第六章 膜分离技术
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第六章:膜分离过程一、概述1、膜分离:膜分离是利用具有一定选择性透过特性的过滤介质进行物质的分离纯化。
(原理:滤饼截留)2、膜分离技术: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。
3、膜分离过程原理:以选择性透膜为分离介质,通过在膜两边施加一个推动力(如浓度差、压力差或电位差等)时,使原料侧组分选择性地透过膜,以达到分离提纯的目的。
通常膜原料侧称为膜上游,透过侧称为膜下游。
4、影响膜分离的因素:大小、扩散、离子电荷、蒸汽压、温度、溶解度、表明作用、密度。
5、分离过程中膜的功能:①物质的识别和透过(是使混合物中各组分之间实现分离的内在因素);②界面(提供一种状态,将透过液和保留液分为互不混合的两相);③反应场(膜表面及孔内表面含有与特定溶质具有相互作用能力的官能团,通过物理、化学或生化反应提高膜分离的选择性和分离度).6、膜分离的特点: ①高效:在很多情况下选择性较高,能有选择性地透过某些物质,而阻挡另一些物质的透过;浓缩和纯化可在一个步骤内完成。
②节能:操作在常温下进行;不发生相变化(因而能耗较低)。
③设备易放大,可以分批或连续操作。
④无污染:是物理过程,不需加入化学试剂,因而在生物产品的处理中占有重要地位。
7、膜的分类:①按膜的材料分类(纤维素酯类、非纤维素酯类);②按膜的分离原理及适用范围分类(微孔膜、超滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等);③按膜的形态分类(平板膜、管式膜和中空纤维膜);④按膜的结构分类(对称膜、非对称膜、复合膜)8、醋酸纤维素是当今最重要的膜材料之一。
优点:①透过速度大②截留盐的能力强③易于制备④来源丰富。
缺点:①易受微生物侵蚀;②pH值适应范围较窄;③不耐高温;④与某些有机溶剂或无机溶剂作用。
9、磺化聚苯醚膜和磺化聚砜膜是最常用的两种离子聚合物膜。
二、膜分离方法膜分离过程的实质是物质透过或被截留于膜的过程,近似于筛分过程,依据滤膜孔径大小而达到物质分离的目的,故而可以按分离粒子大小进行分类。
膜分离技术第一篇:膜分离技术是一种用膜作为过滤介质,通过不同物质在膜上的传递速度差异将混合物分离的技术。
膜分离技术可广泛应用于制药、食品、环保等领域,具有高效、节能、清洁等优点。
膜分离技术根据不同分离机理,可分为压力驱动型、电动驱动型和阴离子交换型等多种分类。
其中,压力驱动型是最为常见的一种,通过给混合物施加一定压力,使其在膜上分离。
这种方法操作简单、适用范围广,但难以完全分离出相似性质的物质。
在膜分离过程中,最重要的是选择合适的膜材料。
目前市场上常用的膜材料有聚丙烯、聚酰胺、聚醚硫醚等。
不同材料的选择与分离物种、操作条件等因素有关。
此外,膜的形态也有多种,包括螺旋膜、中空纤维膜等,再根据不同领域的需求进行不同选择。
膜分离技术在制药领域可用于纯化、分离、浓缩、去除杂质等。
例如,在中药提取中,可用膜分离技术将提取液中的色素、腐植酸等杂质去除,提高纯度和品质。
在食品领域,膜分离技术可用于果汁浓缩、葡萄酒酒精浓缩等。
在环保领域,膜分离技术可用于废水处理中的COD、BOD、氨氮等物质的去除。
随着技术的不断发展,膜分离技术也在不断完善和推广,未来将会更广泛地应用于各个领域,实现更高效、清洁的生产方式。
第二篇:膜分离技术是一种较为新兴的分离技术,具有高效、节能、环保等优点。
在实际应用中,膜分离技术的性能与膜本身的材质有很大关系,因此选择合适的膜材料对膜分离技术的运用是至关重要的。
目前市场上常用的膜材料有聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯等多种。
其中,聚酰胺膜的选择是最为广泛的,具有较高的通量、分离效率和耐化学性。
聚醚硫醚膜与聚环氧腈膜也属于高性能膜,适用于一些对材料性能有较高要求的领域。
对于具体的分离要求,不同的膜材料有不同的优势。
例如,聚酰胺膜适用于中分子量的有机物和IEDED类水溶性物质的分离;聚乙烯膜适用于气体分离、有机物质分离等;聚偏氟乙烯膜适用于对PH值和温度有较高要求的分离领域等。
在选择膜材料时,应结合具体的分离条件和工艺要求进行。
环境工程原理-环境工程原理课后思考题解答6膜分离第六章膜分离技术1、什么是膜分离过程,有哪些膜分离过程,各有什么特点,各分离过程分离离子的范围?答:若在流体内部或两流体间有一薄层凝聚相物质把流体分隔为两部分,则这一薄层物质称为膜,膜可以是固态、液态或气态。
膜分离是利用膜材料具有选择性渗透作用而使气体或液体混合物得到分离的一种方法。
膜分离技术具有以下优点:(1)能获得高纯度组分;(2)操作过程的能耗较低;(3)分离操作通常在常温或低温下操作,对热敏物料的分离尤其适宜。
2、说明膜分离过程的推动力及分离原理。
答:物质能选择性地透过膜的推动力有两种:一种是由外界提供能量,使物质能由低位向高位移动;另一种是因膜的存在造成被分离系统具有化学位差的作用下由高位向低位移动。
3、不同的膜分离过程适用于哪些场合?答:依据膜孔径的不同,分离的粒子颗粒直径也有差异。
4、膜组件有哪些形式,各有什么特点?答:(1)板框式膜组件板框式膜组件优点:组装方便,膜的清洗更换比较容易,料液流通截面较大,不易堵塞,可视生产需要组装膜组件。
缺点:密封边界长,板框和密封件的加工精度高;每块板上料液的流程短,通过板面的透过液量较少,(2)卷式膜组件与板框式膜组件相比,卷式膜组件优点是:膜组件比较紧凑;单位体积内的膜面积大;制作相对简单。
其缺点是:清洗不方便,膜损坏时,不易更换;卷式膜组件所用的膜必须是可焊接或可粘贴的膜。
(3)管式膜组件优点:结构简单;安装、操作方便;流体流动状态好,不易被堵塞。
缺点:单位体积膜组件的膜面积少,一般仅为30~330m2/m3,除特殊场合外,一般不被使用。
(4)中空纤维膜组件优点:设备紧凑,组件单位体积内的有效膜面积高达16000~3000m2/m3缺点:中空纤维内径小阻力大,易堵塞,所以料液走纤维管间,透过液走纤维管内。
透过液侧流体能量损失大,压降可达数个大气压,膜污染难除去。
5、简要说明反渗透的原理,反渗透的操作压力与膜的类型有关吗?答:当纯水与盐水用一张能透过水的半透膜隔开时,纯水能透过膜向盐水一侧渗透,直到盐水一侧水位升高到一定高度为止,渗透过程达到动态平衡,这种现象称之为渗透现象。