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膜分离技术的种类

膜分离技术的种类
膜分离技术的种类

膜分离技术的种类、特点及其应用领域

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,半透膜又称分离膜或滤膜,膜壁布满小孔,根据孔径大小可以分为:微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)、反渗透膜(RO)等,膜分离都采用错流过滤方式。

膜分离技术最重要的组成部分是膜。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。错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。

膜分离技术特点

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。与传统的蒸馏、吸附、吸收、萃取、深冷分离等分离技术相比,膜分离具有以下特点:

●膜分离通常是一个高效的分离过程。

●膜分离过程的能耗(功耗)通常比较低。

●多数膜分离过程的工作温度在室温附近,特别适用于对热敏物质的处理

膜分离设备本身没有运动的部件,工作温度又在室温附近,所以很少需要维护,可靠度很高。它的操作十分简单,而且从开动到得到产品的时间很短,可以在频繁的启、停下工作。

●膜分离过程的规模合处理能力可在很大范围内变化,而它的效率、设备单价、

运行费用等都变化不大。

●膜分离由于分离效率高,通常设备的体积比较小,占地较少。

工艺优点

(1)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。

(2)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 。

(3)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。(4)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。(5)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

(6)能耗低

只需电能驱动,能耗极低,其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8。应用领域

微滤

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、聚丙烯、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。

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。

超滤

是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程,膜孔径在0.05um至1nm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。

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。纳滤

是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术,其截留分子量在80~1000的范围内,孔径为几纳米,因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性,其在制药、生物化工、食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。

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。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、环保工业等。

反渗透

是利用反渗透膜只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质或小分子物质的选择透过性,以膜两侧静压为推动力,而实现的对液体混合物分离的膜过程。反

渗透是膜分离技术的一个重要组成部分,因具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作方便运行可靠等诸多优点,而成为海水和苦咸水淡化,以及纯水制备的最节能、最简便的技术.目前已广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等诸多行业。反渗透技术已成为现代工业中首选的水处理技术。

反渗透的截留对象是所有的离子,仅让水透过膜,对NaCl的截留率在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、胶体粒子、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,如垃圾渗滤液的处理。

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。

其他

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、液膜分离法等。

行业应用

制药行业

●生物发酵液过滤除菌及下游分离纯化精制

●树脂解析液的浓缩及解析剂回收

●农药水剂、粉剂的生产应用

●中药浸提液过滤除杂及浓缩

●中药浸膏生产应用

●合成药、原料药、中间体等的脱盐浓缩

●结晶母液回收

食品行业

●乳清废水处理

●乳制品生产加工应用

●果汁澄清脱色

●食品添加剂纯化浓缩

●茶饮料澄清浓缩

●啤酒、葡萄酒、黄酒的精制加工

●天然色素提取液的除杂及浓缩

●氨基酸发酵液过滤澄清及精制

染料化工和助剂

水溶性染料反应液的脱盐浓缩

●染料盐析母液废水回收

淀粉糖品

●糖液分离纯化及浓缩

●果葡糖浆色普分离纯化

●糖醇色普分离纯化

●单糖、低聚糖及多糖的分离纯化及浓缩

环保及水处理领域

●纺织、染整、印染废水处理及回用

●电镀工业废水零排放及资源回收

●矿山及冶金废水处理回收

●淀粉废水处理

●造纸废水木质素回收及废水处理

●电泳漆废水涂料回收

●酸、碱废水处理回收

●市政污水的处理及回用

●洗车水、桑拿水、游泳池水、洗浴废水等循环处理

●工业生产所用的各类软化水、纯水、超纯水制备生物技术

●生物蛋白、多肽、酶制剂等酵液过滤澄清及精制

反渗透膜分离设备的技术优势

反渗透膜分离设备的技术优势 2020年8月27日

为保证我国经济的可持续发展,缓解当代水资源短缺,大力发展海水淡化技术产业来解决淡水资源问题已迫在眉睫。传统的方法具有很多劣势。而膜分离具有高效节能、选择性好、无相态和化学变化及可以在常温下操作等优点,是继蒸馏法后的又一项重要技术。主要包括反渗透膜法、电渗析法和纳滤膜法。这里主要介绍目前使用广泛的反渗透膜法。 反渗透膜分离设备法是一种高效节能技术,它是利用选择性半透膜,孔径为0.1—1nm,通常运行切割的分子量<500,能截留盐或小分子量有机物,使水通过。较之传统的蒸馏法,具有起动产水迅速、尺寸紧凑、重量轻、全电力操作能耗少、性能稳定、不用防结垢化学剂,操作过程中,无需相变、无需热液等优点。更加节能,工程造价和运行成本持续降低,其发展速度远远快于蒸馏法。但其缺点是操作压力大,膜组件易受到污染,进料液浓度有限制以及浓缩液的二次污染等问题。 德兰梅勒反渗透膜分离技术,简称RO技术。反渗透技术是近几年来才在我国发展起来的一项现代高新技术。按各种物料的不同渗透压,对某种溶液使用大于渗透压的反渗透方法,达到对溶液进行分离提取、纯化和浓缩的目的。反渗透设备技术是当今节能、效率高的膜分离技术。 德兰梅勒利用膜分离技术为生物制药、食品饮料、发酵行业、农产品深加工、植物提取、石油石化、环保水处理、空气除尘、化工等行业提供分离、纯化、浓缩的综合解决方案,满足不同客户的高度差

异化需求。帮助客户进行生产工艺的上下游技术整合与创新,帮助企业节省投资、降低运行费用、减少单位消耗、提供产品质量、清洁生产环境,助力企业产业升级。

正渗透膜分离技术

正渗透膜分离技术 研究背景 随着世界人口数量的迅速增长和矿物燃料的急剧消耗,水资源和能源已成为地球上两种至关重要的资源。水资源匮乏和能源危机困扰着全球许多不同的团体。据报导,世界上至少十二亿的人缺乏洁净安全的饮用水,有二十六亿的人缺少足够多的环境卫生设备。 膜技术是近几十年迅速发展起来的高效分离技术,因其节能、高效、经济、简单方便、无二次污染等一系列优点,在水处理中已被广泛地用于苦咸水淡化、海水淡化、工业给水处理、纯水及超纯水制备、废水处理、污水回用等。作为一种低能耗、低污染的绿色技术,新型的膜分离技术,正渗透(Forward osmosis,FO),在供水和产能方面拥有着巨大的潜能,甚至在食品加工行业、医药行业也有很好的应用前景,正逐渐成为人们关注和研究的热点。 膜分离技术 作为一种广泛应用的分离技术,膜处理的分离原理主要是在常温下使溶质和溶剂通过半渗透膜,达到分离、浓缩和纯化的目的,在这个过程中,驱动力一般为压力驱动或电位驱动。该技术的特点有以下几个方面: (1)膜分离过程在常温下进行分离。 (2)膜分离过程无相变化。 (3)膜分离技术的适用范围较广。 (4)膜分离效率高,分离效果好。 (5)膜分离技术采用装置简单,操作方便。 通常来说,膜分离技术,能够对不同的微粒、分子、离子进行有效的分离,膜材料亦丰富为醋酸纤维素(CA)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰胺(PA)、聚砜(PS)、聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、陶瓷膜等。 常见水处理膜分离技术主要有以下几类: (1)微滤(MF):由0.01~0.2 MPa的外加压力作为驱动力。膜的微孔直径处于微米范围,可截留粒径为0.1~10μm的悬浮物颗粒、纤维等。 (2)超滤(UF):超滤以0.1~1.0 MPa左右的压力差为推动力。分离膜的孔径在 0.0015~0.02μm之间。 (3)反渗透(RO):以1~70MPa左右的压力差为推动力。 (4)纳滤(NF):由0.5~1.5MPa的外加压力作为驱动力。 正渗透 在正渗透中,用于分离的驱动力主要为FO膜两侧的汲取液和原料液之间的渗透压差,使水从原料液(较低渗透压)一侧自发传递到汲取液(较高渗透压)。不同于传统的靠压力驱动的膜分离技术,比如微滤、超滤、纳滤与反渗透等,正渗透由于运行的原理不同,因此有着独有的优势,例如施加较低或不施加压力,导致更低的能耗,降低运行成本;正渗透的分离能力强,对污染物有着较高的截留率;正渗透污染几乎为可逆污染,因而清洗效率高;正渗透的膜装置组成简单,操作容易等。在众多领域内,正渗透近几十年来均有着广泛的应用,特别的,在一些重要领域如海

纳滤反渗透膜分离实验上课讲义

纳滤反渗透膜分离实 验

化工原理实验报告学院:专业:班级:

三、实验装置 本实验装置均为科研用膜,透过液通量和最大工作压力均低于工业现场实际使用情况,实验中不可将膜组件在超压状态下工作。主要工艺参数如表1-1 膜组件膜材料膜面积/m2最大工作压力/Mpa 纳滤(NF)芳香聚纤胺0.4 0.7 反渗透(RO) 芳香聚纤胺0.4 0.7 表1-1膜分离装置主要工艺参数 反渗透可分离分子量为100级别的离子,学生实验常取0.5%浓度的硫酸钠水溶液为料液,浓度分析采用电导率仪,即分别取各样品测取电导率值,然后比较相对数值即可(也可根据实验前做得的浓度-电导率值标准曲线获取浓度值)。 图1-1膜分离流程示意图 1-料液灌;2-低压泵;3-高压泵;4-预过滤器;5-预过滤液灌;6-配液灌;7-清液灌; 8-浓液灌;9-清液流量计;10-浓液流量计;11-膜组件;12-压力表;13-排水阀

图1 电导率与溶液浓度关系曲线 电导率与溶液浓度模型:C= 0.6253k - 0.0195 式中k为电导率,单位ms/cm;C为溶液浓度,单位×10-3g/cm3。 ① 原料液浓度C0=0.6253*6.07-0.0195=3.776071*10-3(g/cm3)=0.026584561 kmol/m3 透过液浓度C P=0.6253*0.13-0.0195=0.061789*10-3(g/cm3)=0.000435011 kmol/m3 浓缩液浓度C R=0.6253*6.99-0.0195= 4.351347*10-3(g/cm3)= 0.030634659 kmol/m3 ② 原料液浓度C0=0.6253*5.95-0.0195= 3.701035*10-3(g/cm3) =0.026056287 kmol/m3 透过液浓度C P=0.6253*0.07-0.0195=0.024271*10-3(g/cm3) =0.000170874 kmol/m3 浓缩液浓度C R=0.6253*7.26-0.0195= 4.520178*10-3(g/cm3) =0.031823275 kmol/m3 (2)膜组件性能表征: 利用公式:

正渗透技术处理水和废水

正渗透技术处理水和废水 1 引言 膜分离技术由于出水水质高、设备简单易操作、能耗相对较低、适应性强等特点,在水处理领域获得越来越多的关注.目前应用于水处理领域的几种膜分离技术.其中微滤(microfiltration,MF)、超滤(ultrafiltration,UF)、纳滤(nanofiltration,NF)和反渗透(reverse osmosis,RO)由机械压力驱动传质过程,是水和废水处理的常规技术.其他膜技术,如温度差驱动的膜蒸馏技术(membrane distillation,MD),电场驱动的电渗析技术(electro-dialysis,ED),一些由化学反应驱动的膜吸收技术(membrane absorption,MA)等也成为水处理领域的新型技术.正渗透(forward osmosis,FO)是一种由渗透压(浓度差)驱动的新型膜技术.可用于海水脱盐、废水处理等方面. FO膜是一种渗透膜.名义孔径在1 nm以下,用于截留溶解性离子和盐类等物质,与RO 相当.但与RO相比,FO无需外加机械压力,具有低压操作、低膜污染、高截留的优点,近年来在水处理领域受到较多关注. 2 FO原理(Basic principle of FO) FO膜是一种选择性渗透膜,膜的一侧是低渗透压的待处理水,另一侧是高渗透压的汲取液,水分子透过FO膜从低渗透压侧扩散到高渗透压侧,从而实现水与杂质的分离(图 1).该过程的驱动力是膜两侧溶液的渗透压差,不需外界提供压力. 图 1 FO工艺的原理示意图 2.1 FO应用与运行效果 2.1.1 海水(浓盐水)脱盐 FO已被用于含盐废水、含盐地下水、盐湖水和海水的脱盐.大多数为实验室规模的小试研究,汲取液采用难挥发性(NaCl,Na2SO4,MgSO4等)或挥发性(NH3/CO2和NH4HCO3)盐溶液.其中Zhao等进行的盐湖水脱盐,回收率达到70%.McGinnis等采用中试规模的FO处理高盐水(TDS>70,000 ppm),回收率达到60%,与蒸发浓缩技术相当,出水水质达标(美国宾州

膜分离技术的介绍及应用讲解

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

正渗透的应用和技术优势---窦蒙蒙.

正渗透的应用和技术优势 姓名:班级:学号: 16121229 指导教师:于海琴 正渗透的应用和技术优势 摘要:作为一种新型膜处理技术,正渗透技术自20世纪50年代建立以来,在环保、能源、海水淡化等领域受到越来越广泛的关注;其经历了从实验室研究,中试实验,到少量的商业化应用,技术日臻完善。正渗透技术是利用自然渗透压差为驱动力的一种净水技术,为水资源和环境问题提供了低能耗、高效率的解决方法。该文介绍了正渗透的技术优势,以及正渗透在海水淡化、废水处理、污水回用、能源开发以及食品加工等领域的应用。 关键词:正渗透、技术优势、海水淡化、废水处理 I 1.引言

正渗透(Forward osmosis, FO)是近年来发展起来的一种浓度驱动的新型膜分离技术,它是依靠选择性渗透膜两侧的渗透压差为驱动力自发实现水传递的膜分离过程,是目前世界膜分离领域研究的热点之一。 1.1正渗透技术的原理和技术特点 1.1.1正渗透技术的原理 正渗透是浓度驱动型的膜过程,它依靠选择性渗透膜两侧的渗透压差为驱动力来自发的实现水在膜中的传递。也就是指水从较高的水化学势(或较低渗透压)一侧区域通过选择透过性膜流向较低水化学势(或较高渗透压)一侧区域的过程。在具有选择透过性膜的两侧分别放置两种具有不同渗透压的溶液,一种为具有较低渗透压的原料液(feed solution,FS),另一种为具有较高渗透压的汲取液(draw solution,DS)。正渗透正是依靠正渗透膜两侧的汲取液(draw solution,DS)和原料液(feed solution,FS)间的自然渗透压差,使水分子自发地从低渗透压侧(FS侧)传输到高渗透压侧(DS侧)而污染物被截留的膜分离过程,具体如图1所示。 图1.正渗透过程示意图 不同于传统膜分离过程,正渗透利用低水化学势的DS从高水化学势的FS吸取纯水,无需投入额外的驱动压力,因而其能耗低[1]。 1.1.2正渗透技术的技术特点 正渗透不同于压力驱动膜分离过程,它不需要额外的水力压力作为驱动力,而依靠汲取液与原料液的渗透压差自发实现膜分离。这一过程的实现需要几个必要条件:(1)可允许水通过而截留其他溶质分子或离子的选择性渗透膜及膜组件;(2)提供驱动力的汲取液;(3)对稀释后的汲取液再浓缩途径[2]。 早期关于正渗透过程研究均采用反渗透复合膜,发现膜通量普遍较低,主要原因是复合膜材料的多孔支撑层产生了内浓差极化现象,大大降低了渗透过程的效率。20 世纪90 年代,Osmotek 公司(Hydration Technologies Inc.(HTI)公司前身)开发了一种支撑型高强度正渗透膜,已被应用于多种领域,是目前最好的商

水处理中正渗透膜分离技术的应用

水处理中正渗透膜分离技术的应用 摘要:渗透(osmosis)是一种仅依靠渗透压驱动的分离过程,基于渗透现象发展起来的正渗透膜分离技术,目前该技术在国际都得到了广泛的应用。本文章综述了水处理中正渗透膜分离技术应用过程的基本原理、应用现状以及水处理正渗透膜分离技术的应用领域,并对未来水处理中正渗透膜分离技术的应用方向提出了展望。希望在未来其技术能得到更加广泛的应用与发展。 关键词:正渗透应用水处理膜分离技术 一、前言 20世纪60年代起,对膜分离技术从实验室研究已经进入到了工业行业的实际应用,直至现在,它已应用到水处理,食品加工,制药工程,医学以及能源等不同的领域。正渗透(Forward osmosis,FO)是一种不需外加压力做驱动力,而仅依靠渗透压驱动的膜分离过程。正渗透膜分离技术与外加压力驱动的膜分离技术最大的区别就是正渗透膜分离技术不需要外加压力或在较低的外加压力下运行,并且膜污染情况相对较轻,在持续长时间运行后无需清洗。水处理中正渗透膜分离技术目前在国际上诸如美国、新加坡、欧洲等国家和地区已得到大量研究和应用。 二、水处理中正渗透膜分离技术的基本原理 正渗透是浓度驱动型的膜过程,它依靠选择性渗透膜两侧的渗透压差为驱动力来自发的实现水在膜中的传递。也就是指水从较高水化学势(或较低渗透压)一侧区域通过选择透过性膜流向较低水化学势(或较高渗透压)—侧区域的过程。在具有选择透过性膜的两侧分别放置两种具有不同渗透压的溶液,一种为具有较低渗透压的原料液(Feed solution),另一种为具有较高渗透压的驱动液(Draw solution),正渗透正是应用了膜两侧溶液的渗透压差作为驱动力,才使得水能自发地从原料液一侧透过选择透过性膜到达驱动液—侧。当对渗透压高的一侧溶液施加一个小于渗透压差的外加压力的时候,水仍然会从原料液压一侧流向驱动液—侧,这种过程叫做压力阻尼渗透(Pressure-retarded osmosis,PRO)。压力阻尼渗透的驱动力仍然是渗透压,因此它也是一种正渗透过程。水处理中正渗透膜分离技术应用正是基于这种原理。 三、水处理正渗透膜分离技术应用现状 正渗透膜过程,具有三低优势,即低压操作,低能耗和低污染,在水处理领域已得到了一定的应用。但是国内并不多见其应用报道,所以说应用不是很多,尽管如此,这一技术仍然具有很大的应用价值和光明的应用前景。如果要大范围普及正渗透膜分离技术,仍需做很多努力。包括了我国对正渗透膜分离技术研究不多,特别是在水处理应用上缺乏经验参数,这需要进行大量的实验,从而积累经验;目前所拥有的正渗透膜性能太低,品种不全、不优;缺少既经济又高效的汲取液体系和汲取液再浓缩途径。 鉴于水处理正渗透膜分离技术仍存在比较多的问题,在今后的研究和应用方面应该从这些方面的着手突破,极大推动正渗透技术在水处理中的广泛应用,以促进新一代水处理工艺的高效发展。总之,对水处理正渗透膜分离技术的研究,都应该围绕如何提高正渗透过程的水回收率、如何提高正渗透过程中的分离效率、以及如何降低正渗透过程的运行成本等方面进行。 四、水处理中正渗透膜分离技术应用领域

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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、

反渗透膜分离技术在城市污水处理中的应用

反渗透膜分离技术在城市污 水处理中的应用 -标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

摘要 国内外反渗透膜技术的发展概况,然后详细论述了反渗透膜分离技术。通过介绍反渗透的基本原理、反渗透装置型式、基本流程,以美国和日本采用反渗透处理生活污水为例,探讨了反渗透膜分离技术在城市污水处理中的应用情况,最后就其发展方向作出了初步地归纳和展望。 关键词:城市污水处理,膜分离技术,反渗透膜,实际应用,前景展望

引言 近来,物理化学处理技术、光照射技术及膜过滤技术已形成三大水处理技术。在这些技术中引人注目的是膜分离法污水处理技术[1]。膜分离是通过膜对混合物中各组分的选择渗透作用的差异,以外界能量或化学位差为推动力对双组分或多组分混合物的气体或液体进行分离、分级、提纯和富集的方法。而反渗透膜分离技术作为当今世界水处理先进的技术,具有清洁、高效、无污染等优点,已在海水淡化、城市给水处理、纯水和超纯水制备、城市污水处理及利用、工业废水处理、放射性废水处理等方面得到广泛的应用。 膜分离技术作为新的分离净化和浓缩方法,与传统分离操作(如蒸发、萃取、沉淀、混凝和离子交换树脂等)相比较,过程中大多无相变化,可以在常温下操作,具有能耗低、效率高、工艺简单、投资小等特点。膜分离技术应用到污水处理领域,形成了新的污水处理方法,它包含微滤(MF)、超滤(UF)、渗析(D)、电渗析(ED)、纳滤(NF)、和反渗透(RO)等,本文仅对反渗透(RO)膜法对城市污水处理技术进行探讨。

一、反渗透膜发展概况 膜广泛的存在于自然界中,特别是生物体内。人类对于膜现象的研究源于1748年,但是人类对它的认识和研究则较晚。1748年,Abbe Nollet观察到水可以通过覆盖在装有酒精溶液瓶口的猪膀肌进入瓶中时,发现了渗透现象。然而认识到膜的功能并用于为人类服务,却经历了200多年的漫长过程。人们对膜进行科学研究则是近几十年来的事。其发展的历史大致为;30年代微孔过滤;40年代透析;50年代电渗析;60年代反渗透;70年代超滤和液膜;80年代气体分离;90年代渗透汽化[2]。 在国外,其发展概况为:1953年美国的Reid 提出从海水和苦盐水中获得廉价的淡水的反渗透研究方案,1960年美国的Sourirajan 和Leob 教授研制出新的不对称膜,从此RO作为经济的淡化技术进入了实用和装置的研究阶段。20世纪70年代初期开始用RO法处理电镀污水,首先用于镀镍污水的回收处理,此后又应用于处理镀铬、镀铜、镀锌等漂洗水以及混合电镀污水。1965年英国首先发表了用半透膜处理电泳涂料污水的专利。此后美国P.P.G公司提出用UF和RO的组合技术处理电泳涂料污水,并且实现了工业化。1972-1975年J J .Porter 等人用动态膜进行染色污水处理和再利用实验。1983年L.Tinghuis等人发表了用RO法处理染料溶液的研究结果。30年来,反渗透(RO)技术先后在含油、脱脂废水、纤维工业废水、造纸工业废水、放射性废水等工业水处理、苦咸水淡化、纯水和高纯水制备、医药工业和特殊的化工过程和高层建筑废水等各类污水处理中得到了广泛的应用。尤其是近几年,一些新型的膜法污水处理技术逐一问世,如膜蒸馏、液膜、膜生化反应器、控制释放膜、膜分相、膜萃取等[3]。 在我国,膜技术的发展是从1958年离子交换膜研究开始的。1958年开始进行离子交换膜的研究,并对电渗析法淡化海水展开了试验研究;1965年开始对反渗透膜进行探索,1966年上海化工厂聚乙烯异相离子交换膜正式投产,为电渗析工业应用奠定了基础。1967年海水淡化会战对我国膜科学技术的进步起了积极的推动作用。1970年代相继对电渗析、反渗透、超滤和微滤膜及组件进行研究开发,1980年代进入推广应用阶段。1980年代中期我国气体分离膜的研究取得长足进步,1985年中国科学院

正渗透水处理技术概要

正渗透水处理关键技术研究进展 [摘要]正渗透是一种新型的膜分离技术,其分离的驱动力来源于原料液和汲取液之间自然存在的渗透压差,近年来正渗透技术已在国际上得到广泛关注。简述了基于此技术的正渗透水处理过程的基本原理,指出了这种新型水处理过程的关键技术——正渗透膜和汲取液,根据各自的技术特点对其进行分类概述,并从实验室基础研究和技术的商业化进程两方面介绍了这两项关键技术取得的最新研究进展。从水通量角度对不同体系进行了简单比较,分析了各材料和方法的优缺点,并对它们的应用前景进行了展望。 [关键词]正渗透;水处理;汲取液;海水淡化 [中图分类号] TQ028.8 [文献标识码] A [文章编号] 1005-829X(2012)05-0005-05 Advance in the key techniques of forward osmosis water treatment Zhang Qian1,Shi Qiang2,Ruan Guoling1,Chu Xizhang1 Abstract: Forward osmosis(FO) is a kind of new membrane separation technique. Its driving force comes from the naturally existing osmotic pressure difference between feed solution and draw solution. Forward osmosis (FO) technology has become increasingly attractive internationally,in recent years. The basic principles of the FO water treatment are introduced and the key techniques of the new type of water treatment process-FO membrane and draw solution -are pointed out. According to their own technical characteristics,the key techniques are classified and summarized. The newest research progress in the key techniques is introduced from the aspects of fundamental research in labs and the schedule of technique commercialization. Different systems are compared simply from the angle of water flux. The advantages

膜分离技术概述

膜分离技术概述 天然色素应用技术推广实验室 膜分离(Membrane Separating)是利用天然或人工制备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、提纯和浓缩的方法。膜分离法可以用于液相和气相,对液相分离,可以用于水溶液体系、非水溶液体系以及水溶胶体系。膜分离技术由于省能、高效、简单、造价低、易于操作,可代替传统的分离技术(如精馏、蒸发、萃取、结晶等过程),所以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技术之一。 膜分离过程的发展概况 膜分离技术研究应用虽有上百年时间,但是由于制膜的技术所限,在工业中应用还仅一、二十年的时间。目前膜法除大规模用于各种水处理外,还在食品工业、医药工业、生物工程、石油、化学工业、核工业等领域得到应用。全球已有30多个国家和地区的2000多个科研机构从事膜技术研究和应用开发,已形成了一个较为完整的边缘学科和新兴产业,并正逐步地有针对地代替目前的一些传统分离净化工艺,而且朝反应-分离耦合、集成分离技术等方面发展。据报道,1998世界膜产品市场销售额已超过440亿美元,且以14%~30%的年增长速度在发展。膜产业将是21世纪新型十大高科技产业之一。 在膜分离技术中,微滤、超滤、反渗透和电渗析分离过程已较为成熟。这些膜过程的应用比大概为:微滤35.71%;反渗透13.04%;超滤19.10%;电渗析3.42%;气体分离9.32%;血液透析17.70%;其他1.71%。 膜分离技术特点 膜分离与传统的分离技术(蒸馏、吸收、吸附、萃取、深冷分离等)相比,具有以下特点: <1>膜分离过程不发生相变化,耗能少,可以保持物质的原态、特别适合热敏性物质,如酶、果汁、某些药品的分离浓缩、精制等。 <2>膜分离技术不耗化学试剂和添加剂,不会因此而污染产品; <3>膜分离通常是一个高效的分离过程,目前已广泛的应用与盐水与海水淡化、工业用水和生活用水的净化、溶质的浓缩与分离过程。 <4>膜分离设备本身没有运动部件,工作温度在室温附近。它的操作十分简单,从开动到得到产品的时间很短,可以在高频的启、停下工作。 <5>膜分离设备的体积比较小,占地较少,通常可以直接插入已有的生产工艺流程,不需要对生产线进行大的改变。 膜分离过程的原理及分类 在膜分离过程中,由于膜具有选择透过性,当膜两侧存在某种推动力(如压力差,浓度差,电位差等),原料侧组分选择性地透过膜以达到分离提纯的目的。实际中物质通过膜的传递极为复杂,不同的膜过程使用的膜不同,推动力不同,其传递机理也不同。 膜分离过程按其分离对象可分为气体(蒸汽)分离和液体分离。按其分离方法可分为反渗透法(RO)、纳滤(NF)、超滤(UF)、微滤(MF)、电渗析(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,例如:,膜蒸馏、膜吸收、膜萃取等。由于本论文中用超滤膜对红花提取液进行了分离、纯化的初步探讨,下面就超滤过程做简单介绍。超滤 超滤膜技术的发展现状 超滤膜过程是根据体系中相对分子质量的大小和形状,通过膜孔的筛分、吸附等作用,

膜分离技术及其应用领域分析

膜分离技术及其应用领域分析 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,半透膜又称分离膜或滤膜,膜壁布满小孔,根据孔径大小可以分为:微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)、反渗透膜(RO)等,膜分离都采用错流过滤方式。 一、膜分离技术原理及特点 膜分离技术以选择性透过膜为分离介质,如图1所示,当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)时,原料侧组分选择性地透过膜,以达到分离、提纯的目的。膜分离技术以其低能耗、高效率被认为是理想的分离技术之一。 图1膜分离技术原理 利用膜分离技术进行分离所具有的特点包括: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。 基于膜分离技术所具有上述特点,是现代生物化工分离技术中一种效率较高的分离手段,完全可以取代传统的过滤、吸附、蒸发、冷凝等分离技术,所以膜分离技术在生物化工分离工程中起着很大的作用。 二、膜分离技术种类分析 按照膜孔径和成膜材料分类,常用的膜分离技术主要有微滤、超滤、纳滤、反渗透以及气体分离等。各种膜过程具有不同的分离机理,可适用于不同的对象和要求。按分离原理和按被分离物质的大小区分的分离膜种类,从下表可以看出,几乎所有的分离膜技术均可应用于任何分离、提纯和浓缩领域。反渗透和纳滤作为主要的水及其它液体分离膜之一,在分离膜领域内占重要地位。

膜分离技术及其应用和前景

膜分离技术概论 XXX 机械工程及自动化专业机械104班1003010414 摘要:膜分离是在20世纪60年代迅速发展起的一门分离技术,膜分离主要包括分离、浓缩、纯化和精制等功能且操作简单、易于操作,因此目前膜分离技术被广泛应用于供水、制药、食品、环保、废品回收、水的淡化等工业生产过程中,产生了巨大的经济效益和社会效益。本文首先介绍了膜分离技术中的一些概念、膜的种类及其原理,然后介绍了一些常见的膜分离过程在实际生产中的应用;最后介绍了我国膜分离技术的发展概况及前景。 关键词:膜分离,技术,前景,概况 Membrane-Seperating technology Abstract: Membrane-Seperating technology is a separating technology which developed fast in the 1960s. This technology involves in various functions like separating、concrntrating、purifying and refining,what else, for it’s easily to operate it’s now widely used in the fields of water supplyment、medicine production、food、environment protecting、waste water recycling and so on, make great economical and social benefits. This passage first explain some concepts membrane technology、main theory involved and sort of it. Key words: Membrane-Seperating,technology,introduction,prospect 1膜分离技术的原理 现代膜分离技术分离的根本原理在于膜具有选择透过性。膜分离法是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,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,可用于液相和气相。对于液相分离,可用于水溶液体系、非水溶液体系、水溶胶体系以及含有其他微粒的水溶液体系。以下重点介绍反渗透的基本原理、微滤原理及超滤原理。

《膜分离技术及应用》学习心得

一、学习安排 1、学习目标要明确,做好切实可行的计划; 2、合理安排时间,按时完成学习任务; 3、养成做笔记的习惯; 4、认真地完成布置的作业,养成自主的学习习惯; 5、多向老师和同学请教; 6、及时做好考前的复习工作。 总之,虽然客观制定了个人初步学习计划,还存在许多不完善与不足之处,还需要今后根据自己的切实情况,在学习中不断地补充,加以改进、及时地总结经验,以合格的成绩来完成自己的学业。 二、学习心得 在以前的学习过程中都没有接触过这类知识,所以由对膜的不理解进而升华为对膜的好奇,进而增加了对学习这门课程的兴趣。以前书本中介绍过人体中的一种膜-细胞膜。细胞膜有重要的生理功能,它既使细胞维持稳定代谢的胞内环境,又能调节和选择物质进出细胞。细胞膜会对物质进行选择性的进出,那么是不是所有的膜类材料都有此功能呢?带着疑问,带着兴趣开启了胡老师与我们的《膜分离技术及应用》这门课程的学习,在课堂上,通过老师的详细介绍,我收获颇多。 1.超滤膜的简介 超滤(Ultra-Filtration ,UF)是一种压力驱动的膜分离过程,是根据分子的大小和形态进行分离的。自20世纪60年代以来,超滤很快从实验规模发展成为重要的工业单元操作技术,它已广泛用于食品、医药,工业废水处理,高纯水制备及生物技术工业。在工业废水处理方面应用最普遍的是电泳涂漆过程,城市污水处理及其他工业废水处理领域都是超滤未来的发展方向。 2.超滤膜在废水处理中的应用:含油废水处理 机械行业工件的润滑、清洗和石化行业的炼制及加工等都会产生含油废水,

其油一般为漂浮油、分散油和乳化油三种存在形式。其中乳化油的分离难度最大,用电解或化学法破乳使油粒凝聚的费用较高,而超滤就不需要破乳直接可将油水分离,特别适用于高浓度乳化油的处理和回收。超滤处理乳化油废水时,界面活性剂大部分可透过,而超滤膜对油粒子完全阻止,随浓度增加油粒子粗粒化成为漂浮油浮于液面上,再用撇油装置即可撤除。陆晓千等用超滤膜技术处理清洗车床、设备等含油污水,颜色为乳白色,含油(1000~5000)mg/L,COD浓度高达(10000~50000)mg/L,经超滤膜处理后,颜色透明。含油低于10mg/L,COD(1700~5000)mg/L,除油滤99%。 3.纳滤膜的简介 纳滤膜(Nanofiltration membrane,NF)又称疏松型反渗透膜,它是介于反渗透与超滤之间的一种膜分离技术。但纳滤膜多数为荷电膜,其对无机盐的分离行为不仅受到化学势梯度控制,同时也受到电势梯度的影响。其表面由一层非对称性结构的高分子与微孔支撑体结合而成,以压力差为推动力,对水溶液中低分子量的有机溶质截留,而盐类组分则部分或全部透过,从而使有机溶质得到同步浓缩和脱盐的目的。 4.纳滤膜在废水处理中的应用 在金属加工与合金生产中产生的金属废水,含有浓度相当高重金属离子。将这些重金属离子生成氧氧化物沉淀除去是处理含重金属废水的一般措施。采用纳滤膜技术,不仅可以回收90%以上的废水,使之纯化,而且同时使重金属离子含量浓缩10倍左右,浓缩后的重金属具有回收利用的价值。如果条件控制适当,纳滤膜还可以分离溶液中的不同金属。 三、学习总结 通过胡老师对课程的认真讲述,我了解了膜分离技术中的一些概念、膜的种类及其原理,同时也介绍了一些常见的膜分离过程在实际生产中的应用以及我国膜分离技术的发展概况及前景。目前膜分离、浓缩、纯化技术正在被各个领域广泛应用,随着膜技术的不断发展和对产品质量的不断提高,各行业对传统工艺改造更新的要求越来越迫切,膜分离技术也有了更为广阔的应用前景。这几个月来,我们由浅入深,时刻跟着老师的节奏去复习和预习,老师要求的重点我会主动记

正渗透膜分离的研究进展

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2011年第30卷第1期·66· 化工进 展 正渗透膜分离的研究进展 施人莉,杨庆峰 (上海交通大学环境科学与工程学院,上海 200240) 摘要:正渗透是浓度驱动的膜技术,是指水通过选择性渗透膜从高水化学势区域向低水化学势区域的传递过程。本文介绍了正渗透的基本构成(驱动力、汲取液和正渗透膜材料),指出膜两侧的浓差极化是水通量性能的最大障碍,采用通量模型说明了膜在两种放置方向下存在的内浓差极化和外浓差极化,内浓差极化对驱动力的减小起着重要的作用;论述了膜材料、原料液浓度、汲取液浓度对正渗透和压力延迟渗透水通量的影响;此外,评述了正渗透过程的膜污染和能耗。 关键词:正渗透;浓差极化;膜污染;能耗 中图分类号:TQ 021.8 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2011)01–0066–08 Research advances in forward osmosis membrane separation SHI Renli,YANG Qingfeng (School of Environmental Science and Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China)Abstract:Forward osmosis(FO)is a concentration-driven membrane process,in which water transports across a semi-permeable membrane from a dilute feed solution into a concentrated draw solution. The basic factors of FO(driving force,draw solution and membrane materials)are introduced. The major hindrance to permeate water flux performance is the prevalence of concentration polarization on both sides of the membrane. Flux models that account for the presence of both internal and external concentration polarization for the two possible membrane orientations are presented. Internal concentration polarization is found to play a significant role in the reduction of driving force. This article comments the effect of membrane material,feed solution concentration,and draw solution concentration on FO and pressure-retarded osmosis(PRO)water flux performance. In addition,membrane fouling as well as energy consumption of FO is evaluated. Key words:forward osmosis;concentration polarization;membrane fouling;energy consumption 正渗透(forward osmosis,FO)技术近年来受到越来越多的关注。FO采用高浓度的汲取液来产生高的渗透压,以汲取低浓度原料液侧的水透过半渗透膜,然后再将被稀释的汲取液中的水进行分离,最终可获得纯净的水。 相对于反渗透(RO)技术[1–3],这种利用溶液渗透压差来进行分离的FO技术,由于其回收率高、浓水排放少、膜污染低、无需外压等,正有越来越多的研究报道出现。当前,人们利用FO膜分离技术开展工业废水处理[4]、垃圾渗滤液处理、液态食品加工、海水淡化[5–6]、压力延迟渗透(pressure- retarded osmosis,PRO)进行发电等研究;另外,在紧急救援时的生命支持系统方面已利用FO膜分离技术制取淡水[7–8]。然而,由于FO中存在的浓差极化现象,其实际水通量明显小于预期水通量。因此,对FO过程进行深入研究具有重要的意义。 收稿日期:2010-05-19;修改稿日期:2010-07-04。 基金项目:上海教委科研创新重点项目(09ZZ18)及国家自然基金项 目(20306015,20676077)。 第一作者:施人莉(1987—),女,硕士研究生。联系人:杨庆峰。 E-mail yangqf@https://www.doczj.com/doc/6b6925638.html,。

膜分离技术的发展与应用

膜分离技术的发展与应用 生工121 徐娜2012121104 摘要:膜分离技术是利用具有一定选择透过特性的过滤介质对物质进行分离纯化的技术。近代工业膜分离技术的应用始于20世纪30年代利用半透性纤维素分离回收苛刻碱,60年代以后,不对称性膜制造技术取得了长足的进步,各种膜分离技术也迅速发展,成为最重要的分离技术之一。膜分离主要包括分离、浓缩、纯化和精制等功能且操作简单、易于操作,因此目前膜分离技术被广泛应用于供水、制药、食品、环保、废品回收、水的淡化等工业生产过程中,产生了巨大的经济效益和社会效益。本文首先介绍了膜分离技术中的一些概念、膜的种类及其原理,然后介绍了一些常见的膜分离过程在实际生产中的应用;最后介绍了我国膜分离技术的发展概况及前景。 关键词:膜分离,技术,应用,前景 一、膜分离技术的简介 1、膜分离的概念 利用膜的选择性(孔径大小),以膜的两侧存在的能量差作为推动力,由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术。 2、膜分离的特点 (1)优点: 操作条件温和:在常温下进行,有效成分损失极少,特别适用于热敏性物质。在食品、医药及生化技术等领域具有独特适用性。 无相态变化:保持原有的风味。 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,具有普通滤材无法取代的卓越性能。适应性强:处理规模可大可小,可连续亦可间歇进行,工艺简单,操作方便,效率高,费用低,易于自动化。 (2)缺点: 污染难清除,不能耐受极端条件。 需与其它技术结合应用。 3、膜的分类 (1)根据膜的材质,从相态上可分为固态膜和液态膜; (2)从来源上可分为天然膜和合成膜,后者又可分为无机膜和有机膜。 (3)根据膜断面的物理形态,可将膜分为对称膜、不对称膜和复合膜。 (4)依照固体膜的外形,可分为平板膜、管状膜、卷状膜和中空纤维膜。

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