第八章 膜分离技术讲解

• 常用深度处理的方法主要有:活性炭吸附，臭氧氧化，生物活性炭，膜技术等，其中，膜技术看来是最有前 途的一种方法。膜处理法具有良好的调节水质的能力，去除的污染物范围比较广，从颗粒杂质到离子，细 菌和病毒无一幸免。并且其能耗低、操作简单、出水水质良好且稳定.
• 在水处理领域，反渗透、微滤、超滤、纳滤等压力驱动膜分离过程的应用更为广泛。而与反渗透相比，超 滤由于操作压力低，能耗小等独特的优点在国外常常被用于替代常规处理或深度处理，并且其应用研究日 益受到广泛关注。
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膜材料及种类
• 用于分离膜的种类很多。 • 以高分子材ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制成的聚合膜居多。
• 用于制膜的高分子材料：纤维素酯、脂肪族和芳香族聚酰胺、聚砜、聚丙烯腈、 聚四氟乙烯、聚氯乙烯、硅橡胶等。
• 无机膜的制备已成为研究热点，其增长速度远快于聚合物膜。
• 以金属及氧化物、陶瓷、多孔玻璃和某些热固性聚合物为材料。其热力学、化 学稳定性好，使用寿命长。
般是指固液分离或气液分离。 • ——膜分离过程将这一应用扩展到了固体或液体溶液中溶解性物质的分离。即以选择性
透过膜为分离介质，在两侧加以某种推动力时，原料侧组分选择性地透过膜，从而达到 分离或提纯的目的。 • ——不同的膜分离过程中所用的膜具有一定的结构、材质和选择特性;被隔开的两相可 以是液态，也可以是气态;推动力可以是压力梯度、浓度梯度或电位梯度，所以不同的 膜分离过程的分离体系和适用范围也不同 。 • 膜分离有希望代替精馏。从国内情况看，实验室研制应用好，但转化为生产规模有难度。 尤其是膜的质量、膜的组装、密封等。
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膜技术的应用
• 膜的商业应用：
20C60S第一代膜技术，液体分离，微滤、超滤、反渗 透、电渗析。 20C70S，第二代膜技术，气体分离膜技术。 20C80S第三代膜技术，渗透汽化

题目：膜分离技术读书报告日期2019年11月20日目录一、膜的种类特点及分离原理 0二、最新膜分离技术进展 (2)1. 静电纺丝纳米纤维在膜分离中的应用 (2)1.1 静电纺丝技术的历史发展 (2)1.2 静电纺丝纳米纤维制备新型结构复合膜 (2)1.2.1 在超滤方面 (3)1.2.2 在纳滤方面 (3)1.2.3 在渗透方面 (4)1.2.4 静电纺丝纳米纤维制备空气过滤膜 (4)2. 多孔陶瓷膜应用技术 (5)2.1 高渗透选择性陶瓷膜制备技术 (6)2.1.1 溶胶—凝胶技术 (6)2.1.2 修饰技术 (6)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（emulsionliquid membrane, ELM）等。

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膜的分类
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膜的性能
膜的基本性能包括膜的分离透过特性和物化稳定性两方面。 物化稳定性：膜的空隙率、孔结构、表面特性、机械强度、化学
稳定性、允许使用压力、温度、pH值、游离氯允许最高浓度以及 对有机溶剂和各种化学药品如的抵抗性。其中孔结构和表面特性 对使用过程中的膜污染、膜的渗透流率及分离性能具有很大的影 响，化学性能如膜的耐压性、耐高温性、耐清洗性、耐生物降解 性等在某些工业应用中也非常重要。 分离透过特性：渗透通量、分离效率、通量衰减系数。
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反渗透简介
我国反渗透技术开发始于20世纪60年代 1967～1969年全国海水淡化会战为乙酸纤维素不对称反渗透膜的开发打下了基础， 70年代进行中空纤维和卷式反渗透组件的研究开发， 80年代进行反渗透复合膜的研究开发，开始步人产业化， 反渗透技术已广泛应用于海水苦咸水淡化，纯水、超纯水制备，化工分离、浓缩、提纯等领
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不同压力推动膜的孔径范围
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压力过滤的分离范围
0.0004---0.02μm ---10 μm ----1000 μm
离子 大分子
颗粒
反渗透 0.0001—0.001 μm 超滤 0.001---0.02 μm 微孔过滤0.02---10 μm 过滤
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膜材料及种类
用于分离膜的种类很多。 以高分子材料制成的聚合膜居多。
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膜技术的应用
膜的商业应用：
20C60S第一代膜技术，液体分离，微滤、超滤、反渗 透、电渗析。 20C70S，第二代膜技术，气体分离膜技术。 20C80S第三代膜技术，渗透汽化
深度处理--是指在常规处理工艺后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能去除的污 染物或消毒副产物的前体物加以去除，提高和保证水质。

控制运行参数
根据实际运行情况，调整压力、流量等运行 参数，优化处理效果。
应急处理
针对突发故障或水质异常情况，采取相应的 应急处理措施，确保系统稳定运行。
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膜分离技术的优势与局限 性
优势
高效分离
膜分离技术能够高效地分离混合物中 的不同组分，实现高纯度产品的制备 。
节能环保
膜分离过程通常在常温下进行，能耗 较低，且不产生有害物质，符合绿色 环保理念。
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膜分离技术需要使用特定的化学品进行清洗和维护，因此化学品成本 也是需要考虑的因素。
环境效益分析
减少污染排放
膜分离技术可以有效地减少工业 废水中的有害物质排放，减轻对 环境的污染。
节约资源
膜分离技术可以提高资源的利用 率，减少浪费，对环境保护具有 积极的影响。
提高生产效率
膜分离技术可以优化生产流程， 提高生产效率，降低能耗和资源 消耗，从而减少对环境的负面影 响。
特点
孔径分布均匀、过滤精度 高、阻力小。
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膜分离技术的工艺流程
原水预处理
去除大颗粒杂质
通过过滤、沉淀等方法去除原水中较大的颗粒、悬浮物和杂质。
降低浊度
通过加入絮凝剂、沉淀等方法降低原水的浊度，提高水质清晰度。
调节pH值
根据不同膜材料的特性，通过加酸或加碱调节原水的pH值至适宜 范围。
膜组件的安装与调试
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膜分离技术可以有效地去除医药产品中的杂质和 有害物，膜分离技术的应用前 景越来越广阔，为新药研发和生产提供了新的技 术支持。
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膜分离技术的经济效益分 析
投资成本分析
设备购置成本
膜分离技术的设备购置成本较高，包括膜组件、泵、管道等。