回收、化工产品制备 医药及保健人造器官,血液分离,消毒,水净化 水处理海水苦咸水淡化,超纯水制备,电厂锅炉水净 化,油田回注水处理 国防工业淡水供应,战地受污染水净化,低放射性水处理 环境保护活水处理、废气处理 对于膜分离方法的总体性能而言,过程设计及化学工程方面是很重要的,但是关键部分仍是膜本身。 1 国内外膜分离技术发展概况及现状 膜分离现象在200多年前就已经发现。世界上首家商品化生产微孔滤膜的公司创建于1927年。1960年第一张高通量、高脱盐的醋酸纤维膜的问世,真正为以反渗透、微滤、超滤和纳滤膜为主体的现代膜工业奠定了基础,并引起全球范围内的广泛关注,一些国家和地区的政府、政府间的国际合作组织、一些公司陆续斥巨资进行膜技术研究和工程化开发,到80年代初已逐步实现了商品化和产业化。 已投入工业生产应用的有代表性的膜技术装备
薄膜过滤器 北京绿野创能机电设备有限公司 为配《中国药典》合2010版的施行和国际通用标准。 开放式两用无菌检查薄膜滤器。该产品具有两种培养方法通用性的特点。设计合理，滤器过滤部分采用玻璃材质，化学性能稳定，密封度强，有效防止外源性污染，确保菌检成功率。本仪器一次购买长期使用，每次试验每个滤头损耗一张滤膜，无废物处理，符合环保（GLP）要求，贵重药液可以回收等优点。极大节约试验费用。本仪器不仅符合中国药典2010年版和2005版(草案),亦可适用于英、美国及欧洲药典.是适合国家药品GMP认证的必备仪器。 仪器特点： 1、多种用途: (1)注射用中、西药品,大输液的无菌检查. (2)微生物限度检查,用于口服中、西药品、化妆品、食品、保健食品等杂菌计数,可作半固体、混悬液,固体等样品检查 (3)临床化验体液中的细菌检查、血液制品和兽药制品的检验 (4)少量试验材料的除菌过滤；
2. 两种培养方式 (1)加培养基至玻璃筒内,可作封闭式直接培养. (2)取出滤膜作需气菌, 厌气菌和真菌培养； 3. 本仪器一次购买可长期使用,每试验一个滤头损耗一张滤膜.其它部件均为耐用,多次使用,无废物处理,符合环保(GLP)要求.贵重药液可以回收.在抗生素药品检查,所需培养基仅为封闭式滤器的一半量,极大地节约试验费用； 4. 2联、3联、6联配套,一次完成一批供试品试验。 产品规格: 1. 底座三联式、六联式均适合净化台内操作. 2. 滤杯容积100ml,有50ml及100ml刻度. 使用方法： 1．拧松底部圆螺母，抬起金属固定架，取出玻璃桶，在多孔垫板下先放置一橡胶垫圈，在垫板上放置一聚四氟乙烯（PTFE）滤膜垫圈，然后放上微孔滤膜（φ50mm,0.45μ），再放置一四氟乙烯（PTFE）滤膜垫圈，安装玻璃桶，在玻璃桶顶部再安装一片密封橡胶片，套上金属固定架，拧紧底部螺母，盖上顶部可启开的盖即成密闭式结构，如不需要全密闭结构，可不安装顶部橡胶片； 2．底部排液管口接一橡胶管，并用纱布或别的包扎好管口； 3．将整个滤器连底座包扎好，进行121℃蒸汽消毒灭菌后即可使用； 4．加液体试样，可用灭菌器注射，刺入橡胶片，注入滤器内，加固体、半固体试样，可用开发式直接加入滤器内； 5．采用密闭培养时，请参考仪器操作说明； 注意事项： (1)在蒸汽灭菌前应将滤器盖稍松或刺入一注射器针，再接空气过滤器，以便通气。 (2)薄膜在灭菌前用灭菌氺浸泡4-6小时，倾去水，再同上法过夜。 (3)玻璃筒、橡胶垫圈、（PTFE）薄膜垫圈、橡胶密封片系消耗性零件，可零购。 (4)仪器底座及滤器可根据实验要求，任意配套。
冷凝冷却器 一、产品简介：冷凝冷却器是一种高效换热设备，主要用于把二次 蒸汽冷凝冷却下来进行回收。可分为立式或卧式，设备结构简 单，操作简便，占地面积小。 二、结构特征 其结构是由冷凝及冷却组成一体，内部结构可分单返程及多返程。壳程通入冷却水、管程走二次蒸汽，逆向进行汽液交换，达到换热效果。它是由封头、筒体、管及管板等组成。整体是由管道、阀门、仪表连接为一体。 三、技术参数
板式换热器 板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下，其传热系数比列管式换热器高3-5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，热回收率可高达90%以上。 1简介 板式换热器高清图 板式换热器（Plate Type Heat Exchanger），本成套设备由板式换热器、平衡槽、离心式卫生泵、热水装置（包括蒸汽管路、热水喷入器）、支架以及仪表箱等组成。用于牛奶或其它热敏感性液体之杀菌冷却。欲处理的物料先进入平衡槽，经离心式卫生泵送入换热器、经过预热、杀菌、保温、冷却各段，凡未达到杀菌温度的物料，由仪表控制气动回流阀换向、再回到平衡槽重新处理。物料杀菌温度由仪表控制箱进行自动控制和连续记录，以便对杀菌过程进行监视和检查。此设备适用于对牛奶预杀菌、巴式杀菌。 板式换热器 板式换热器的型式主要有框架式（可拆卸式）和钎焊式两大类，板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。 2基本结构
高分子膜分离技术 摘要:对现有的超滤、微滤、渗透汽化及气体分离等膜技术在水处理和石油化工产业领域的研究与应用现状进行了综述,分析了各种膜产品的市场占有率及未来发展趋势.提出了利用膜分离技术改造传统产业及提高工业生产经济效益的可能途径。 关键词:膜分离;水处理;气体分离;石油化工 一、研究背景 膜分离过程作为现代材料科学、高分子物理化学以及化学工程交叉融会而形成的新型高效分离技术,近10多年以来得到了显著的技术进步和应用市场发展.膜分离技术进步的动力主要来自两个方面,现代分析技术和微细加工技术的发展使得从微观或介观尺寸上对材料加工过程进行有效控制成为现实,能够高质量地稳定生产具有特定微观结构的分离膜.另外,在工业生产过程中存在许多现有技术难于解决的技术难题,例如,对采油、炼油过程产生的大量含油污水深度处理和油田回注用水的低成本化;燃料油储存、运输过程中产生的大量有机蒸气回收利用;膜分离能够有效克服精馏过程恒沸点,降低精馏过程能耗等问题.以上技术需求极大地推动膜分离过程在石油化工领域的应用基础研究,所取得的成果为膜分离技术在石油化工领域的推广应用奠定坚实基础.通过论述膜分离技术本身特征,分析了石油开采和石油产品加工过程膜分离技术的应用研究现状,以技术经济的综合评价为基础,对膜分离技术在石油化工领域应用研究现状和巨大的市场发展潜力进行了阐述. 二、研究现状
1 膜分离技术和分离膜市场 膜分离是利用功能性分离膜作为过滤介质,实现液体或气体高度分离纯化的现代高新技术之一.和普通过滤介质相比较,分离膜具有更小的孔径和更窄的孔径分布.根据分离膜孔径从大到小的顺序,可以分为微滤(microfiltration)、超滤(ultrafiltration)、纳滤(nanofiltration)和反渗透(reverseosmosis).如图1所示,微孔滤膜孔径在1~0.01Lm左右,可以有效除去水中的大部分微粒、细菌等杂质,超滤膜孔径在几十纳米附近,能够很容易地实现蛋白质等大分子的分级、纯化,能够除去水中的病毒和热原体.纳滤膜和反渗透膜孔径更小,大约在几个埃(1∪=1×10-10m),能够从水中脱除离子,达到海水和苦咸水淡化目的.一般认为,当分离膜孔径小于0.01Lm以后,分离作用的实现,不仅仅依靠孔径大小的/筛分0效果,分子或离子渗透通过膜材料时,渗透物和分离膜间的表面相到作用逐渐占据主要地位.气体分离膜和渗透汽化膜的分离作用是依靠不同渗透组分在膜中溶解度和扩散系数不同来实现,通常可用溶解扩散机理进行定量描述.例如,使用聚乙烯醇和聚丙烯腈为原料的渗透汽化PVA/PAN复合膜,能够从乙醇水溶液中脱除微量的水生产无水乙醇,与萃取精馏、恒沸精馏相比,制取无水乙醇的能耗大约降低1/3左右。 与现存的分离过程相比,膜分离过程在液体纯化、浓缩、分离领域有其独特的优势,膜分离过程大多无相变,在常温下操作,设备和流程简单,容易实现工业放大等.近10多年以来,北美、欧洲、日本等发达国家的政府和大企业联合,投入巨资开发研究.以反渗透分离膜为例,膜材料从初期单一的醋酸纤维素非对称膜发展到表面聚合技术制成的交联芳香族聚酰胺复合膜,操作压力也扩展到高压(海水淡化)膜、中压(苦咸水淡化)膜、低压(复合)膜和超低压(复合)膜,80年代以来又开发出多种材质的纳滤膜.膜组件的形式近年来也呈现出多样化的趋势,除了传统的中