下载文档原格式
水处理膜过滤技术深度解析及优缺点比较如今，超过 23 亿人生活在水资源紧张的国家，如何尽可能有效地管理这一宝贵资源？这个问题显得尤为重要。
现如今，水过滤过程依赖于高性能而又节约成本的膜材料，高性能的水处理膜材料能够承受高压、高温环境和持续的化学暴露。
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200-800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：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。
超滤膜：能截留1-20nm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，超滤膜的运行压力一般1-5bar。
超滤膜及纳滤和反渗透的区别超滤膜：超滤膜是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。
纳滤：纳滤，介于超滤与反渗透之间。
现在主要用作水厂或工业脱盐。
脱盐率达百分之90以上。
反渗透脱盐率达99%以上但若对水质要求不是特别高，利用纳滤可以节约很大的成本。
反渗透：反渗透，是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术，目前已广泛运用于科研、医药、食品、饮料、海水淡化等领域。
用作太空水、纯净水、蒸馏水等制备；酒类制造及降度用水；医药、电子等行业用水的前期制备；化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备；锅炉补给水除盐软水；海水、苦咸水淡化；造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。
膜过滤技术原理及应用天津大学化工学院王志教授内容1、固液分离膜2、微滤过程3、超滤过程4、渗滤过程5、纳滤过程6、膜过滤通量衰减及其防治7、膜器及膜过程设计1、固液分离膜¾微滤膜：膜孔径0.02-10μm ¾超滤膜：膜孔径1-100nm膜结构¾膜结构的层次形态结构结晶态结构分子态结构形态结构表层结构¾无孔，致密，平滑¾球形小瘤¾聚集体，凹凸¾开放的网络孔¾孔洞，针孔，亮点过渡层与支撑层结构¾近似球形孔（海绵状结构）¾指状孔或大孔穴不同类型膜横断面示意图不对称聚砜超滤膜横截面——海绵状（蜂窝状）孔结构指状孔结构陶瓷微滤膜（a）阳极氧化法（表面）（b）烧结法（图上部为横断面）微孔陶瓷膜扫描电镜照片聚合物微滤膜(a)相转化法, （b）拉伸法；（c）径迹蚀刻法中空纤维超滤膜2 微滤过程2.1 特性1. 分离目的: 得到不含粒子的液体或气体2. 截留物的尺寸与性质:0.02-10 mm 粒子3.透过膜的物质:不含粒子的液体或气体4. 推动力: 压力差, ∼0.2 MPa5. 传质/选择性机理: 筛分6. 供料和渗透物的相态: 液体或气体7. 流动形式: “死端过滤(dead-endfiltration)”或“错流过滤(cross-flow filtration)”2.2 死端过滤与错流过滤的比较2.3 微滤应用¾制药工业的消毒：制药产品中细菌的去除；去除制药产品及其原料中的有机和无机粒子。
¾抗生素的澄清¾哺乳动物细胞的微过滤¾饮料的澄清：啤酒，葡萄酒，矿泉水。
¾半导体生产工业中流体的纯化：空气过滤，化学试剂过滤，去离子水过滤。
¾分析化验：微生物化验，粒子污染的监测，微孔膜上细胞生长的研究。
¾反渗透或超滤的预处理。
3 超滤过程3.1 特性1.分离目的：得到无大分子溶质的溶液，无小分子溶质的大分子溶质溶液，或大分子溶质的分级。
微孔滤膜过滤技术摘要：微孔滤膜过滤技术作为一门新型的高效分离、浓缩、提纯及净化技术, 近30 年来发展迅速, 已经在石油化工、轻工纺织、食品、医药、环保等多个领域得到广泛应用[1] 。
膜分离技术具有操作简单、占地面积小, 处理过程中无相变及不会产生新的污染物质、分离效果好等优点, 近年来在水处理领域中得到广泛应用。
本文就膜过滤的研究进展，膜材料以及它的应用作简要综述。
关键词：微孔滤膜; 过滤技术; 除菌；应用正文：20 世纪80 年代以来,生命科学和生物工程技术的发展日新月异,生物产品(如酶、抗体、抗原、受体) 的种类越来越多. 这些制品通常是从发酵液中或天然产品中提取,再经纯化而得到的产品. 由于目标产物产量小,通常又与底物、细胞等混杂在一起,浓度很低,且生物产品与传统的化工产品不一样,它们一般都具有生物活性,对分离操作条件要求比较苛刻. 传统的化工分离方法如精馏、沉降、结晶等都难以达到要求.膜分离是20 世纪60 年代以来发展较快的一项分离技术,它具有操作条件温和、无污染、无相变等特点,在许多方面都得到了应用,象微滤、超滤已应用于生物化工和医药行业中. 膜分离是根据分子大小不同来实现分离的,一般相对分子质量相差10倍以上的物系才具有分离作用,因此它还远远不能满足生化分离的需要. 而生物亲和作用是生物分子之间的可逆专一性识别作用,具有极高的选性.[2]20 世纪70 年代以来,利用生物亲和相互作用,分离蛋白质等生物大分子的亲和纯化技术迅速发展. 其中亲和层析技术已得到广泛应用,但是亲和层析法亦存在许多难以克服的缺点: 1) 亲和载体价格昂贵,使用寿命短;2) 色谱柱易堵塞和污染,需对原料进行预处理以除去颗粒性杂质;3) 难以实现连续操作和规模放大. 目前亲和层析法仅局限于价值极高的生物活性物质的小批量纯化. 为克服膜过滤和亲和层析的缺点,发展了亲和2膜过滤技术,不仅利用了生物分子的识别性能,分离低浓度的生物制品,而且微孔滤膜的渗透性及通量大,能在纯化的同时实现浓缩,此外还有操作方便、设备简单、便于大规模生产的特点,发展前景引人瞩目。
膜过滤技术
膜过滤技术是指利用特定的膜来将高分子物质和低分子物质分离的技术。
膜过滤技术被广泛地应用在石油、化工、冶金、食品、矿产资源、医药、生物和环保等领域，被广泛用于过滤、分离、浓缩和回收的地方，可
有效的改善过滤性能和仪器的性能。
膜过滤技术包括逆流膜过滤、渗透膜过滤、微滤膜过滤以及混合膜过
滤等多种，其中，微滤膜过滤是应用最多的，它和渗透膜过滤共同被使用
于水处理领域，可以有效地去除悬浮物、有机物、病原体等，从而实现水
质的净化。
此外，膜过滤技术在食品加工领域也占有重要的地位，可以有效的过
滤掉悬浮物、细菌、微生物等，保留食品饱和营养成分，使食品口感更好，也可以用于发酵产物的膜浓缩，从而节省大量的用水。
因此，膜过滤技术的出现和发展，不仅提高了水质的淨化效果，而且
改善了食品的质量，提高了能源的利用率，也减少了病原体对人类健康的
危害，因而受到了广泛的欢迎。
膜过滤性计算公式膜过滤是一种常用的分离技术，广泛应用于水处理、食品加工、制药和化工等领域。
膜过滤性能的评价对于膜过滤工艺的优化和膜材料的选择非常重要。
膜过滤性能通常通过通量、截留率和膜阻力来评价。
本文将介绍膜过滤性能的计算公式，并探讨影响膜过滤性能的因素。
1. 通量的计算公式。
通量是膜过滤的一个重要性能指标，它表示单位面积膜的通过流量。
通量的计算公式如下：通量 = 通过流量 / 膜面积。
其中，通过流量是单位时间内通过膜的流体量，通常以升/小时或立方米/小时为单位；膜面积是膜的有效过滤面积，通常以平方米为单位。
通量的计算可以通过实验测定，也可以通过理论计算。
在实际应用中，通量的计算可以帮助工程师确定膜过滤系统的尺寸和运行参数，从而实现最佳的过滤效果。
2. 截留率的计算公式。
截留率是膜过滤的另一个重要性能指标，它表示膜对不同大小的颗粒或溶质的截留能力。
截留率的计算公式如下：截留率 = (1 透过率) × 100%。
其中，透过率是通过膜的溶质量与初始溶液中的溶质量之比。
截留率通常用百分比表示，可以用来评价膜对不同大小颗粒的截留能力。
3. 膜阻力的计算公式。
膜阻力是膜过滤中的一个重要参数，它表示单位面积膜的阻力。
膜阻力的计算公式如下：膜阻力 = ΔP / A。
其中，ΔP是膜两侧的压差，通常以帕斯卡（Pa）为单位；A是膜的有效过滤面积，通常以平方米为单位。
膜阻力的计算可以帮助工程师确定膜过滤系统的运行参数，从而实现最佳的过滤效果。
膜阻力还可以用来评价膜的清洗和再生效果，对于延长膜的使用寿命非常重要。
影响膜过滤性能的因素。
膜过滤性能受多种因素的影响，包括膜材料、孔径大小、操作条件等。
以下是一些常见的影响因素：1. 膜材料。
膜材料是影响膜过滤性能的关键因素之一。
不同的膜材料具有不同的截留特性、化学稳定性和机械强度，从而影响膜的过滤效果和使用寿命。
常见的膜材料包括聚醚砜（PES）、聚丙烯（PP）、聚四氟乙烯（PTFE）等。
膜过滤器原理膜过滤器是一种常用的分离技术，它基于膜的选择性透过性，将混合物中的溶质和溶剂分离开来。
膜过滤器的原理可以简单地描述为：通过膜孔的大小和形状，选择性地允许某些物质通过，而阻止其他物质通过。
膜过滤器的膜材料通常由聚合物、陶瓷或金属等制成。
这些材料具有微孔或超微孔结构，可以根据需要选择不同的孔径大小。
膜过滤器的孔径大小决定了能够通过的溶质的分子大小范围。
膜过滤器的工作原理可以分为两种类型：压力驱动和重力驱动。
在压力驱动的膜过滤器中，混合物通过施加压力使溶质通过膜孔，而溶剂则被阻止。
这种方法常用于液体处理和气体分离。
而在重力驱动的膜过滤器中，溶液通过重力作用力驱动，使溶质通过膜孔，而溶剂则被阻止。
这种方法常用于水处理和废水处理。
膜过滤器的选择取决于需要分离的物质和所需的分离效果。
常见的膜过滤器包括微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。
微滤膜的孔径较大，可以过滤掉悬浮物、细菌和大分子物质；超滤膜的孔径较小，可以过滤掉胶体、蛋白质和有机物；纳滤膜的孔径更小，可以过滤掉溶解物和离子；而反渗透膜的孔径最小，可以过滤掉溶解物、离子和微生物。
膜过滤器的应用非常广泛。
在食品和饮料工业中，膜过滤器常用于澄清果汁、脱盐水和浓缩液体。
在制药工业中，膜过滤器常用于分离和纯化药物。
在环保领域，膜过滤器常用于废水处理和水再利用。
在生物技术领域，膜过滤器常用于细胞培养和蛋白质分离。
膜过滤器的优点在于操作简单、效率高、占用空间小、无需添加化学药剂，并且可以实现连续操作。
然而，膜过滤器也存在一些限制，如易受污染、需要定期清洗和更换膜等。
膜过滤器是一种基于膜的分离技术，通过选择性透过性将混合物中的溶质和溶剂分离开来。
它具有广泛的应用领域，并且具有许多优点。
随着科学技术的不断发展，膜过滤器将在更多领域发挥重要作用，为我们的生活和工业生产带来更多便利和效益。
