膜分离技术(基础)

合集下载

膜分离技术

膜分离技术

膜分离技术简介膜分离技术是一种通过膜进行物质分离和纯化的技术。

它广泛应用于制备纯化工业和生物制药中,其原理是利用特定的膜,通过选择性透过、排除或吸附的方式将混合物中的目标物质与其他组分分离开来。

膜分离技术具有高效、节能、环保等优点,因此在各个领域得到了广泛应用,并成为一个重要的物质分离技术。

原理膜分离技术的基本原理是利用膜的选择性透过性来实现分离。

根据分离机制的不同,膜分离技术可以分为几种不同的类型,包括微滤、超滤、纳滤、反渗透和气体分离等。

每种类型的膜分离技术都有其特定的分离机制和应用范围。

•微滤:微滤膜具有较大的孔径,一般用于分离固体颗粒和大分子物质,如悬浮固体和细菌等。

•超滤:超滤膜的孔径较小,可以分离分子量较大的物质,如蛋白质和胶体等。

•纳滤:纳滤膜的孔径更小,可以分离分子量更小的物质,如盐和有机物等。

•反渗透:反渗透膜是一种半透膜,其孔径非常小,可以有效地分离溶质和溶剂。

这种技术常被用于海水淡化和废水处理等领域。

•气体分离:气体分离膜是一种特殊的膜,可以分离不同气体的混合物。

这种技术在天然气加工和二氧化碳捕获等领域有广泛应用。

应用膜分离技术在许多领域都有广泛的应用。

以下是其中几个应用领域的简要介绍:生物制药在生物制药中,膜分离技术被广泛用于分离和纯化蛋白质、细胞因子和其他生物分子。

通过使用超滤和纳滤等技术,可以将目标蛋白质从细胞培养液中分离出来,并去除其他杂质。

这种技术不仅能够提高产品纯度,还可以减少后续步骤的处理量,提高生产效率。

医药膜分离技术在医药领域有着广泛的应用。

例如,在血液透析和血液净化中,通过使用半透膜将废物和多余的物质从血液中分离出来,达到治疗和净化的目的。

此外,膜分离技术还可以用于药物传递系统中,通过控制药物在膜上的透过性实现持续释放和控制释放。

环境工程膜分离技术在环境工程中的应用也非常广泛。

例如,在水处理中,可以使用反渗透膜将盐和有机物等溶质从海水或废水中分离出来,实现水的淡化和净化。

膜分离技术基本知识

膜分离技术基本知识

对称膜
致密膜 多孔膜 离子交换膜
按膜结构 分类
非对称膜
非对称膜
复合膜
平板膜
按膜外形形 状分类
管式膜
中空纤维膜 蜂窝状膜
膜分离过程及其分离原理
过程 膜的功能 透过组分 截留组分
透过组分在料 液中的含量
推动 力
分离原理
膜类型
进料和 透过物 物态
简图
微滤 (MF)
溶液或气体 除菌,脱微 粒
溶液或气 体
细菌、病毒 悬浮颗粒 蛋白质、酶等 大分子有机物 抗生素、合成药、染料 二价及多价盐、二糖等 单价盐(NaCl、KCl等)

膜分离特性示意图
过滤精度
埃 10-8cm 1 10 100 病毒 1000 104 105 花粉 细纱 细菌 106 107

溶解盐
胶体
传统过滤
微滤
超滤 纳滤 反渗透
离子交换
近期学习总结
主要内容
• • • • • • 1、膜的分类 2、膜制备技术 3、微滤 4、超滤 5、纳滤 6、反渗透
微滤 超滤
压力差
纳滤 反渗透 气体分离 渗析 渗透汽化
按膜过程 推动力分类
浓度差
控制释放 液膜 膜传感器
电化学势
电渗析 膜电解
温度差:膜蒸馏 化学反应:化学反应膜
微滤(MF) 超滤(UF) 纳滤(NF) 反渗透(RO)
化学工业 石油机械 生物化工
电子行业
医疗、医药
食品工业 水处理 冶金
4、超滤UF(ultrafiltration)
基本性质:
超滤膜孔径范围1~50nm,筛分机理,能够截留的物质大小为10~100nm,已经达 到分子级别,操作压力低,0.1~0.5MPa,膜通量比微滤小很多,多为非对称膜。在常 温无相变的温和条件下进行密闭操作,能耗非常低,由于溶液中大分子物质的扩散系 数小,超滤过程容易产生浓差极化现象。

膜分离技术

膜分离技术

膜分离技术膜分离技术是一种重要的分离技术,通过膜将混合物中不同分子大小、形状、电荷和极性等特性的物质分离出来。

它广泛应用于各种领域,如环境保护、医药制造、食品加工、化学工业和电子行业等。

本文将介绍膜分离技术的工作原理、分类和应用,并探讨其未来的发展前景。

一、膜分离技术的基本原理膜分离技术利用膜作为分离介质,将混合物分离成两个或更多的组分,其中其中至少有一种组分通过膜而另一种组分不直接通过。

根据膜分离的机制可以分为以下三种类型:1、压力驱动膜分离技术压力驱动膜分离技术是指通过施加压力将混合物推动到膜上,以实现分离的技术。

膜的孔径大小、膜的材质和压力差均会影响分离效果。

该技术主要包括超滤、逆渗透和微滤等。

超滤是指利用孔径大小在10-100纳米的超滤膜去除溶液中的高分子物质。

逆渗透是利用高压驱动水通过0.1纳米左右的逆渗透膜,将混合物中的水增量分离出来,这是制取纯水的主要技术之一。

微滤是利用孔径在0.1-10微米的微滤膜去除悬浮物、细菌和微生物等。

2、电力驱动膜分离技术电力驱动膜分离技术是利用电场将混合物推动到膜上,实现分离的技术。

例如电渗析技术是利用电场和离子之间的电荷作用,将含有离子的溶液通过电场驱动到离子交换膜中,使得原来溶液中的阴离子和阳离子在两侧集中,最终通过两个极板分别收集。

3、扩散驱动膜分离技术扩散驱动膜分离技术是指利用分子间的扩散速率的大小差异,将混合物中的混合物分离的技术。

例如气体分离、液体浓缩和溶液析出等。

二、膜分离技术的分类根据膜的性质和分离机制的不同,可以将膜分离技术分为以下几种类型:1、纳滤技术纳滤技术是利用孔径在10-100纳米的纳滤膜,将分子大小在10-100纳米之间的物质分离出来。

纳滤技术主要应用于制备高分子材料、微电子器件制造和水处理等领域中。

2、超滤技术超滤技术是利用孔径在0.01-0.1微米之间的超滤膜,将分子大小在1000道100万道之间的物质分离出来。

超滤技术主要应用于蛋白质提取、水处理、生物制品制备和废水处理等领域中。

膜分离技术的研究进展及其应用展望

膜分离技术的研究进展及其应用展望

膜分离技术的研究进展及其应用展望膜分离技术是一种重要的分离技术,主要通过多孔膜的筛选作用实现物质分离。

该技术已经广泛应用于生物技术、食品工业、化学工业、环保工程、医药等领域。

本文将介绍膜分离技术的研究进展及其应用展望。

一、膜分离技术的研究进展(一)膜材料的研究膜材料是膜分离技术的基础,目前主要有有机膜、无机膜和复合膜三种类型。

有机膜主要包括聚酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚氨酯薄膜等。

这些膜材料具有重量轻、成本低的特点,但是它们的相对分子质量截止率较低,不能满足高精度的分离要求。

无机膜主要包括陶瓷膜、玻璃膜、金属膜等。

这些膜材料具有相对分子质量截止率高、高温抗腐蚀、使用寿命长的特点,但是成本昂贵,生产工艺复杂。

复合膜则是综合了有机膜和无机膜的优点,同时避免了它们的缺点,被广泛应用于分离领域。

(二)膜分离机理的研究膜分离机理主要包括纳滤、超滤、微滤和逆渗透等,其中逆渗透技术是目前应用最广泛的一种膜分离技术。

它主要利用高压将溶液逆向渗透过一种微孔膜,使得溶液中间的水分子进入膜孔,而其他大分子物质则难以通过膜孔的筛选。

逆渗透技术广泛应用于海水淡化、饮用水净化、污水处理、浓缩果汁等领域。

(三)膜分离过程的研究膜分离过程主要包括内部浓度极化层、外部浓度极化层、膜分离区等几个步骤。

其中,内外两层浓度极化层对分离效果有非常重要的影响,需要根据实际情况进行调整和优化。

此外,膜分离过程中存在一些不确定性因素,如温度、压力、污染物等,这些因素为分离过程带来了一定的不稳定性。

二、膜分离技术的应用展望(一)水处理领域随着全球水资源日益紧张,不断有新的水处理技术被推出。

膜分离技术通过其高效、节能、环保等特点,被认为是未来水处理领域的重要突破口。

目前,膜分离技术已经广泛应用于海水淡化、饮用水净化、污水处理、水中微量有害物质的去除等方面。

(二)食品工业膜分离技术已经广泛应用于食品的处理和包装。

例如,利用膜分离技术,可以从牛奶中分离出蛋白质、糖类、脂肪等成分,生产出优质乳制品;同时,膜分离技术也可以帮助包装行业实现食品保鲜、防腐、防污染等需求,满足人们对于健康、安全、方便的生活需求。

膜分离的基本原理和方法

膜分离的基本原理和方法

膜分离技术在分离工程中的重要作用
膜分离技术在分离物质过程中不涉及相变,对能量要求 低,其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3~1/8,因此和 蒸馏、结晶、蒸发等需要输入能量的过程有很大差异;
膜分离的条件一般都较温和,对于热敏性物质复杂的分 离过程很重要,这两个因素使得膜分离成为生化物质分离的 合适方式:
一.膜分离的基本原理
在一个容器中,用膜把它隔成两部分,膜 的两侧是浓度不同的溶液,通常小分子的 溶剂透过膜向稀溶液侧移动.
渗析(水分、小分子溶质)渗透(仅水分)
• 在乳品工业中,膜技术主要涉及到: 反渗透(RO)除去水,使溶液浓缩。 毫微过滤(NF)通过除去单价的成分如钠、氯(部分 脱盐),实现有机成分的浓缩。 超滤(UF)大分子的浓缩。 微滤(MF)除去细菌,大分子分离。
• 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,结构紧凑、维修费用 低易于自动化 。
存在的问题:
• 1、在操作中膜面会发生污染,使膜性能降低,故有必要 采用与工艺相适应的膜面清洗方法;
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,具有普遍滤材无法取代 的卓越性能; 适应性强 处理规模可大可小,可以连续也可以间歇进行,工艺
简单,操作方便,结构紧凑、维修费用低,易于自动化。
• 膜分离是借助于膜而实现各种分离的过程称之为膜分离。膜 分离是利用天然或人工合成的,具有选择透过性的薄膜,以 外界能量或化学位差为推动力,对双组分或多组分体系进行 分离、分级、提纯和浓缩的方法。分离用的膜具有选择渗透 性,也就是说,膜只能使某些分子通过,这对乳品工业具有 重要的意义,膜可以有效地把牛乳中的水分与其他成分分开。 所谓的膜,是指在一种流体相内或是在两种流体相之间有一 层薄的凝聚相,它把流体相分隔为互不相通的两部分,并能 使这两部分之间产生传质作用。

膜分离技术教案

膜分离技术教案

膜分离技术教案教案:膜分离技术一、教学目标:1.了解膜分离技术的基本原理和分类。

2.掌握膜分离技术的应用领域和优点。

3.了解膜分离技术在工业生产中的具体应用。

二、教学内容:1.膜分离技术的基本原理和分类(1)膜分离技术基本原理:根据溶质的分子大小、形状和溶质和溶剂之间的亲水性或疏水性差异,利用特定功能特点的膜,通过渗透、过滤、扩散、离子交换、吸附或化学反应等机制,在压力驱动下,实现溶质与溶剂的分离和浓缩。

(2)膜分离技术分类:根据膜的性质和应用不同,可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜和气体分离膜等。

2.膜分离技术的应用领域和优点(1)应用领域:膜分离技术广泛应用于水处理、食品加工、生物医药、环境保护等领域。

(2)优点:膜分离技术具有分离效果好、操作简单、工艺流程简化、节能环保等优点。

3.膜分离技术在工业生产中的具体应用(1)水处理:利用反渗透膜对水进行净化和浓缩,广泛应用于海水淡化、饮用水处理、废水处理等领域。

(2)食品加工:利用微滤膜、超滤膜、纳滤膜等对食品进行浓缩、分离和脱色等处理。

(3)生物医药:利用超滤膜、纳滤膜等对生物药品进行浓缩、纯化和分离等处理。

(4)环境保护:利用微滤膜、超滤膜、纳滤膜等对废水和废气进行处理和回收利用。

三、教学过程:1.导入:通过提问和引入话题等方式,激发学生对膜分离技术的兴趣和思考。

2.讲解膜分离技术的基本原理和分类,结合图示和实例进行说明。

3.介绍膜分离技术的应用领域和优点,引导学生思考膜分离技术在实际应用中的价值和意义。

4.具体介绍膜分离技术在水处理、食品加工、生物医药和环境保护等领域的具体应用,让学生了解膜分离技术的实际应用效果。

5.总结膜分离技术的要点,强调其在工业生产中的重要性和应用广泛性。

四、教学方法和评价方式:1.教学方法:讲授法、示范法、讨论法等。

2.评价方式:小组讨论、课堂练习、学生报告等。

常用的膜分离方法

常用的膜分离方法

常用的膜分离方法
常用的膜分离方法包括以下六种:
1. 微滤(Microfiltration,简称MF):微滤是一种以机械筛网为基础的膜分离技术,其孔径大小为0.1-10微米。

微滤适用于去除悬浮物、细菌、真菌、酵母等微生物,同时也可以用于分离和浓缩溶液中的大分子物质。

2. 超滤(Ultrafiltration,简称UF):超滤是一种以半透膜为基础的膜分离技术,其孔径大小为0.001-0.01微米。

超滤适用于分离和浓缩溶液中的小分子物质,如水、氨基酸、葡萄糖等。

3. 纳滤(Nanofiltration,简称NF):纳滤是一种以半透膜为基础的膜分离技术,其孔径大小为0.001-0.01微米。

纳滤适用于分离和浓缩溶液中的小分子物质,如水、氨基酸、葡萄糖等。

4. 反渗透(Reverse Osmosis,简称RO):反渗透是一种以高压为推动力的膜分离技术,其孔径大小为0.0001-0.001微米。

反渗透适用于分离和浓缩溶液中的小分子物质,如水、氨基酸、葡萄糖等。

5. 正渗透(Forward Osmosis,简称FO):正渗透是一种以渗透压差为推动力的膜分离技术,其半透膜具有高渗透性能。

正渗透适用于分离和浓缩溶液中的小分子物质,如水、
氨基酸、葡萄糖等。

6. 膜渗析(Permeation):膜渗析是一种以半透膜为基础的膜分离技术,其孔径大小为0.0001-0.001微米。

膜渗析适用于分离和浓缩溶液中的小分子物质,如水、氨基酸、葡萄糖等。

膜分离技术(基础)ppt课件

膜分离技术(基础)ppt课件
11
三、膜分离技术的特点:
膜分离过程是一个高效、环保的分离过程,它是多学科 交叉的高新技术,它在物理、化学和生物性质上可呈现出各 种各样的特性,具有较多的优势。
与传统的分离技术如蒸馏、吸附、吸收、萃取、深冷分 离等相比,膜分离技术具有以下特点。
※ 高效的分离过程 ※ 低能耗 ※ 接近室温的工作温度 ※ 品质稳定性好 ※ 连续化操作 ※ 灵活性强 ※ 纯物理过程 ※ 环保 ※ ……
陶瓷膜的主要用途:生物制药、油水分离并举例 金属膜的主要用途:生物制药、化工等
陶瓷膜管元件
陶瓷膜的断面结构 一种陶瓷膜组件的装配图
金属膜
15
B 按功能分: 分离膜, 反应膜。
16
C 按分离过程分: 微滤(MF) 超滤(UF) 纳滤(NF) 反渗透 (RO) 电渗析(ED) 气体渗透(GP) 渗透汽化 (PV)
EDI原理图
17
D 按膜孔径大小分: 微滤膜(0.05-10μm) 超滤膜 (0.05-0.002μm) 纳滤膜(0.001-0.005μm) 反渗透膜。(0.0001- 0.001μm)
18
19
各种膜过程操作参数对比:
20
E、按膜分离结构分:对称膜与不对称膜 不对称膜:指膜的化学结构或物理结构随膜的部位而异,即各向异性膜。用
12
四、膜的分类 A 按材料分: 有机膜(高分子聚合膜), 无机膜(陶瓷 膜、金属[不锈钢]膜、碳膜、玻璃膜)。
13
浸润与不浸润:
14
A、无机膜:陶瓷膜、金属膜、玻璃膜和碳膜 陶瓷膜品牌:a、membralox\membraflox\
b、aaflow\orelis\atech\schumacher c、久吾\tami\PCI 金属膜品牌:AccuSep\凯发 玻璃膜与碳膜:PCI

膜分离技术

膜分离技术

膜分离技术膜分离技术是一种通过特殊材料的筛选作用,将混合物中的不同成分分离出来的一种分离技术。

该技术广泛应用于化工、制药、食品、环保等领域。

本文将对膜分离技术进行详细介绍。

一、膜分离技术概述膜分离技术是一种物理分离方法,它是利用膜对混合物进行分离、浓缩、纯化等过程。

通过膜的选择性渗透,可以将溶液中的化合物隔离出来,从而达到分离的目的。

膜分离技术相对于传统的分离技术,具有分离效率高、分离速度快、操作简单等优点。

二、膜分离技术的分类根据膜的性质和材质不同,膜分离技术可以分为以下几种类型:1. 逆渗透膜分离技术逆渗透膜分离技术是指利用一种半透膜,使水分子和溶质分子在压力作用下分别通过膜,从而实现水和溶质的分离。

逆渗透膜具有高的选择性,可对不同分子大小的物质具有不同的分离效果。

逆渗透膜广泛应用于饮用水处理、海水淡化、食品加工、医药制品等领域。

2. 超滤膜分离技术超滤膜分离技术是指利用具有一定孔径大小的多孔膜,用于从混合物中分离出溶质粒子。

超滤膜的分离效果与分子的大小、形状、电荷等因素有关。

超滤膜分离技术广泛应用于制浆造纸、制药、食品、环境保护等领域。

3. 离子交换膜分离技术离子交换膜分离技术是指利用离子交换膜,可实现离子的去除、富集和分离。

离子交换膜具有良好的化学稳定性和热稳定性,可对不同离子具有不同的吸附效果。

离子交换膜分离技术广泛应用于制药、化学工业、电子行业等领域。

4. 气体分离膜分离技术气体分离膜分离技术是指利用膜的选择性,将混合气体中的组分分离出来。

气体分离膜主要用于气体纯化和分离。

该技术被广泛应用于石油化工、石油天然气、空气分离等领域。

三、膜分离技术的应用1. 工业应用膜分离技术在工业上应用广泛,主要应用于纯化、浓缩、分离等领域。

例如,在糖果制造中,膜分离技术可用于果汁的浓缩和分离;在制药过程中,膜分离技术可用于分离纯化药品;在化工生产中,膜分离技术可用于溶液的分离和浓缩等。

2. 环境保护膜分离技术在环境保护中也有广泛的应用,主要用于污水的处理和饮用水的净化。

膜分离技术书

膜分离技术书

膜分离技术书一、前言膜分离技术是一种以膜为介质,利用膜的特殊性质,对物质进行分离、纯化和浓缩的技术。

膜分离技术具有操作简便、节能环保、分离效率高等优点,被广泛应用于化工、食品、制药、环保等领域。

本书将对膜分离技术的基本原理、膜材料、膜分离过程、膜分离设备等方面进行介绍。

二、膜分离技术的基本原理膜分离技术是一种物理分离技术,其基本原理是利用膜的特殊性质,将混合物分离成两个或多个组分。

膜的特殊性质包括选择性、通透性和分离度。

选择性是指膜对不同组分的分离能力,通透性是指膜对组分的透过能力,分离度是指膜对组分的分离效果。

膜分离技术主要分为压力驱动膜分离和电动势驱动膜分离两类。

压力驱动膜分离包括压力过滤、超滤、微滤和逆渗透等技术,其基本原理是利用压力差将混合物通过膜,将其中的大分子、悬浮物、胶体等分离出来。

电动势驱动膜分离包括电渗析、电吸附、电解质转移和电渗透等技术,其基本原理是利用电动势将混合物中的离子、分子等分离出来。

三、膜材料膜材料是膜分离技术的核心,其性能直接影响膜分离的效果。

常用的膜材料包括有机膜、无机膜和复合膜。

有机膜是以有机高分子为原料制成的膜,具有良好的弹性、可塑性和化学稳定性。

常用的有机膜包括聚酯膜、聚醚膜、聚氨酯膜、聚丙烯膜等。

无机膜是以无机材料为原料制成的膜,具有良好的耐高温、耐腐蚀性能和高通透性。

常用的无机膜包括陶瓷膜、金属膜、玻璃膜等。

复合膜是由有机膜和无机膜组成的复合材料,具有有机膜的弹性和无机膜的耐高温、耐腐蚀性能和高通透性。

常用的复合膜包括聚酰胺膜、聚醚膜、聚氨酯膜等。

四、膜分离过程膜分离过程包括前处理、膜分离和后处理三个步骤。

前处理是指将原料进行预处理,去除其中的杂质、悬浮物、胶体等,以保证膜的正常运行。

常用的前处理方法包括沉淀、过滤、调节pH值等。

膜分离是指将预处理后的原料通过膜,将其中的组分分离出来。

膜分离的具体方法包括压力过滤、超滤、微滤、逆渗透、电渗析、电吸附、电解质转移和电渗透等。

7透析膜分离技术基础

7透析膜分离技术基础

7 透析膜分离技术基础第八章透析透析是一种物理现象:如果在一个容器中放置一张半透膜,膜的一侧放置溶液,另一侧放置纯水,或者在膜的两侧分别放置浓度不同的溶液。

溶液中的大分子物质不能通过半透膜;溶液中的小分子物质可以穿过半透膜而相互渗透,其移动规律是:水分自渗透压低侧向渗透压高侧方向移动:而电解质及其他分子物质则从浓度高侧向浓度低侧方向移动,经一段时间后,两侧液体中的小分子物质和水达到动态平衡,这种现象称为透析。

1913年Abel根据半透膜平衡原理用火棉胶膜进行了成功地透析试验,1938年Thalhimer以赛璐玢纸膜作为透析膜进行了人工肾试验,1943年Kolff使用醋酸纤维素膜制成人工肾进行血液透析治疗尿毒症成功,1965年西德的ENKA-Glanzstoff 公司研制了平板和管式铜仿膜,同年,Cordis-Dow公司研制成功乙基纤维素中空纤维膜,使透析器大为小型化,1975年日本的旭化成公司和西德的ENKA-Glanzstoff公司均开发出了铜氨人造丝中空纤维膜,使透析膜性能得到进一步改善。

由于透析过程的传质推动力是膜两侧物料中组份的浓度差,受体系本身条件的限制,透析过程的传质速度慢,且透析膜的选择性低,对于化学性质相似或分子大小相近的溶质体系很难用透析法分离,这是其发展受到了很大限制,透析过程逐渐被借助外力驱动的膜过程,如电渗析、超滤等所取代,应用范围日渐缩小。

然而,对于某些高浓度的蛋白质溶液,由于浓差极化的原因,使用超滤方法进行分离较为困难,这种情况下使用透析方法较为合适,特别是使用人工肾处理浓度差较高的血液时,透析法无疑更具有优越性。

目前透析法应用最大的市场是血液透析,现在血液透析已成为治疗肾病患者的常规疗法。

另外,对于少量物料的处理,由于透析不需要使用超滤那样的特殊器件和装置,所以迄今其应用仍较为广泛。

第一节透析过程原理和特点一、透析过程原理和特点透析过程的简单原理如图8-1所示,即中间以膜(虚线)相隔,A侧通原液,B侧通溶剂。

膜分离技术的基本原理和特点

膜分离技术的基本原理和特点

• 当混合气体在驱动力―――膜两侧相应组 分分压差的作用下,渗透速率相对较快的 气体优先透过膜壁而在低压渗透侧被富集, 渗透速率相对较慢的气体则在高压滞留侧 被富集。
• 膜分离系统的核心部件是一构型类似于管 壳式换热器的膜分离器,数万根细小的中 空纤维丝浇铸成管束而置于承压管壳内。
• 混合气体进入分离器后沿纤维的一侧轴向 流动,“快气”不断透过膜壁而在纤维的 另一侧富集,通过渗透气出口排出,而滞 留气则从与气体入口相对的另一端非渗透 气出口排出。
• 膜分离技术的特点膜分离技术是一种新型 的气体分离技术,与其他分离方法相比, 具有以下特点:高效由于膜具有选择性, 它能有选择地透过某些物质,而阻挡另一 些物质的透过。选择合适的膜,可以有效 地进行物质的分离,提取和浓缩。
电动机保护器
膜分离Байду номын сангаас术的基本原理和特点
• 膜分离技术的基本原理和特点基本原理膜 分离的基本原理就是利用一种高分子聚合 物薄膜(膜通常是聚酰亚胺或聚砜)来选 择“过滤”进料气而达到分离的目的。
• 当两种或两种以上的气体混合物通过聚合 物薄膜时,各气体组分在聚合物中的溶解 扩散系数的差异,导致其渗透通过膜壁的 速率不同。由此,可将气体分为“快气” (如等)和“慢气”(如及其他烃类等)。

膜分离技术介绍

膜分离技术介绍

当疏水溶质要接触表面,必须破坏有序水,这需要能量,不易进行,膜而不易被
污染。
采用溶质电荷相同的膜:有些膜材料带有极性基团或可离解基团,因而在与
溶液接触后,由于溶剂化作用或离解作用使膜表面荷电,它与溶液中荷电溶质产
生相互作用,相同电荷排斥,膜表面不易污染。
膜孔径或截留分子量的选择:理论上讲,在保证能截留所需粒子或大分子溶
3
废弃的产品,而某些则是非常贵重的主要产物。表 3 列出了一些典型的应用,阴 影部分代表主要的产物。注意:透过液和浓水都可以是需要的产物,而可以同时 成为产物。
表 3 某些产物的膜过程类型
透过液
浓水
RO
染色工艺排水
洁净水
BOD,盐,化学品,废弃产品
纯水
低盐水
含盐水
乳清
低 BOD 透过液
乳清浓水
NF
的负离子。根据分子的大小和形状,纳滤也能截留不带电荷、溶解性物质和正电
荷离子。纳滤对氯化纳 0~50%的截留率主要决定于进水的浓度。纳滤属于“宽松 的反渗透”,是一种减少了盐截留率的反渗透膜。由于盐截留率的减少可以降低压
力和能耗,因此在有些项目上也是可以被接受的。
一般认为超滤(UF)的分离机理为筛孔分离过程,在静压差(0.1~0.5MPa) 为推动力的作用下,原料液中溶剂及小溶质粒子由高压的料液侧透过膜到低压侧,
迄今为止,还无法用显微镜从 RO 膜和 NF 膜中观察到小孔,但水还是透过了 膜而盐被截留了。这意味着自从制造出第一张膜后的 35 年来研究膜的科学家并不 真正了解膜是怎样的或为什么有这些功能的,或至少他们并不了解其中的细节。
而第一张膜是有人亲眼看到脱盐水通过膜而产生的。如果他只是通过显微镜来观
察膜,则他可能会拒绝接受这个事实,因为显微镜中根本无法看到小孔,因此也 不可能透过水。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
对称膜:亦称各向同性膜,膜的各部分具有相同的特性,其孔结构不随深度而
变化的膜。膜的化学结构、物理结构在各个方向上是一致的,在所有方向上的 孔隙率相似。(如电渗析中的离子交换膜、气体分离膜和微孔膜)
21
F、按膜元件结构分: 缠绕式膜、平板式膜、管式膜、 中空纤维膜、卷式膜
22
缠绕式膜(包括熔喷或烧结膜):主要是用于超滤、纳 滤或反渗透膜的前置保安过滤,过滤精度一般是0.2微米 以上。
11
三、膜分离技术的特点:
膜分离过程是一个高效、环保的分离过程,它是多学科交 叉的高新技术,它在物理、化学和生物性质上可呈现出各种 各样的特性,具有较多的优势。
与传统的分离技术如蒸馏、吸附、吸收、萃取、深冷分 离等相比,膜分离技术具有以下特点。
※ 高效的分离过程 ※ 低能耗 ※ 接近室温的工作温度 ※ 品质稳定性好 ※ 连续化操作 ※ 灵活性强 ※ 纯物理过程 ※ 环保 ※ ……
分子溶液铸膜时,膜是由很薄的致密皮层和比皮层厚得多的由海绵状或指状微 孔层构成的支撑底层共同形成具有分离功能的高分子膜,在膜的厚度方向上呈 现出不对称性。用于反渗透和超滤的就是这种不对称膜。在多孔支撑膜上涂布 其他聚合物溶液,或用界面缩聚,或用等离子体聚合等方法在多孔膜表面形成 均匀致密的薄膜,所构成的复合膜也是非对称膜。
EDI原理图
17
D 按膜孔径大小分: 微滤膜(0.05-10μm) 超滤膜 (0.05-0.002μm) 纳滤膜(0.001-0.005μm) 反渗透膜。(0.0001- 0.001μm)
18
19
各种膜过程操作参数对比:
20
E、按膜分离结构分:对称膜与不对称膜 不对称膜:指膜的化学结构或物理结构随膜的部位而异,即各向异性膜。用高
陶瓷膜的主要用途:生物制药、油水分离并举例 金属膜的主要用途:生物制药、化工等
陶瓷膜管元件
陶瓷膜的断面结构 一种陶瓷膜组件的装配图
金属膜
15
B 按功能分: 分离膜, 反应膜。
16
C 按分离过程分: 微滤(MF) 超滤(UF) 纳滤(NF) 反渗透(RO) 电渗析(ED) 气体渗透(GP) 渗透汽化(PV)
9
B 分离膜的定义: 两相之间具有选择性和渗透性的中间相,在
驱动力如压力差、浓度差、温度差、电位差及 其它能位差的推动下,促进或限制两相之间的 特定物质的传递,从而实现混合气体或液体的 分离,这一中间相称为膜。
10

气相 / 膜 / 气相 液相 / 膜 / 液相 气相 / 膜 / 液相 液相 / 膜 / 混合性溶液 液相 / 膜 / 非混合性溶液
4
目前各种膜过程的发展状况和销售趋势图
5
3、我国膜技术的发展
A、我国膜科学技术的发展是从1958年研究离子交换膜开始的。 60年代进入开创阶段。 B、1965年着手反渗透的探索,1967年开始的全国海水淡化会战, 大大促进了我国膜科技的发展。70年代进入开发阶段。这时期, 微滤、电渗析、反渗透和超滤等各种膜和组器件都相继研究开发 出来, C、80年代跨入了推广应用阶段。80年代又是气体分离和其他新 膜开发阶段。 D、90年代后进入高速发展及自主创新期。2001年立升公司PVC 合金中空纤维超滤膜的研制成功是其中最具代表的事件之一。
□亲合膜 △生物反应器 △传感器
无吸引力
○人工肾 △人工肝 △移植隔离
○氯碱电解 △燃料电池 隔膜 △人工皮肤
注:○成熟过程;□开发中过程;△待开发过程
7
8
二、膜的定义 A 欧洲膜协会1996年定义:
1、膜是一种中介相,它把两相分隔开来,并/ 或对它相邻两相的传质充当主动或被动的障碍。
2、如果在一个流体相或两个流体相之间,有 一具有选择透过性、化学构成和相态稳定的连续 相物质,那么这一连续相物质就是膜。
膜分离技术
——基础篇
1
目录
一、膜技术的起源 二、膜技术的发展 三、膜的定义 四、膜的分类方法(包括膜厂家介绍) 五、膜的操作方式 六、各种膜的用途及其应用(内外压膜的优缺点) 七、膜技术的发展方向
2
讲述膜技术的起源及其早期历史
-、膜技术的起源
3
一、膜现象与研究
A 膜现象的存在: 在自然界 在人体 在各个领域 B 膜现象的研究: 1748年,Abbe Nollet 发现水能自然地扩散到装有酒精溶液的猪膀 胱内,第一次揭示膜分离现象。 1861年Schmide发现用柿胶膜或赛咯玢膜过滤溶液,可以截留细 菌、蛋白质、胶体,首次提出“超过滤”的概念。 1864年Traube成功地研制出亚铁氰化铜膜,第一个制造出人类 历史上第一片人造膜。 1866年Thomas Grahamz在一篇“气体通过胶质隔膜的吸收和渗 析分离”的研究论文中,最早提出了气体膜分离的扩散原理。 20世纪中叶,由于物理化学、聚合物化学、生物学、医学和生 理学的深入发展,新型膜材料和制膜技术的不断开拓,各种膜 分离技术才相继出现和发展。 上世纪60年代,大规模生产高通量、无缺陷的膜和紧凑高面积/ 体积比膜分离器上取得突破,开发了中脱盐反渗透过程,七八 十年代又将进展转移到其它膜过程取得成功。
12
四、膜的分类 A 按材料分: 有机膜(高分子聚合膜), 无机膜(陶瓷膜、 金属[不锈钢]膜、碳膜、玻璃膜)。
13
浸润与不浸润:
14
A、无机膜:陶瓷膜、金属膜、玻璃膜和碳膜 陶瓷膜品牌:a、membralox\membraflox\
b、aaflow\orelis\atech\schumacher c、久吾\tami\PCI 金属膜品牌:AccuSep\凯发 玻璃膜与碳膜:PCI
23
平板膜:最原始的一种膜结构,由于占地面积大,能耗高,逐步 被市场所淘汰,主要用大颗粒物质的分离。一般采用死端过 滤方式,如注射液的灌装,SDI测定仪用膜或滤袋等。
SDI也称为淤泥密度指数(fouling index),是表征反渗透系统进水水质的重要指标。是在规定 时间内,孔径为0.45μm测试膜片被溶在被测试给水中的淤泥、胶体、黏土、硅胶体、铁的氧 化、腐植质等污染物堵塞的比率和污染程度。
膜分离过程已成为解决当代能源、资源和环境污染问题的重要高 新技术及可持续发展技术的基础。
6
各种膜过程的市场评估
商业吸引力 高 中 低
成本上可竞争 □表面水处理 □气体处理 ○水脱盐 □废水处理 ○食品工业 ○生物工程 □化工
△电池隔膜
技术上先进
△人工胰 □空气分离 □血浆分离
○控制药物释放 ○超纯水 △去内毒素
相关文档
最新文档