微滤超滤纳滤反渗透等膜分离技术介绍
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微滤、超滤、纳滤和反渗透简介一、微滤又称为微孔过滤,它属于精密过滤,其基本原理是筛分过程,在静压差作用下滤除0.1-10μm的微粒,操作压力为0.7-7kPa,原料液在压差作用下,其中水(溶剂)透过膜上的微孔流到膜的低压侧,为透过液,大于膜孔的微粒被截留,从而实现原料液中的微粒与溶剂的分离。
微滤过程对微粒的截留机理是筛分作用,决定膜的分离效果是膜的物理结构,孔的形状和大小。
二、超滤简称UF是以压力为推动力,利用超滤膜不同孔径对液体进行分离的物理筛分过程。
超滤同反渗透技术类似,是以压力为推动力的膜分离技术。
在从反渗透到电微滤的分离范围的谱图中,居于纳滤(NF)与微滤(MF)之间,截留分子量范围为50-500000道尔顿,相应膜孔径大小的近似值为501000A。
三、纳滤膜纳滤膜的一个很大特性是膜本体带有电荷,这是它在很低压力下具有较高除盐性能和截留相对分子质量为数百的物质,也可脱除无机盐的重要原因目前纳滤膜多为薄层复合膜和不对称合金膜。
纳滤膜有如下特点:1、NF膜主要去除直径为1nm左右的溶质粒子,故被命名为纳滤膜,截留物相对分子质量为200-10002、NF膜对二价或高价离子,特别是阴离子的截留率比较高,可大于98%,而对一价离子的截留率一般低于90%3、NF膜的操作压力低,一般为0.7Mpa,最低为0.3Mpa4、NF膜多数为荷电膜,因此,其截留特性不仅取决于膜孔大小,而且还有膜静电作用。
微滤:能截留0.1-1 微米之间的颗粒。
微滤允许大分子和溶解性固体(无机盐)等通过,但会截留住悬浮物、细菌及大分子量胶体等物质。
超滤能截留0.002-0.1 微米之间的大分子物质和蛋白质。
超滤允许小分子物质和溶解性固体(无机盐)等通过,同时将截留下胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物。
反渗透最精细的一种膜分离,其能有效截留所有溶解盐份及分子量大于100的有机物,同时允许水分子通过。
反渗透膜广泛应用于海水及苦咸水淡化、锅炉补给水、工业纯水及电子级高纯水制备、饮用纯净水生产、废水处理和特种分离等过程。
四大水过滤技术:超滤、反渗透、钠滤、微滤超滤(UF)过滤精度在0.1-0.001微米,属于二十一世纪六大高新技术之一。
是一种利用压差的膜法分离技术,可滤除水中的铁锈、泥沙、胶体、细菌、病毒、大分子有机物等有害物质,并能保留对人体有益的一些矿物质元素。
是矿泉水、山泉水生产工艺中的核心部件。
超滤工艺中水的回收率高达95%以上。
超滤可实现冲洗与反冲洗,使用寿命相对较长。
反渗透(RO)过滤精度在0.0001微米左右,是美国60年代初研制的一种超高精度的利用压差的膜法分离技术。
一般水的方式是由低浓度的流向高浓度的,水一且加压之后,将由高浓度流向低浓度,亦即所谓反渗透原理;由于RO膜的孔径是头发丝的一百万分之一,一般肉眼无法看到,细菌、病毒是它的5000倍,因此,只有水分子能够通过,其它杂质及重金属均由废水管排出,所以海水淡化的过程,以及太空人废水回收处理均采用此方法,是体外的高科技人工肾脏。
而纯水机的RO膜是高科技的产品,可以将水分子大的分子完全排除掉,使重金属及杂质与水分子完全分开。
RO膜可滤除水中的几乎一切的杂质(包括有害的和有益的),只能允许水分子通过。
一般用于饮用纯净水、工业超纯水、医药超纯水的制造。
反渗透技术需要加压、加电,水的利用率低。
钠滤(NF)过滤精度介于超滤和反渗透之间,脱盐率比反渗透低,也是一种需要加电、加压的膜法分离技术,水的回收率低。
一般用于工业纯水制造。
微滤(MF)过滤精度一般在0.1-50微米,象常见的各种PP滤芯,陶瓷滤芯等都属于微滤范畴,用于简单的粗过滤,过滤水中的泥沙、铁锈等大颗粒杂质,不能去除水中的细菌、病毒、有机物、重金属离子等有害物质。
通常不能清洗,为一次性过滤材料,需要经常更换。
原文摘自于:中国净水器十大品牌成都上古净水。
微滤、超滤、纳滤、反渗透的区别与联系1. 微滤膜:能截留大于0.1-1 微米之间的颗粒。
微滤膜允许大分子和溶解性固体(无机盐)等通过,但会截留住悬浮物、细菌及大分子量胶体等物质。
微滤膜的运行压力一般为0.7-7bar。
超滤膜:能截留能截留大于0.01微米的物质。
超滤膜允许小分子物质和溶解性固体(无机盐)等通过,同时将截留下胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物,用于表示超滤膜孔径大小的切割分子量范围一般在1000-500000之间。
超滤膜的运行压力一般1-7bar。
纳滤膜:能截留纳米级(0.001微米)的物质。
纳滤膜的操作区间介于超滤和反渗透之间,其截留有机物的分子量约为200-800MW左右,截留溶解盐类的能力为20%-98%之间,对可溶性单价离子的去除率低于高价离子,纳滤一般用于去除地表水中的有机物和色素、地下水中的硬度及镭,且部分去除溶解盐,在食品和医药生产中有用物质的提取、浓缩。
纳滤膜的运行压力一般3.5-30bar。
反渗透膜:能截留大于0.0001微米的物质,是最精细的一种膜分离产品,其能有效截留所有溶解盐份及分子量大于100的有机物,同时允许水分子通过。
反渗透膜广泛应用于海水及苦咸水淡化、锅炉补给水、工业纯水及电子级高纯水制备、饮用纯净水生产、废水处理和特种分离等过程。
反渗透膜的运行压力一般介于苦咸水的12bar 到海水的70bar。
2. 目前有四大过滤技术,是按照过滤精度划分的,依次是:微滤、超滤、纳滤、反渗透。
微滤是最基础的过滤,如:陶瓷滤芯、PP棉超滤是指采用的过滤材料是超滤膜,净化出的净化水可以放心饮用,它在过滤掉水中一切杂质的同时,还保留了对人体有益的矿物质微量元素。
所以还是超滤好。
3. 超滤与微滤原理超滤及微滤是依托于材料科学发展起来的先进的膜分离技术。
超滤和微滤均是利用多孔材料的拦截能力,以物理截留的方式去除水中一定大小的杂质颗粒。
在压力驱动下,溶液中水、有机低分子、无机离子等尺寸小的物质可通过纤维壁上的微孔到达膜的另一侧,溶液中菌体、胶体、颗粒物、有机大分子等大尺寸物质则不能透过纤维壁而被截留,从而达到筛分溶液中不同组分的目的。
水处理系统中膜分离技术的研究与运维指南膜分离技术是目前水处理系统中一种广泛使用的高效工艺,可以有效地去除水中的悬浮固体、胶体颗粒、溶解离子和大部分有机物。
在提供清洁、安全水源方面发挥着重要作用。
本文将对水处理系统中膜分离技术的原理、研究进展以及运维指南进行详细说明。
一、膜分离原理膜分离技术依托半透膜的特性,通过膜上的微孔、间隙或渗透性选择性分离出不同物质。
常见的膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透。
1. 微滤:微滤是利用直径为0.1-10微米的微孔滤膜,透过较大的悬浮固体、胶体颗粒、微生物和一些细菌等,可有效去除水体中的浑浊物质。
2. 超滤:超滤技术使用孔隙较小的膜进行分离,孔径一般在0.01-0.1微米之间。
它可以去除水中的胶体物质、高分子有机体、病毒和微生物等。
3. 纳滤:纳滤是一种限制性选择性透过的技术,膜孔径略小于溶质的颗粒大小。
它主要用于去除水中的有机物和重金属离子等。
4. 反渗透:反渗透是最为广泛使用的膜分离技术,可以透过孔径比纳滤膜更小、具有较强选择性的薄膜来分离溶质和水,并去除绝大部分无机离子、有机物和微生物。
二、膜分离技术的研究进展1. 膜材料的研究膜材料是膜分离技术的重要基础,研究膜材料的改进和发展是提高膜的选择性、通量和抗污染能力的关键。
近年来,许多新型膜材料被开发,如陶瓷膜、无机有机复合膜和功能性高分子膜等,它们具有更高的选择性和更高的通量。
2. 膜模块的优化设计膜模块是膜分离技术中的关键组成部分,模块设计的合理性直接关系到系统的性能。
研究者们通过改变膜的结构、孔径和流体分布方式等参数,设计出具有更好传质效果和降低能耗的膜模块,如螺旋卷绕式、管式和平板式等。
3. 抗污染性与膜清洗方法膜的抗污染性是保证膜分离系统长期稳定运行的关键。
由于膜在操作中容易粘黏、堵塞和疏水导致的膜污染问题,研究者们开展了针对性的抗污染材料开发和膜污染控制技术,如表面修饰技术、超声清洗、化学清洗和气体扩张等,有效降低了膜的污染程度。
超滤、纳滤、反渗透、微滤的区别1、超滤(UF):过滤精度在0.001-0.1微米,属于二^一世纪高新技术之一。
是一种利用压差的膜法分离技术,可滤除水中的铁锈、泥沙、悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等有害物质,并能保留对人体有益的一些矿物质元素。
是矿泉水、山泉水生产工艺中的核心部件。
超滤工艺中水的回收率高达95%以上,并且可方便的实现冲洗与反冲洗,不易堵塞,使用寿命相对较长。
超滤不需要加电加压,仅依靠自来水压力就可进行过滤,流量大,使用成本低廉,较适合家庭饮用水的全面净化。
因此未来生活饮用水的净化将以超滤技术为主,并结合其他的过滤材料,以达到较宽的处理范围,更全面地消除水中的污染物质。
2、纳滤(NF):过滤精度介于超滤和反渗透之间,脱盐率比反渗透低,也是一种需要加电、加压的膜法分离技术,水的回收率较低。
也就是说用纳滤膜制水的过程中,一定会浪费将近30%的自来水。
这是一般家庭不能接受的。
一般用于工业纯水制造。
3、反渗透(RO):过滤精度为0.0001微米左右,是美国60年代初研制的一种超高精度的利用压差的膜法分离技术。
可滤除水中的几乎一切的杂质(包括有害的和有益的),只能允许水分子通过。
也就是说用反渗膜制水的过程中,一定会浪费将近50%以上的自来水。
这是一般家庭不能接受的。
一般用于纯净水、工业超纯水、医药超纯水的制造。
反渗透技术需要加压、加电,流量小,水的利用率低,不适合大量生活饮用水的净化。
4、微滤(MF):过滤精度一般在0.1-50微米,常见的各种PP滤芯,活性碳滤芯,陶瓷滤芯等都属于微滤范畴,用于简单的粗过滤,过滤水中的泥沙、铁锈等大颗粒杂质,但不能去除水中的细菌等有害物质。
滤芯通常不能清洗,为一次性过滤材料,需要经常更换。
① PP棉芯:一般只用于要求不高的粗滤,去除水中泥沙、铁锈等大颗粒物质。
② 活性碳:可以消除水中的异色和异味,但是不能去除水中的细菌,对泥沙、铁锈的去除效果也很差。
③ 陶瓷滤芯:最小过滤精度也只0.1微米,通常流量小,不易清洗。
微滤超滤纳滤反渗透等膜分离技术一、反渗透等膜分离技术进展史微滤超滤纳滤反渗透等膜分离是在20世纪初显现,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、分子级过滤及过滤进程简单、易于操纵等特点,因此,目前已普遍应用于食物、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处置、电子、仿生等领域,产生了庞大的经济效益和社会效益,已成为现今分离科学中最重要的手腕之一。
膜能够是固相、液相、乃至是气相的。
用各类天然或人工材料制造出来的膜品种繁多,在物理、化学、生物性质上呈现出各类各样的特性。
大多数人会以为,膜离咱们的生活超级遥远。
其实不然,膜分离技术超级切近咱们的日常生活。
如水、果汁、牛奶、保健品、中药、茶食物、饮料、调味品等咱们随时可能接触到的,都会用到膜分离技术。
二、微滤超滤纳滤反渗透等膜分离原理膜分离进程是以选择性透过膜为分离介质,当膜双侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差、温度差等)时,原料侧组分选择性地透过膜,以达到分离、提纯的目的。
不同的膜进程利用不同的膜,推动力也不同。
目前已经工业化应用的膜分离进程有微滤(MF)、超滤(UF)、反渗透(RO)、渗析(D)、电渗析(ED)、气体分离(GS)、渗透汽化(PV)、乳化液膜(ELM)等。
三、微滤超滤纳滤反渗透等分离技术反渗透、超滤、微滤、电渗析这四大进程在技术上已经相当做熟,已有大规模的工业应用,形成了相当规模的产业,有许多商品化的产品可供不同用途利用。
那个地址要紧以反渗透膜和超滤膜为代表介绍一下。
反渗透膜(RO)反渗透膜利用的材料,最初是醋酸纤维素(CA),1966年开发出聚酰胺膜,后来又开发出各类各样的合成复合膜。
CA 膜耐氯性强,但抗菌性较差。
合成复合膜具有较高的透水性和有机物截留性能,但对次氯酸等酸性物质抗性较弱。
这两种材料耐热性较差,最高温度约是60℃左右,这使其在食物加工领域的应用中受到限制。
膜分离技术分类
膜分离技术是一种通过膜对物质进行分离的技术。
根据不同的分离机理和应用领域,膜分离技术可以分为微滤、超滤、纳滤和反渗透四大类。
微滤是一种利用孔径在0.1-10微米之间的微孔膜对悬浮物颗粒、胶体和细菌等进行过滤分离的技术。
微滤膜的孔径比较大,可以有效去除水中的悬浮物和浑浊物质,广泛应用于饮用水处理、污水处理、食品加工等领域。
超滤是一种利用孔径在0.001-0.1微米之间的超滤膜对胶体、大分子有机物、胶体颗粒等进行分离的技术。
超滤膜相对于微滤膜来说,孔径更小,可以有效去除水中的有机物质和胶体颗粒,广泛应用于饮用水净化、工业废水处理、蛋白质分离纯化等领域。
纳滤是一种利用孔径在1-100纳米之间的纳滤膜对溶质、小分子有机物、离子等进行选择性分离的技术。
纳滤膜孔径比超滤膜更小,可以有效去除水中的微量离子和有机物,广泛应用于海水淡化、废水处理、药物分离等领域。
反渗透是一种利用孔径在0.1-1纳米之间的反渗透膜对盐类、溶解物、微生物等进行高效分离的技术。
反渗透膜具有极小的孔径,可以有效去除水中的离子、微生物和有机物,广泛应用于海水淡化、饮用水净化、工业废水处理等领域。
总的来说,膜分离技术在水处理、废水处理、食品加工、药物制备等领域发挥着重要作用,为人类提供了高效、环保的分离工艺。
随着科技的不断进步和创新,膜分离技术将会在更多领域得到应用,为人类的生活带来更多便利和福祉。
几种膜分离技术的原理和特点
几种膜分离技术的原理和特点如下:
1. 反渗透技术:
原理:利用半透膜,在一定压力下,使溶液中的溶剂和溶质进行分离。
特点:操作压力高,可去除水中的离子、有机物、重金属、细菌等杂质,具有较高的脱盐率,常用于海水淡化、超纯水制备等领域。
2. 超滤技术:
原理:利用半透膜,在压力的作用下,使溶液中的溶质和溶剂分离。
特点:操作压力较低,适用于分子量较大的溶质和颗粒物的分离,常用于过滤大分子杂质、细菌、病毒等,广泛应用于医药、食品、环保等领域。
3. 纳滤技术:
原理:利用半透膜,在压力的作用下,使溶液中的小分子溶质和溶剂通过膜,而大分子溶质被截留。
特点:适用于分离分子量在一定范围内的溶质和溶剂,常用于分离低分子量有机物、无机盐等,在医药、化工、食品等领域有广泛应用。
4. 电渗析技术:
原理:利用电场的作用,使溶液中的离子通过电场作用定向迁移,从而实现溶质和溶剂的分离。
特点:适用于分离带电的离子,常用于海水淡化、酸碱回收等领域。
5. 渗透汽化技术:
原理:利用半透膜,使液体中的组分在一定条件下转化为蒸汽,
从而实现组分的分离。
特点:适用于有机物和无机物的分离,常用于脱水和脱盐等过程,在化工、环保等领域有广泛应用。
这些膜分离技术具有不同的原理和特点,可根据实际需求选择合适的分离技术。
超滤、纳滤、反渗透、微滤的概念和区别超滤、纳滤、反渗透、微滤的区别1、超滤(UF):过滤精度在0.001-0.1微米,属于二十一世纪高新技术之一。
是一种利用压差的膜法分离技术,可滤除水中的铁锈、泥沙、悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等有害物质,并能保留对人体有益的一些矿物质元素。
是矿泉水、山泉水生产工艺中的核心部件。
超滤工艺中水的回收率高达95%以上,并且可方便的实现冲洗与反冲洗,不易堵塞,使用寿命相对较长。
超滤不需要加电加压,仅依靠自来水压力就可进行过滤,流量大,使用成本低廉,较适合家庭饮用水的全面净化。
因此未来生活饮用水的净化将以超滤技术为主,并结合其他的过滤材料,以达到较宽的处理范围,更全面地消除水中的污染物质。
2、纳滤(NF):过滤精度介于超滤和反渗透之间,脱盐率比反渗透低,也是一种需要加电、加压的膜法分离技术,水的回收率较低。
也就是说用纳滤膜制水的过程中,一定会浪费将近30%的自来水。
这是一般家庭不能接受的。
一般用于工业纯水制造。
3、反渗透(RO):过滤精度为0.0001微米左右,是美国60年代初研制的一种超高精度的利用压差的膜法分离技术。
可滤除水中的几乎一切的杂质(包括有害的和有益的),只能允许水分子通过。
也就是说用反渗膜制水的过程中,一定会浪费将近50%以上的自来水。
这是一般家庭不能接受的。
一般用于纯净水、工业超纯水、医药超纯水的制造。
反渗透技术需要加压、加电,流量小,水的利用率低,不适合大量生活饮用水的净化。
4、微滤(MF):过滤精度一般在0.1-50微米,常见的各种PP滤芯,活性碳滤芯,陶瓷滤芯等都属于微滤范畴,用于简单的粗过滤,过滤水中的泥沙、8、当压力,就能筛出大于孔径的溶质分子,以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2~20纳米的颗粒。
超滤膜的结构有对称和非对称之分。
前者是各向同性的,没有皮层,所有方向上的孔隙都是一样的,属于深层过滤;后者具有较致密的表层和以指状结构为主的底层,表层厚度为0.1微米或更小,并具有排列有序的微孔,底层厚度为200~250微米,属于表层过滤。
常用的膜分离方法
常用的膜分离方法包括以下六种:
1. 微滤(Microfiltration,简称MF):微滤是一种以机械筛网为基础的膜分离技术,其孔径大小为0.1-10微米。
微滤适用于去除悬浮物、细菌、真菌、酵母等微生物,同时也可以用于分离和浓缩溶液中的大分子物质。
2. 超滤(Ultrafiltration,简称UF):超滤是一种以半透膜为基础的膜分离技术,其孔径大小为0.001-0.01微米。
超滤适用于分离和浓缩溶液中的小分子物质,如水、氨基酸、葡萄糖等。
3. 纳滤(Nanofiltration,简称NF):纳滤是一种以半透膜为基础的膜分离技术,其孔径大小为0.001-0.01微米。
纳滤适用于分离和浓缩溶液中的小分子物质,如水、氨基酸、葡萄糖等。
4. 反渗透(Reverse Osmosis,简称RO):反渗透是一种以高压为推动力的膜分离技术,其孔径大小为0.0001-0.001微米。
反渗透适用于分离和浓缩溶液中的小分子物质,如水、氨基酸、葡萄糖等。
5. 正渗透(Forward Osmosis,简称FO):正渗透是一种以渗透压差为推动力的膜分离技术,其半透膜具有高渗透性能。
正渗透适用于分离和浓缩溶液中的小分子物质,如水、
氨基酸、葡萄糖等。
6. 膜渗析(Permeation):膜渗析是一种以半透膜为基础的膜分离技术,其孔径大小为0.0001-0.001微米。
膜渗析适用于分离和浓缩溶液中的小分子物质,如水、氨基酸、葡萄糖等。
微滤超滤纳滤反渗透等膜分离技术一、微滤超滤纳滤反渗透等膜分离技术发展史微滤超滤纳滤反渗透等膜分离是在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。
膜可以是固相、液相、甚至是气相的。
用各种天然或人工材料制造出来的膜品种繁多,在物理、化学、生物性质上呈现出各种各样的特性。
大多数人会认为,膜离我们的生活非常遥远。
其实不然,膜分离技术非常贴近我们的日常生活。
如水、果汁、牛奶、保健品、中药、茶食品、饮料、调味品等我们随时可能接触到的,都会用到膜分离技术。
二、微滤超滤纳滤反渗透等膜分离原理膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质,当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差、温度差等时,原料侧组分选择性地透过膜,以达到分离、提纯的目的。
不同的膜过程使用不同的膜,推动力也不同。
目前已经工业化应用的膜分离过程有微滤(MF、超滤(UF、反渗透(RO、渗析(D、电渗析(ED、气体分离(GS、渗透汽化(PV、乳化液膜(ELM等。
三、微滤超滤纳滤反渗透等分离技术反渗透、超滤、微滤、电渗析这四大过程在技术上已经相当成熟,已有大规模的工业应用,形成了相当规模的产业,有许多商品化的产品可供不同用途使用。
这里主要以反渗透膜和超滤膜为代表介绍一下。
3.1 反渗透膜(RO反渗透膜使用的材料,最初是醋酸纤维素(CA,1966年开发出聚酰胺膜,后来又开发出各种各样的合成复合膜。
CA 膜耐氯性强,但抗菌性较差。
合成复合膜具有较高的透水性和有机物截留性能,但对次氯酸等酸性物质抗性较弱。
这两种材料耐热性较差,最高温度约是60℃左右,这使其在食品加工领域的应用中受到限制。
一、微滤的定义Microfiltration,MF,又称微孔过滤,它属于精密过滤,一般精度范围为0.1微米以上,能够过滤微米(micron)级的微粒和细菌,能够截留溶液中的沙砾、淤泥、黏土等颗粒和贾第虫、隐孢子虫、藻类和一些细菌等,而大量溶剂、小分子及大分子溶质都能透过的膜的分离过程。
二、微滤膜过滤原理微滤过滤是一种筛分过程,操作压力一般在0.07~0.7MPa(0.7~7个大气压)。
原料液在静压差作用下,透过一种过滤材料,过滤材料包括:折叠滤芯、熔喷滤芯、布袋式除尘器等。
透过纤维素或高分子材料制成的微孔滤膜(微孔膜的规格目前有十多种,孔径范围为0.1~100 μm,膜厚120~150 μm),利用其均一孔径,来截留水中的微粒、细菌等,使其不能通过滤膜从而被去除。
决定膜的分离效果的是膜的物理结构、孔的形状和大小。
三、微滤技术的优势* 占地面积小,膜面积大,有效过滤面积高;* 制作工艺成熟,精度高,0.1~100 μm范围内,微滤膜都能满足处理要求;* 抗性高,纳污能力强,部分材质膜抗酸碱、抗氧化能力强,能适用各种恶劣水质,如PVDF(聚偏氟乙烯)性能稳定,寿命长,抗酸碱、高温等;* 成本低,部分无机膜清洗方便,可重复使用。
四、微滤技术的缺点收制备工艺及本身结构的限制,微滤对于水中离子、有机物、病毒等小分子物质几乎没有去除效果。
五、微滤技术的应用领域* 海水淡化工程:作为工业反渗透进水的预处理工艺* 工业污水处理:微滤主要应用处理污水中大颗粒杂质* 制药行业:液体-固体分离* 饮料行业:液体-固体分离六、微滤技术在纳米通产品中的应用纳米通几乎所有家用净水设备中均采用了微滤作为初步过滤手段,有效除去水中泥沙、铁锈、大型藻类植物等,保护进一步处理中使用的各种膜材及设备,使系统精度更高、使用寿命更长。
一、超滤概念超滤是切向流过滤(据滤膜的截留孔径分类)中的一种,也称切向流超滤,能截留0.002~0.1微米之间的大分子物质和蛋白质,允许小分子物质和溶解性固体(无机盐)等通过,同时将截留下胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物,用于表示超滤膜孔径大小的切割分子量范围一般在1000-500000之间。
超滤、纳滤、反渗透、微滤的区别1、超滤(UF):过滤精度在0.001-0.1微米,属于二十一世纪高新技术之一。
是一种利用压差的膜法别离技术,可滤除水中的铁锈、泥沙、悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等有害物质,并能保存对人体有益的一些矿物质元素。
是矿泉水、山泉水生产工艺中的核心部件。
超滤工艺中水的回收率高达95%以上,并且可方便的实现冲洗与反冲洗,不易堵塞,使用寿命相对较长。
超滤不需要加电加压,仅依靠自来水压力就可进展过滤,流量大,使用本钱低廉,较适合家庭饮用水的全面净化。
因此未来生活饮用水的净化将以超滤技术为主,并结合其他的过滤材料,以到达较宽的处理范围,更全面地消除水中的污染物质。
2、纳滤(NF):过滤精度介于超滤和反渗透之间,脱盐率比反渗透低,也是一种需要加电、加压的膜法别离技术,水的回收率较低。
也就是说用纳滤膜制水的过程中,一定会浪费将近30%的自来水。
这是一般家庭不能承受的。
一般用于工业纯水制造。
3、反渗透(RO):过滤精度为0.0001微米左右,是美国60年代初研制的一种超高精度的利用压差的膜法别离技术。
可滤除水中的几乎一切的杂质〔包括有害的和有益的〕,只能允许水分子通过。
也就是说用反渗膜制水的过程中,一定会浪费将近50%以上的自来水。
这是一般家庭不能承受的。
一般用于纯洁水、工业超纯水、医药超纯水的制造。
反渗透技术需要加压、加电,流量小,水的利用率低,不适合大量生活饮用水的净化。
4、微滤〔MF〕:过,常见的各种PP滤芯,活性碳滤芯,陶瓷滤芯等都属于微滤范畴,用于简单的粗过滤,过滤水中的泥沙、铁锈等大颗粒杂质,但不能去除水中的细菌等有害物质。
滤芯通常不能清洗,为一次性过滤材料,需要经常更换。
①PP棉芯:一般只用于要求不高的粗滤,去除水中泥沙、铁锈等大颗粒物质。
②活性碳:可以消除水中的异色和异味,但是不能去除水中的细菌,对泥沙、铁锈的去除效果也很差。
③陶瓷滤芯:最小过滤精度也只0.1微米,通常流量小,不易清洗。
膜分离技术分类膜分离技术在化工、生物、食品、医药等领域被广泛应用,其原理是利用膜对物质进行分离和浓缩。
根据不同的分离机制和应用领域,膜分离技术可以分为微滤、超滤、纳滤、反渗透和气体分离等几种主要类型。
微滤是一种通过膜孔的大小排除颗粒物质的分离技术,通常用于固液分离、除菌、澄清等领域。
微滤膜的孔径一般在0.1-10微米之间,可以有效地过滤掉悬浮固体颗粒、细菌、胞外聚合物等大分子物质,而较小的溶质和溶剂则可以通过膜孔。
微滤技术在饮用水处理、废水处理、食品加工等方面有着重要应用。
超滤是一种分子大小在1000-10000道尔顿之间的物质由膜排除的分离技术,主要用于蛋白质、色素、胶体等大分子的分离和富集。
超滤膜的孔径比微滤膜小,可以有效地分离悬浮物、蛋白质等大分子,而水分子和小分子物质则可以通过膜孔。
超滤技术在生物工程、医药制剂、乳制品加工等领域得到广泛应用。
纳滤是一种通过膜的孔径大小排除溶质的分离技术,通常用于分离蛋白质、有机物等中小分子物质。
纳滤膜的孔径在1-100纳米之间,可以有效地过滤掉大分子物质,而小分子物质和溶剂则可以通过膜孔。
纳滤技术在生物药品制备、饮料加工、废水处理等方面有着重要应用。
反渗透是一种通过膜对水和溶质进行分离的技术,主要用于海水淡化、废水处理、饮用水净化等领域。
反渗透膜的孔径在0.1-1纳米之间,可以有效地去除水中的离子、微生物、有机物等杂质,从而得到高纯度的水。
反渗透技术在工业生产和生活用水领域有着广泛的应用。
气体分离是一种利用多孔膜对气体分子的大小、形状、亲疏性等特性进行分离的技术,主要用于气体纯化、气体混合物的分离等领域。
气体分离膜的孔径通常在0.1-10纳米之间,可以选择性地透过不同大小、性质的气体分子,从而实现气体的分离和富集。
气体分离技术在石油化工、天然气净化、气体分离等方面有着重要应用。
膜分离技术根据不同的分离机制和应用领域可以分为微滤、超滤、纳滤、反渗透和气体分离等几种主要类型。
膜分离的类型膜分离是一种常用的分离技术,广泛应用于化工、环保、食品、医药等领域。
根据膜的性质和分离的机理,可以将膜分离分为四个主要类型:微滤、超滤、纳滤和逆渗透。
微滤是一种通过膜孔径大小来分离物质的方法。
微滤膜的孔径一般在0.1-10微米之间,可以去除悬浮物、细胞、微生物等较大分子尺寸的物质。
这种分离方法常用于水处理、饮料的澄清和细菌的去除等工艺中。
超滤是在微滤的基础上发展起来的一种分离技术。
超滤膜的孔径范围通常在1-100纳米之间,可以去除溶解性高分子、胶体、乳浊液等中等分子尺寸的物质。
超滤广泛应用于饮料浓缩、废水处理、乳品加工等行业,在分离和浓缩高分子溶液方面具有重要的作用。
纳滤是一种通过膜偏向渗透性来分离物质的方法。
纳滤膜的孔径范围一般在1-100纳米之间,可以去除低分子量的离子、溶质以及一些溶剂分子。
纳滤是一种重要的分离技术,可用于制备高纯度的溶剂、浓缩可逆反应的产物等。
逆渗透是一种通过膜对溶液进行高效分离的方法。
逆渗透膜的孔径通常在1纳米以下,可以去除溶液中绝大部分的溶质和离子,获得高纯度的溶剂。
逆渗透广泛应用于海水淡化、废水处理、饮用水净化等领域,并且在制备高纯度的化工原料中发挥重要作用。
在实际应用中,选择合适的膜分离技术需要考虑多个因素。
首先要考虑待分离物质的性质和目标分离效果。
不同类型的膜分离技术对于不同的物质有不同的分离效果,需要根据具体情况进行选择。
其次需要考虑操作压力、膜面积和温度等因素。
不同的膜分离技术对这些因素的要求也不同,需要根据实际情况进行调整。
此外,还需要考虑膜的耐腐蚀性、耐温性和寿命等因素。
选择具有良好性能和较长寿命的膜对于保障分离效果和经济运行都非常重要。
总之,膜分离技术是一种重要的分离技术,在化工、环保、食品、医药等领域具有广泛的应用前景。
通过合理选择和使用不同类型的膜,可以实现高效、经济的物质分离和纯化过程,为各行业的发展和环境保护做出贡献。
膜(微滤、超滤、纳滤、反渗透)概述及其应用膜技术简介为了满足工业生产和饮用水方面的要求,各种膜的技术应运而生。
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。
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,无机膜主要是陶瓷膜和金属膜,其过滤精度较低,选择性较小。
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。
微滤(MF)又称微孔过滤,它属于精密过滤,其基本原理是筛孔分离过程。
微滤膜的材质分为有机和无机两大类,有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。
无机膜材料有陶瓷和金属等。
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。
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0.1~1微米,故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。
可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。
超滤(UF)是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程,膜孔径在0.05um至1000um分子量之间。
超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术,超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。
以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当水流过膜表面时,只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过,达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。
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1000~300000,故超滤膜能对大分子有机物(如蛋白质、细菌)、胶体、悬浮固体等进行分离,广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。
微滤、超滤、纳滤、反渗透的孔径微滤、超滤、纳滤、反渗透是常用于液体或气体分离与净化的膜分离技术。
这四种技术的主要区别在于对溶质的截留机制和孔径大小的不同。
下面我将详细介绍这四种技术的原理、应用和孔径范围。
微滤是一种通过物理过滤机制将液体中的大分子量溶质、浮游生物、微生物和悬浮颗粒物截留在膜表面上的分离技术。
通常,微滤膜的孔径大小范围从0.1微米到10微米之间。
微滤膜具有一定的通量,可以用于分离悬浮物、泥沙、大颗粒物、细菌和微生物等。
微滤广泛应用于饮用水处理、污水处理、食品加工、医药工业等领域。
超滤是一种通过物理过滤和一定程度的筛分作用将溶质和悬浮物截留在膜表面上的分离技术。
与微滤膜相比,超滤膜的孔径更小,一般在0.001微米到0.1微米之间。
超滤膜可以截留溶质中的大分子有机物、胶体物质、蛋白质、细菌和病毒等。
超滤广泛应用于饮用水净化、酿酒、乳制品工业、制药工业等领域,也有用于废水处理和脱盐等特殊领域。
纳滤是一种通过物理过滤和一定程度的电荷作用将溶质截留在膜表面上的分离技术。
纳滤膜的孔径范围较小,一般在0.001微米到0.01微米之间。
纳滤膜可以截留水溶液中的高分子有机物、溶解性无机盐、胶体颗粒和微生物等。
纳滤广泛应用于饮用水制备、海水淡化、废水回用和杂质去除等领域。
反渗透是一种通过物理过滤、渗透和浓缩作用将溶质截留在膜表面上的分离技术。
反渗透膜的孔径最小,一般在0.001微米以下。
反渗透膜可以截留溶质中的无机盐、重金属、挥发性有机物和微生物等,同时保留溶剂和溶质中的小分子物质。
反渗透广泛应用于海水淡化、饮用水制备、废水处理和工业分离等领域。
综上所述,微滤、超滤、纳滤和反渗透是四种常用的膜分离技术,它们分别通过物理过滤和截留机制将溶质和悬浮物从液体或气体中分离出来。
这四种技术的孔径范围分别为0.1微米到10微米、0.001微米到0.1微米、0.001微米到0.01微米和小于0.001微米。
它们在饮用水处理、废水处理、食品加工、酿酒、制药工业等领域都有广泛的应用。
超滤、微滤、纳滤、反渗透2019-05-10 19:40:03| 分类:设备与仪器资料| 标签:|字号大中小订阅微滤(M F:又称为微孔过滤,它属于精密过滤,其基本原理是筛分过程,在静压差作用下滤除0.1-10μm的微粒,操作压力为0.7-7bar, 原料液在压差作用下,其中水(溶剂透过膜上的微孔流到膜的低压侧,为透过液,大于膜孔的微粒被截留,从而实现原料液中的微粒与溶剂的分离。
微滤过程对微粒的截留机理是筛分作用,决定膜的分离效果是膜的物理结构,孔的形状和大小。
能截留0.1-1微米之间的颗粒。
微滤膜允许大分子和溶解性固体(无机盐等通过,但会截留住悬浮物、细菌及大分子量胶体等物质。
微滤膜的运行压力一般为0.7-7bar。
超滤(UF:是以压力为推动力,利用超滤膜不同孔径对液体进行分离的物理筛分过程。
超滤同反渗透技术类似,是以压力为推动力的膜分离技术。
在从反渗透到电微滤的分离范围的谱图中,居于纳滤(NF与微滤(MF之间,截留分子量范围为50-500000道尔顿,相应膜孔径大小的近似值为50—1000A。
能截留0.002-0.1 微米之间的大分子物质和蛋白质。
超滤膜允许小分子物质和溶解性固体(无机盐等通过,同时将截留下胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物,用于表示超滤膜孔径大小的切割分子量范围一般在1000-500000之间。
超滤膜的运行压力一般1-7bar。
纳滤(NF:纳滤膜的一个很大特性是膜本体带有电荷,这是它在很低压力下具有较高除盐性能和截留相对分子质量为数百的物质,也可脱除无机盐的重要原因。
目前纳滤膜多为薄层复合膜和不对称合金膜,纳滤膜有如下特点:1、NF膜主要去除直径为1nm左右的溶质粒子,故被命名为“纳滤膜”,截留物相对分子质量为200-1000;2、NF膜对二价或高价离子,特别是阴离子的截留率比较高,可大于98%,而对一价离子的截留率一般低于90%;3、NF膜的操作压力低,一般为0.7Mpa,最低为0.3Mpa;4、NF膜多数为荷电膜,因此,其截留特性不仅取决于膜孔大小,而且还有膜静电作用。
微滤超滤纳滤反渗透等膜分离技术
一、微滤超滤纳滤反渗透等膜分离技术发展史
微滤超滤纳滤反渗透等膜分离是在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。
膜可以是固相、液相、甚至是气相的。
用各种天然或人工材料制造出来的膜品种繁多,在物理、化学、生物性质上呈现出各种各样的特性。
大多数人会认为,膜离我们的生活非常遥远。
其实不然,膜分离技术非常贴近我们的日常生活。
如水、果汁、牛奶、保健品、中药、茶食品、饮料、调味品等我们随时可能接触到的,都会用到膜分离技术。
二、微滤超滤纳滤反渗透等膜分离原理
膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质,当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差、温度差等)时,原料侧组分选择性地透过膜,以达到分离、提纯的目的。
不同的膜过程使用不同的膜,推动力也不同。
目前已经工业化应用的膜分离过程有微滤(MF)、超滤(UF)、反渗透(RO)、渗析(D)、电渗析(ED)、气体分离(GS)、渗透汽
化(PV)、乳化液膜(ELM)等。
三、微滤超滤纳滤反渗透等分离技术
反渗透、超滤、微滤、电渗析这四大过程在技术上已经相当成熟,已有大规模的工业应用,形成了相当规模的产业,有许多商品化的产品可供不同用途使用。
这里主要以反渗透膜和超滤膜为代表介绍一下。
3.1 反渗透膜(RO)
反渗透膜使用的材料,最初是醋酸纤维素(CA),1966年开发出
聚酰胺膜,后来又开发出各种各样的合成复合膜。
CA 膜耐氯性强,
但抗菌性较差。
合成复合膜具有较高的透水性和有机物截留性能,但对次氯酸等酸性物质抗性较弱。
这两种材料耐热性较差,最高温度约是60℃左右,这使其在食品加工领域的应用中受到限制。
3.2 超滤膜(UF)
超滤膜最初也是使用CA做材料,后来各种合成高分子材料得以
广泛应用。
其材料多种多样,共同特点是具有耐热、耐酸碱、耐生物腐蚀等优点。
目前使用最多的UF膜材料是聚芳砜和异丙基聚芳砜。
这两种材
料的最大优点是耐热性非常强。
聚芳砜的机械性能好,有优良的耐氧化性能,通常使用时耐热温度可达8O℃,热杀菌时耐热温度可达90℃,异丙基聚芳砜耐氧化性能更好,较高温度下能够保持良好的机械性能,耐热温度可达90℃ ,热杀菌时可达98℃。
进行热杀菌时,高温水急速通过膜装置,因膜装置材料的热膨胀系数不同,有时膜会发生泄漏。
现在,通过对环氧系粘合剂的组成、硬化条件的研究,已能够制造耐50℃温差的急速加热冷却的膜装置。
四、分离膜的优缺点
分离膜共同的优点是:
①节约能源;
②在常温下进行,特别适用于热敏性物质的处理,能够防止食品质量的恶化和营养成分及香味物质的损失;
③食品的色泽变化小,能保持食品的自然状态;
④设备体积小且构造简单,费用较低,效率较高;
⑤适用范围广,有机物和无机物都可浓缩,可用于分离、浓缩、纯化、澄清等工艺。
分离膜的缺点是:
①产品被浓缩的程度有限;
②有时其适用范围受到限制,因加工温度、食品成分、pH、膜的耐药性、膜的耐溶剂性等的不同,有时不能使用分离膜;
③ 规模经济的优势较低,一般需与其它工艺相结合。
膜分离技术在食品工业中还广泛用于制取纯净水和生产废水的
处理。
如近年来绝大多数矿泉水生产厂家均采用超滤或微滤技术除菌、除胶体、除絮凝物质和颗粒等。
广东太阳神集团、海南杏仁露饮料公司、天津武清饮料厂、及各啤酒厂等都应用反渗透或电渗析制备纯水配兑饮料,大大改善了产品质量。
I.K1oyuncu等人分别采用低压纳
滤及二级反渗透系统对牛奶工业废水进行处理。
纳滤的COD去除率达98% ,电导率可削减98%以上,Cr、Pb、Ni、Cd等有毒重金属离子的去除率均达100%;而二级反渗透系统对COD、电导率和悬浮固体的去
除率均在99%以上,成功实现了废水的再生与回用。
另外膜技术在原料液中除气、弃液中产品回收方面均有应用价值。
五、膜分离技术的前景
综上所述,膜分离技术在食品加工领域中的应用日益广泛,利用膜技术生产的食品有其明显的优势。
但需要改进的地方还很多,其中最主要的是膜性能和膜装置的改进。
膜性能的改善包括以下四个方面:
①开发透过率高、选择性强的膜;
②开发不易发生污染的膜;
③开发用简单的清洗方法即可清除污染的膜和膜装置以及具有
全自动反冲洗装置的膜分离系统;
④开发用简单的热蒸汽杀菌即可杀菌的膜和膜装置;
⑤膜清洗和保护技术;
⑥ 开发新的超薄膜,甚至是单分子膜,以实现低压下的高透过率。
新型的膜分离技术目前大部分处于实验室规模,各国对膜技术的研究和开发投入了大量的人力物力,研究开发所用经费高达产值的6%~9%,1990年全世界制膜工业销售总额已达到40亿美元。
膜技术是当代国际上公认的最具有经济效益和社会效益的高新技术之一,虽然分离膜存在一些缺点,但其优势非常明显。
为了提高产品附加值及开发新产品而采用膜分离技术是食品加工的发展方向之一,膜分离技术现已实现大规模的工业应用,因此也引起工业生产的重大革新。