第十章 膜分离
膜分离-1
（3）膜的污染 操作一定时间后，膜表面被不溶的沉积物所覆盖，使膜的 性能下降，这种现象叫做膜的污染。主要原因是原料液处 理不当所造成的。如：①悬浮颗粒；②膜表面结垢；③细 菌污染；④金属氧化物、有机物、淤泥等。 （4）纳滤 纳滤过程与反渗透过程极为相近，纳滤膜能够拦截纳米数 量级的分子。与反渗透相比，纳滤水透量大、操作压力低、 成本低 纳滤可以用于脱除水溶液中的杂质和有机物，如印染水的 脱色、饮用水的预处理等。
10.2.3 膜的形态结构 (1)膜的形态结构：主要研究膜的断面与表面 ◇ 均相膜和异相膜
均相膜：均匀地呈单相存在 异相膜：不是呈单相存在
◇
致密膜和多孔膜
致密膜：结构最紧密的膜 多孔膜：结构较疏松的膜
◇
对称膜和非对称膜
对称膜：膜的厚度方向结构均一、同性 非对称膜：同种材料，沿膜的厚度方向上呈不同结构
◇
复合膜：在对称或非对称的底膜上，复合上一层很薄
的、致密的、有特殊功能的另一种材料的膜层
(2) 膜的孔 ◇ 膜孔的结构
具有多样性，不同的膜具有不同的孔结构，同一张膜也会具 有不同的孔结构
◇
膜的孔径 孔径分布 孔密度和空隙率
膜的孔径: 膜内孔的直径, 有最大孔径和平均孔径之分 孔径分布: 某一孔径的孔体积占整个孔体积的百分数, 孔径变化
10.2.5 超过滤与微孔过滤
以压力为推动力的膜分离过程。 超滤是截留大分子溶质，而允许低分子溶质和溶剂通过， 从而将大分子与小分子分开 微滤是将胶体或更大尺寸的微粒同真溶液分开。
超滤和微滤的截留机理主要是物质在膜表面及微孔内的 吸附、在孔内的停留（阻塞）、膜表面的机械截留（筛 分）、架桥截留和膜内部网络截留
10.2.6 渗析和电渗析 渗析的基本原理：膜两侧溶液中的溶质或溶剂在浓 度差的推动下透过膜。 典型过程：血液透析
实验十 膜分离试验
实验十 膜分离实验一、实验目的1.了解不同膜分离工艺的原理、设备及流程。
2.掌握EM 、UF 、RO 和NF 的适用范围和对象。
二、实验原理1.微滤（EM ）微滤米的微孔直径为0.22μm ，当膜的一面遇到具有一定压力、含有一定悬浮颗粒物质的液体时，粒径＞0.22μm 的悬浮颗粒物质就被截流在膜的一面，粒径小于0.22μm 的悬浮颗粒物质与水分子一起透过微滤膜排除出。
从而达到分离水体的部分悬浮颗粒物质的目的。
实验采用含有少量悬浮颗粒物质的水进行实验，通过测定进水和出水的浊度来表示微滤膜的处理效果。
2.超滤（UF ）超滤膜的微孔直径在10nm —0.1μm ，截流分子量在2—5万，范围根据需要进行选择。
当膜的一面遇到具有一定压力、含有一定悬浮颗粒物质的液体时，粒径＞膜孔径的颗粒物质被截流在膜的一面。
为了防止被截流下来的颗粒物质越来越多而堵塞滤膜，往往采用动态过滤的方法进行超滤，即将进行超滤的同时，利用一股液体连续冲刷膜的表面的截流物，以保持超滤表面始终具有良好的通透性。
因此，超滤膜设备出水与两股，一股为透过水（淡水），一股为截流物液（浓水）。
参见下面的图示：超滤液 浓缩液 原液 （图一）超滤膜示意图静态过程 （图二） 动态过程 图10-1超滤（UF ）示意图超滤膜可以截流溶液中的细菌病毒、热源、蛋白质、胶体、大分子有机物等等。
实验采用含有少量染料物质的水进行实验，通过测定水、“淡水”和“浓水”的色度变化表示超滤膜的处理效果。
3.反渗透（RO)反渗透膜的孔径在0.1-1nm 之间。
反渗透技术是利用高压液体的高压作用，库夫渗透膜的渗透压，使溶液中的分子逆向渗透过渗透膜到达离子浓度较低的一端，从而到达去除溶液只能够大部分例子的目的。
为了防止被截流下来的其他例子越积越多儿堵塞RO 膜，同样采用动态的方法来进行反渗透，即将进行反渗透的同时，利用一股液体连续冲刷膜的表面的截流物，以保持反渗透表面始终具有良好的通透性。
10第十章膜分离
1010-3 超滤 (Ultrafiltration, UF) )
1010-3 超滤 (Ultrafiltration, UF) )
1010-3 超滤 (Ultrafiltration, UF) )
1010-3 超滤 (Ultrafiltration, UF) )
1010-3 超滤 (Ultrafiltration, UF) )
纯水的生产工艺流程
原水箱
砂虑
活性碳 保安过滤
反渗透
中间水箱
电渗析
用水点
静虑
紫外杀菌
纯水箱
第十章膜分离的作业
一、名词解释 1 反渗透 2 浓差极化 3 离子交换膜的交换容量 4 截留相对分子质量 二、填空 1 在超滤过程中，超滤膜对大分子溶质的截留作用主要是由于以 下几个原因：①( )；②( )；③( )。 2 电渗析时，阳离子交换膜只允许( )离子通过，而阴膜只允许 ( )离子通过。离子交换膜对离子的选择透过性主要来自于( ) 和( )。 3 反渗透膜由( )层和( )层组成，( )层决定了膜的分离性能， ( )层只作为载体，不影响膜的分离性能。
溶解-扩散
筛分加上扩散度差
反离子迁移 溶解-扩散
2. 几种膜分离的基本特征 按动力本质分
以静压力差为推动力的过程 微滤（microfiltration, MF) 超滤（ultrafiltration, UF） 反渗透（reverse osmosis, RO) 纳滤（nanofiltration, NF) 以蒸汽分压为推动力的过程 膜蒸馏（membrane distillation, MD) 渗透蒸发（pervaporation, PV） 以浓度差为推动力的过程 渗析（dialysis, D) 以电位差为推动力的过程 电渗析（elec2 反渗透 1 反渗透的基本原理
膜分离的操作方式
膜分离的操作方式1. 膜分离的基本原理膜分离是一种通过膜的选择性通透性实现物质分离的技术。
膜分离的基本原理是利用膜的孔隙结构或表面性质，使得不同成分的物质在膜上发生不同的传质、传递现象，从而实现物质的分离。
2. 膜分离的操作步骤膜分离的操作步骤主要包括前处理、膜分离过程和后处理三个部分。
2.1 前处理前处理是指在膜分离过程之前对原料进行的处理步骤，主要目的是去除悬浮物、颗粒物、胶体物等杂质，以保护膜的使用寿命和效果。
常见的前处理方法包括沉淀、过滤、调节pH值等。
2.2 膜分离过程膜分离过程是指将前处理后的原料通过膜分离设备进行分离的步骤。
根据不同的分离机理和应用需求，膜分离过程可以分为压力驱动式、浓度差驱动式和电场驱动式三种方式。
2.2.1 压力驱动式膜分离压力驱动式膜分离是指通过施加一定的压力差，使原料液体在膜上发生渗透和分离的过程。
常见的压力驱动式膜分离包括微滤、超滤、纳滤和逆渗透等。
压力驱动式膜分离的操作步骤： 1. 将前处理后的原料液体通过泵送至膜分离设备。
2. 施加一定的压力差，使原料液体在膜上发生渗透和分离。
3. 收集通过膜的纯净产物，将未通过膜的浓缩物排出。
2.2.2 浓度差驱动式膜分离浓度差驱动式膜分离是指通过维持两侧溶液的浓度差，使溶质通过膜进行传质和分离的过程。
常见的浓度差驱动式膜分离包括电渗析和渗透气体分离等。
浓度差驱动式膜分离的操作步骤： 1. 将前处理后的原料液体分为两侧，分别放置在膜分离设备的两侧。
2. 维持两侧溶液的浓度差，通过膜进行溶质的传质和分离。
3. 收集通过膜的纯净产物，将未通过膜的浓缩物排出。
2.2.3 电场驱动式膜分离电场驱动式膜分离是指通过在膜上施加电场，利用离子的电荷特性进行传质和分离的过程。
常见的电场驱动式膜分离包括电渗析和电吸附等。
电场驱动式膜分离的操作步骤： 1. 将前处理后的原料液体通过泵送至膜分离设备。
2. 在膜上施加电场，使离子在膜上发生迁移和分离。
第十章 膜分离技术
超滤过程示意图：
背压阀 截留液
平板式 超滤膜
△P出
透出液 恒流泵 蛋白酶液 △P进
当溶液体系经由水泵进入超滤器时，在滤器内的超滤膜表面发生分离，溶 剂（水）和其它小分子量溶质透过具有不对称微孔结构的滤膜，大分子溶 质和微粒（如蛋白质、病毒、细菌、胶体等）被滤膜阻留，从而达到分离、 提纯和浓缩产品的目的。
原理： 筛分作用：纳滤膜能截留易透过超滤膜的那部分溶质，
同时又可使被反渗透膜所截留的盐透过
荷电效应：纳滤膜常带电荷，荷电纳滤膜可通过静电
斥力排斥溶液中与膜上所带电荷相同的离子
纳滤膜分离机理示意图
料液
＋ ＋
－ -
－ － ＋ ＋
带负电荷的膜 透过通量
纳滤膜技术的特点：
具有离子选择性：由于在膜上或膜中常带有荷 电基团，通过静电相互作用，可实现不同价态 离子的分离，故有时也称“选择性”反渗透 （Selective RO） 操作压力低：通常比反渗透低，由于所施加的 跨膜压差比用反渗透达到同样的渗透能量所必 须施加的压差低，有时也称“低压反渗透”。
培养基
循环液
用于动物细胞培养，动物细胞生长于中空纤维膜组件的壳内，小分 子产物（废弃物）不断排出，新鲜的培养基连续灌注，可保证细胞 长期稳定并且高速度生产有用物质。细胞密度可达109/cm3。是工业 培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体的主要方法之一。
4 除热原
热源（pyrogen）又称细菌内毒素，是细菌新陈代谢
第三节 微孔膜过滤技术
以多孔薄膜为过滤介质，压力差为推动力，利用 筛分原理使不溶性粒子（0.1-10um）得以分离的 操作。操作压力0.05-0.5MPa。
一、微孔膜的特点和应用范围 特点： 设备简单 操作简便、快速 分辨率高、重现性好 一些膜具有结合生物大分子的特殊能力，用于特 殊测定
《膜分离技术》课件
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。
04
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。
感谢您的观看
THANKS
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。
03
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
2
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。
06
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。
膜分离PPT
功能
滤去0.1μm以上的颗粒 滤去0.1μm以上的颗粒 滤去0.1μm以上的颗粒 水——溶盐分离 混合气体分离 水——溶盐分离
推动力
压力差~200kPa 压力差1000kPa 压力差0.5~2MPa 压力差1~10MPa 压力差0.1~10MPa 浓度差
膜分离机理
筛分 筛分 溶解扩散 溶解扩散 溶解扩散 溶解扩散筛分
大分子
纳滤
● ● ● ● ●● ■ ■
糖 二价盐 游离酸 单价盐 不游离酸
水
1、微滤和超滤
微滤和超滤都是在静压差的推动力作用下进行的液相分离
过程。
在一定的压力作用下，当含有高分子溶质（A）和低分子溶 质（B）的混合溶液流过膜表面时，溶剂和小于膜孔的低分子溶 质（如无机盐）透过膜，成为渗透液被收集；大于膜孔的高分 子溶质（如有机胶体）则被膜截流而作为浓缩液回收。 超滤所用的膜为非对称性膜，表面的孔不规则，不均一， 很难确定孔径，故通常用它能截留的物质的分子量来定义膜孔 的大小。
反渗透膜 P
纯水
盐水
π
纯水 盐水
纯水
盐水
(a)渗透
(b)渗透平衡
(c)反渗透
反渗透原理示意图
0 在一定温度和压力下，设纯水的化学位为 （T , p1） ，则
盐溶液中水的化学位为
（T , p1） 0 (T , p1 ) RT ln a
式中，a为溶液中水的活度，纯水的a=1，而溶液中的 a一般小于1，即 RT ln a 0 ，故 (T , p1 ) 0 (T , p1 )
• 澄清果汁
• 屠宰动物血液成分回收 • 植物蛋白的回收
• 浓缩葡萄糖氧化酶、胰蛋白酶等
• 浓缩以基因工程菌生产的新物质（干扰素、生长激素等）
气体分离膜
11.08.2020
精品课件
11.08.2020
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二 氧 化 碳 和 甲 烷 在 各 种 聚 合 物 中 的 渗 透 系 数
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精品课件
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Permeability of common gases through a polyetherimide film 各种常见气体对聚醚酰亚胺膜的渗透性
Monsanto公司“prism”气体分离膜的开发成功，大大激励了 许 多 公 司 ， 如 Dow Chemical 、 Separex 、 Envirogenics 、 W. R. Grace、Ube等公司都加速了本公司气体分离膜的商品化进程。
我国于20世纪80年代开始研究气体分离膜及其应用，中科院
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10.2 气体分离膜材料
10.2.1高分子材料 迄今为止，在工业上真正大规模用于气体分离的膜材质仍以
高分子材质为主，主要有：聚酰亚胺（PI）；醋酸纤维素（CA）； 聚二甲基硅氧烷（PDMS）；聚砜（PS）；聚碳酸酯（PC）。
10.2.2 无机材料 金属及其合金膜； 陶瓷膜； 分子筛膜。
第十章 气体分离膜
10.1 气体分离膜发展概况
膜法气体透过性的研究始于1829年，人类对气体膜分离过程 的研究开发走过了漫长而又艰辛的历程。
1831年，J. V. Mitchell系统地研究了天然橡胶的透气性， 首先揭示了膜实现气体分离的可能性。由于未找到合适的膜结 构，从而未能引起重视；
1950年代起，众多科学家进行了大量的气体分离膜的应用 研究；
化工原理 第十章 膜分离技术
第十章膜分离技术第一节概述§10.1.1、膜的概念：1、“膜分离”的定义：借助于膜而实现各种分离的过程称之为膜分离。
2、“膜”的定义：如果在一个流体相内或两个流体相之间有一薄层凝聚相物质把流体分隔开来成为两部分，则这一薄层物质就是膜。
这里所谓的凝聚相物质可以是固态的，也可以是液态或气态的。
膜本身可以是均匀的一相，也可以是由两相以上的凝聚态物质所构成的复合体。
3、膜的分类：膜的种类繁多，大致可以按以下几方面对膜进行分类：①、根据膜的材质，从相态上可分为固体膜和液体膜；②、从材料来源上，可分为天然膜和合成膜，合成膜又分为无机材料膜和有机高分子膜；③、根据膜的结构，可分为多孔膜和致密膜；④、按膜断面的物理形态，固体膜又可分为对称膜、不对称膜和复合膜。
对称膜又称均质膜。
不对称膜具有极薄的表面活性层(或致密层)和其下部的多孔支撑层。
复合膜通常是用两种不同的膜材料分别制成表面活性层和多孔支撑层。
⑤、根据膜的功能，可分为离子交换膜、渗析膜、微孔过滤膜、超过滤膜、反渗透膜、渗透汽化膜和气体渗透膜等。
⑥、根据固体膜的形状，可分为平板膜、管式膜、中空纤维膜以及具有垂直于膜表面的圆柱形孔的核径蚀刻膜，简称核孔膜等。
§10.1.2、膜分离技术发展简史1748年Abble Nelkt发现水能自然地扩散到装有酒精溶液的猪膀胱内，首次揭示了膜分离现象。
人们发现动植物体的细胞膜是一种理想的半透膜，即对不同质点的通过具有选择性，生物体正是通过它进行新陈代谢的生命过程。
直到1950年，W．Juda首次发表了合成高分子离子交换膜，膜现象的研究才由生物膜转入到工业应用领域，合成了各种类型的高分子离子交换膜。
固态膜经历了50年代的阴阳离子交换膜，60年代初的一二价阳离子交换膜，以及60年代末的中空纤维膜以及70年代的无机陶瓷膜等四个发展阶段，形成了一个相对独立的学科。
具有分离选择性的人造液膜是Martin在60年代初研究反渗透脱盐时发现的，他把百分之几的聚乙烯甲醚加入盐水进料中，结果在醋酸纤维膜和盐溶液之间的表面上形成了一张液膜。
膜分离工程-第十章-膜污染要点
层面积． • Tansel在此基础上提出了一种超滤系统通量下降模型， • (Rm+Rc) t=t／(Rm+Rc)t=0=1-α+αe1/γ • 式中，γ为污染时间常数；α表征膜污染的程度．此数学模型
1.水温5-40℃ 2.好氧量<3mg/L 3.游离氯<0.2mg/L 4.铁<0.3mg/L
5.锰<0.1mg/L 6.浊度<0.3mg/L 7.淤泥密度指数<3-5mg/L
醋酸纤维RO膜对进水水质的要求
⑴原料液预处理(SDI的测定)
判断反渗透和纳滤进水胶体和颗粒污
染程度的最好技术是测量进水淤积指 数(Silt density index, SDI值)，有时也 称为污染指数(FI值)。它是设计 RO/NF预处理系统之前应该进行测定 的重要指标，同时在RO日常操作时也 需定时地检测。
上沉积引起的膜通量下降，则一种标准阻塞模型被建立： • (Rm+Rc) t=t／(Rm+Rc)t=0=（1+Bt）2， • B=KsJv0 • 式中，Ks指每单位流体横截面面积的下降．此表达式表示系
统阻力的依时性．
膜污染的数学模型
• 而若假设所有粒子到达膜面时不会直接阻塞膜面积，而是附 着在其它已阻塞膜孔粒子上，另一种凝胶化模型则表示为：
ห้องสมุดไป่ตู้
防止膜污染的方法
膜应用过程中产生膜的污染是很难避免的，但 是通过对不同的膜污染情况采取相应的措施来 减小膜的污染程度是可行的。
第10章 膜分离
第10章 膜分离
膜分离法是以外界能量差为推动力，利用特殊的薄膜对溶 液中的双组分或多组分进行选择性透过，从而实现分离、 分级、提纯或富集的方法的统称。 透过膜的物质可以是溶剂，也可以是其中的一种或几种溶 质。 溶剂透过膜的过程称为渗透，溶质透过膜的过程称为渗析。 根据膜的种类、功能和过程推动力的不同，废水处理中常 用的膜分离法有渗析（D）、电渗析（ED）、反渗透 （RO）、纳滤（NF）和超过滤（UF）。 膜分离技术发展很快，在水和废水处理、化工、医疗、轻 工、生化等领域有广泛的应用。 本章介绍水和废水处理中常用的膜分离过程。
电渗析是依靠对水中离子有选择透过性的离子交换膜，在 直流电场的作用下，使离子有选择性地从一种溶液透过离 子交换膜进入另一种溶液，以达到分离废水中离子的方法。 其中的关键是离子交换膜，它有使离子选择性透过的特性。 离子交换膜可以分为阳离子膜和阴离子膜两种，阳离子交 换膜（简称阳膜）只允许阳离子通过，而不允许阴离子通 过；阴离子交换膜（简称阴膜）则只允许阴离子通过而不 允许阳离子通过。 离子交换膜的结构在下一节详细讨论。
渗析作用的推动力是浓度差，即依靠膜两侧溶液的浓度差 引起溶质扩散从而实现分离。 这个扩散过程进行的很慢，需时较长，当膜两侧的浓度达 到平衡时，渗析过程即停止。 通常只将这种方法用于分离移动速度较快的H+及OH－离子， 在废水处理中则主要用于酸、碱的回收，回收率可达70％ ~90％。 渗析过程在医学上有广泛的应用，在废水处理中应用较少， 此处不作详细介绍。
电渗析器的结构及其工作过程见图10-2，它是由一系列由 阳膜和阴膜交替排列分隔成的小室构成的，这些小室位于 阴、阳两电极中间，分别编号为①~⑥。 图中⊕代表阳离子，ⓛ代表阴离子。在电渗析器的进水端， 各室中的离子浓度是相同的，水沿与膜平行的方向流动。 当电极通入直流电时，会在极板之间形成电场，在电场的 作用下，水中的离子会向不同的方向移动，阳离子向阴极 移动，阴离子向阳极移动。由于阳膜只允许阳离子通过， 阴膜只允许阴离子通过，随着水在各室中的流动，各室中 离子的运动轨迹不同。②、④室内的阳离子在运动时首先 碰到的是阴膜，由于阴膜不允许阳离子通过，所以这两室 中的阳离子仍保留在各自的室内。
物理化学处理方法——膜分离
物理化学处理方法——膜分离（一）概述膜分离法是利用特殊的薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过的方法的统称。
溶剂透过膜的过程称为渗透，溶质透过膜的过程称为渗析。
常用的膜分离方法有电渗析、反渗透、超滤。
其次是自然渗析和液膜技术。
近年来，膜分离技术发展很快，在水和废水处理、化工、医疗、轻工、生化等领域得到大量应用。
膜分离的作用机理往往用膜孔径的大小为模型来解释，实质上，它是由分离物质间的作用引起的，同膜传质过程的物理化学条件以及膜与分离物质间的作用有关。
①膜分离过程不发生相变，因此能量转化的效率高。
例如在现在的各种海水淡化方法中，反渗透法能耗最低。
②膜分离过程在常温下进行，因而特别适于对热敏性物料，如对果汁、酶、药物等的分离、分级和浓缩。
③装置简单，操作容易，易控制、维修，且分离效率高。
作为一种新型的水处理方法，与常规水处理方法相比．具有占地面积小、适用范围广、处理效率高等特点。
膜分离技术由于具有常温下操作、无相态变化、高效节能、在生产过程中不产生污染等特点，因此在饮用水净化、工业用水处理，食品、饮料用水净化、除菌，生物活性物质回收、精制等方面得到广泛应用，并迅速推广到纺织、化工、电力、食品、冶金、石油、机械、生物、制药、发酵等各个领域。
分离膜因其独特的结构和性能，在环境保护和水资源再生方面异军突起，在环境工程，特别是废水处理和中水回用方面有着广泛的应用前景。
膜分离是在20世纪初出现，20世纪60年代后迅膜分离技术在中药分离纯化、浓缩中的应用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。
【医学课件大全】膜分离
电渗析广泛地应用于苦盐 水脱盐，是世界上某些地 区生产淡水的主要方法。
原料液
C
AC
A 电极冲洗液
阳 极
阴 极
浓溶液
稀溶液
电渗吸过程原理
10.2.7 气体膜分离过程
（1）气体膜分离的机理 气体混合物在膜两侧分压差的作用下，各组分气体以不同渗
透速率透过膜，使混合气体得以分离或浓缩的过程。 描述气体通过高分子膜的主要参数：
10.2.2 膜分离过程
在一定传质推动力下，利用膜对不同物质的透过性差异， 对混合物进行分离的过程。 膜分离过程：气体膜分离、渗透蒸发、渗析、电渗析、反渗透、 纳滤、超滤、微滤、膜萃取、膜吸收、膜精馏、促进传递、液膜、 气膜等过程。 其中：渗析、电渗析、反渗透、纳滤、超滤、微滤技术已很成熟，
应用也广泛。
【医学课件大全】膜分离
物质透过膜的主要三种方式：
被动传递 促进传递 主动传递
◆ 被动传递： 物质由高化学位相向低化学位相传递， 这一化学位的差就是膜分离过程的推动力。
μ‘A
A
μ‘’A μ‘A>μ‘’A
A
被动传递
推动力
压力差 浓度差 电位差 温度差
◆ 促进传递：膜内有载体，在高化
μ‘A
学位一侧，载体同被传递的物质 A
（4）纳滤 纳滤过程与反渗透过程极为相近，纳滤膜能够拦截纳米数量级 的分子。与反渗透相比，纳滤水透量大、操作压力低、成本低 纳滤可以用于脱除水溶液中的杂质和有机物，如印染水的脱色、 饮用水的预处理等。
10.2.5 超过滤与微孔过滤
以压力为推动力的膜分离过程。
超滤：截留大分子溶质，而允许低分子溶质和溶剂通过，从而
机理模型：
不可逆热力学模型 传递机理模型
《膜分离法》PPT课件
芳香聚酰胺类
聚酰胺含有酰胺基团〔-CO-NH-〕,亲水性好,且其机械稳定 性、热稳定性及水解稳定性均很好,是最典型的反渗透膜材料 之一，但同样不耐氯。
与醋酸纤维素反渗透 膜相比,它具有脱盐 率高、通量大、操作 压力要求低、pH 范 围广4-11。
近年来开发的新型膜材料
是以压力为推动力，利用超滤膜不同孔径对液体中溶质进展 别离的物理筛分过程。其截断分子量一般为6000到 50万， 孔径为几十nm，操作压0.2-0.6MPa。
透析原理图
透析法的应用
常用于除去蛋白或核酸样品中的盐、变性剂、复原剂之类 的小分子杂质，
有时也用于置换样品缓冲液。 由于透析过程以浓差为传质推动力，膜的透过量很小，不
适于大规模生物别离过程、但在实验室中应用较多。 透析法在临床上常用于肾衰竭患者的血液透析。
蛋白质、无机盐
缓冲液
无机盐
超滤
《膜分离法》PPT课件
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本讲的主要内容
膜别离技术概述 膜材料与膜的制造 表征膜性能的参数 各种膜别离技术及其别离机理
相转变制膜
不对称膜通常用相转变法(phase inversion method)制造，其步骤如下： 1．将高聚物溶于一种溶剂中； 2．将得到溶液浇注成薄膜； 3．将薄膜浸入沉淀剂〔通常为水或水溶液〕中 ，均匀的高聚物溶液别离成两相，一相为富含高 聚物的凝胶，形成膜的骨架，而另一相为富含溶 剂的液相，形成膜中空隙。