膜分离过程及设备
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特点：以浓差为推动力，膜透过通量很小， 不适于大规模生物分离过程，多在实验室中 应用。
膜分离过程 (membrane separation)
膜分离过程的透类型析原理图 透析膜
大分子
小分子
水分子
膜分离过程 (membrane separation)
膜分离过程的透类析型法的应用
▪ 透析法在临床上常用于肾衰竭患者的血液透析。 ▪ 在生物分离方面，主要用于大分子溶液的脱盐。由于
渗透蒸发
▪ 分离过程是用一张渗透蒸发膜,将进料液相和透过气相分
隔开,并在气相侧抽真空或通以惰性气流,把渗透组分的 蒸气压控制到接近零,液相中产生的化学位梯度作为传质 推动力的膜分离过程。
膜分离过程 (membrane separation)
膜渗分离透过蒸程发的原类型理示意图
水分子
醇分子
主动传递主要发生在细胞膜中。
膜分离过程机理模型
溶解－扩散模型 优先吸附－毛细管流动模型 从不可逆热力学导出的模型
①溶解－扩散模型：
适用于液体膜、均质膜或非对称膜表皮层内的物质传 递。
在推动力作用下，渗透物质先溶解进入膜的上游侧， 然后扩散至膜的下游侧，扩散是控制步骤。例如气体 的渗透分离过程中，推动力是膜两侧渗透物质的分压 差。当溶解服从亨利定律（见相平衡关联）时，组分 的渗透率是组分在膜中的扩散系数和溶解度系数的乘 积。混合气体的分离依赖于各组分在膜中渗透率的差 异。溶解-扩散模型用于渗透蒸发（又称汽渗，上游 侧为溶液，下游侧抽真空或用惰性气体携带，使透过 物质汽化而分离）时，还须包括膜的汽液界面上各组 分的热力学平衡关系。
原料液
渗透液 无流动操作
3.超滤（ Ultrafiltration, UF） ：
▪ 分离介质同上，但孔径更小，为0.001-0.02 μm，分离推动力仍为压力差，截断分子量可 变化。
▪ 适合于酶、蛋白质等生物大分子物质的分离、 浓缩，超滤亲和纯化，血浆分离，脱盐，去热 原，在生物工程中应用最广。
一种动态过程，由泵提供推动力，在膜表 面产生两个分力：一个是垂直于膜面的法向分 力，使水分子透过膜面，另一个是于膜面平行 的切向力，把膜面截流物冲掉。
分离方法
反渗透
低温多效
多级闪蒸
能耗(kWh/m3)
3.5
>7
>10
嵊泗1000吨/日反渗透海水淡化装置
巴黎瓦兹河梅里市 14万立方米/天的 纳滤厂，每天为巴 黎附近50万居民 提供14万吨饮用 水
微滤
超滤
反渗透
○:微粒子 ●:大分子 ＋:小分子 ……..：水
5.电渗析：以电位差为推动力，利用离子 交换膜的选择透过性，从溶液中脱除或 富集电解质的膜分离操作。
1925年以来，差不多每十年就有一项新的膜过程在工业上得 到应用
30年代 微孔过滤
40年代 渗析
50年代 电渗析
60年代 反渗透
70年代 超滤
80年代 气体分离
90年代
渗透汽化
现代
EDI技术
膜的应用
海水淡化 工业废水处理 城市废水资源化
天然气
生物质利用
燃料电池
水资源 传统工业
膜
能源 生态环境
第五节
膜分离过程及设备
膜分离技术
膜分离技术是20世纪60年代以后发展起来 的高新技术。
与传统的分离方法相比，具有设备简单、 节约能源、分离效率高、容易控制等优点
膜分离通常在常温下操作，不涉及相变化， 这对处理热敏性物料，显得十分重要
膜分离技术一般可除去1μm以下的固体粒 子。
膜分离技术应用
反渗透：
定义：在溶质浓度高的 一侧施加超过渗透压的 压力，使溶剂透过膜的 操作。
▪ 是一种以压力差为推动 力，从溶液中分离出溶 剂的膜分离操作，孔径 范围在0. 1~1 nm之间。
▪ 其基本原理为溶解扩散。在高于溶液渗透压 的压力作用下，只有溶液中的水透过膜，而 所有溶液中的大分子、小分子有机物及无机 物全被截留住。
②优先吸附－毛细管流动模型
由于膜表面对渗透物的优先吸附作 用，在膜的上游侧表面形成一层该 物质富集的吸附液体层。然后，在 压力作用下通过膜的毛细管，连续 进入产品溶液中。此模型能描述多 孔膜的反渗透过程。
③从不可逆热力学导出的模型
膜分离过程通常不只依赖于单一的推动力， 而且还有伴生效应（如浓差极化）。不可逆 热力学唯象理论统一关联了压力差、浓度差、 电位差对传质通量的关系，采用线性唯象方 程描述这种具有伴生效应的过程，并以配偶 唯象系数描述伴生效应的影响。
图1 对称膜
图2 非对称膜
图3 对称膜
图4 非对称膜
几种常用膜的适用范围
膜分离的特点
①操作在常温下进行； ②是物理过程，不需加入化学试剂； ③不发生相变化（因而能耗较低）； ④在很多情况下选择性较高； ⑤浓缩和纯化可在一个步骤内完成； ⑥设备易放大，可以分批或连续操作。 因而在生物产品的处理中占有重要地位
以多孔细小薄膜为过滤介质，压力为推动力， 使不溶性物质得以分离的操作。
孔径分布范围在0.025~14μm之间，截留直径 为0.02μm ~ 10μm大小的粒子。
可应用于消毒、澄清、细胞收集等。如培养 基液菌体分离与浓缩，产品消毒。
微滤 (Microfiltration，MF)
一种静态过滤，随过滤时 间延长，膜面上截流沉积不 溶物，引起水流阻力增大， 透水速率下降，直至微孔全 被堵塞；
透析过程以浓差为传质推动力，膜的透过量很小，不 适于大规模生物分离过程、但在实验室中应用较多。
膜分离过程 (membrane separation)
膜分离过程透的析类型法的应用
蛋白质透析
透析袋透析简单装置。 A:透析夹，B:透析，C:透析示意图
2.微滤（Microfiltration,MF） ：
膜分离过程的类型
几种主要膜分离技术特征
名称 膜结构 驱动力 应用对象
示例
微滤
对称微孔膜 （0.05~10μm)
压力
清毒、澄清、细胞收集
（0.05~0.5MPa)
溶液除菌、澄清，果汁澄清、细胞收集、水中颗粒 物去除
超滤 不对称微孔膜 （１~５0nm)
压力 （0.2~1MPa)
带皮层的不对称 压力
反渗透 膜、复合膜
冶金
制药
食 品 化工与石化 电 子
CO2 控制
除尘
洁净燃烧
膜分离概述
膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质,当 膜两侧存在某种推动力时，原料侧组分选择 性透过膜，以达到分离、提纯、富集的目的
膜分离的推动力可以是多种多样的，一般有 浓度差Δc，压力差Δp，电位差Δv等
膜分离过程的实质是小分子物质透过膜，而 大分子物质或固体粒子被阻挡。因此，膜必 须是半透膜。
基本传质形式
在膜分离过程中，存在3种基本传质形式，即 被动传递、促进传递和主动传递。
最常见的为被动传递，即物质由高化学位相 侧向低化学位相侧传递 ，这一化学位差即为 其推动力。
被动传递
组分从高化学位向低化学位的被动传递
促进传递、主动传递
促进传递是由于某种流动载体的存在，在高 化学位一侧载体与被传递物质发生反应，而 在低化学位一侧又将被传递物质释放，使传 递过程得到强化。此种传递过程具很高选择 性。
超滤原理的示意图
一种动态过程，由泵提供推动力，在膜表 面产生两个分力：一个是垂直于膜面的法向分 力，使水分子透过膜面，另一个是于膜面平行 的切向力，把膜面截流物冲掉。
超滤原理的示意图
A
B
常规过滤(A)和超滤(B)的示意图
4.反渗透（Reverse osmosis,RO）:
渗透和渗透压：
渗透：膜（不能透过溶质）两侧压力 相等时，在浓度差作用下，溶剂从溶 质浓度低的一侧向溶质浓度高的一侧 透过的现象。 渗透压：渗透现象中，促使水分子透 过的推动力。
▪ 主要用于海水脱盐，纯水制造以及小分子产 品如乙醇、糖及氨基酸浓缩等。
▪ 其基本原理为溶解扩散。在高于溶液渗透压 的压力作用下，只有溶液中的水透过膜，而 所有溶液中的大分子、小分子有机物及无机 物全被截留住。
▪ 主要用于海水脱盐，纯水制造以及小分子产 品如乙醇、糖及氨基酸浓缩等。
膜法海水淡化
பைடு நூலகம்
几种分离方法能耗比较
性质决定分离特性，厚度决定传递速度，朝向待浓缩液；多孔的支 持层只起支撑作用，使膜具有必要的机械强度。 (3)复合膜：选择性膜层(活性膜层)沉积于具有微孔的底膜(支撑层)表面 上，表层与底层是不同的材料，膜的性能不仅取决于有选择性的表 面薄层而且受微孔支撑层的影响。 (4)荷电膜：离交膜，含有高度的溶胀胶载着固定电荷的对称膜。 (5)液膜：将在有关章节中讨论。 (6)微孔膜：孔径为0.05—20微米的膜。 (7)动态膜：在多孔介质(如陶瓷管)上沉积一层颗粒物(如氧化锆)作为有 选择作用的膜，此沉积层与溶液处于动态平衡。
应用:空气中各种气体在透过膜壁时具有不同的
渗透速率，使得当压缩空气经过滤器进入分离 器时，氧气、水蒸气及少量的二氧化碳快速透 过膜的高压侧，而氮气透过膜的相对速率慢而 滞留在膜的内侧被富集，从而产生干燥的氮气。
气体渗透分离空气中的氮
膜分离过程 (membrane separation)
膜分离过程的类型
（1~10MPa)
（＜１nm)
细粒子胶体去除可溶性中等 或大分子分离
溶液除菌、澄清，注射用水制备，果汁澄清、除菌， 酶及蛋白质分离、浓缩与纯化，含油废水处理，印 染废水处理，乳化液分离、浓缩等
小分子溶质脱除与浓缩
低浓度乙醇浓缩，糖及氨基酸浓缩，苦咸水、海水 淡化，超纯水制备
透析
对称的或不对称 的膜
浓度梯度
在直流电场的作用下，由于离子交换膜 的阻隔作用，实现溶液的淡化和浓缩， 分离推动力是静电引力。
1-半透膜 2-搅拌器 3-溶液 4-铂电极 5,6-进出水管
电渗析的应用：海水和苦水的淡化、废水处理， 氨基酸和有机酸等小分子的分离纯化
6.气体渗透：
气体膜分离是利用膜对某些气体组分具有选择 性渗透和扩散的特性，以达到气体分离和纯化 的目的。其渗透机理为：气体分子在压力作用 下，首先在膜的高压侧接触，然后是吸附、溶 解、扩散、脱溶、逸出。
膜分离的孔径范围
膜分离过程的类型
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。
膜分离过程的类型
1.透析：用具有一定孔径大小的、高分子溶质不能
透过的亲水膜将溶质溶液与纯水分隔，在浓差的作 用下，小分子溶质透向水侧，水透向溶液一侧。 ▪ 透析膜：孔径5-10nm,实验室中常用透析袋 ▪ 应用：脱盐，血液透析
膜分离也有很多缺点，比如膜面易发生污染，膜 分离性能降低，故需采用与工艺相适应的膜面清 洗方法；稳定性、耐药性、耐热性、耐溶剂能力 有限，故使用范围有限；单独的膜分离技术功能 有限，需与其他分离技术连用。
膜分离过程
膜分离过程的类型
各种膜分离范围
膜过程
粒子过滤 微滤 超滤
纳滤 反渗透 渗透蒸发
分离机理 分离对象
体积大小 固体粒子
体积大小
0.05~10μm的固体粒子
体积大小 1000~1000,000Da的大分子
溶解扩散
离子、分子量＜100的有机物
溶解扩散
离子、有机物
溶解扩散
离子、有机物
孔径/nm
＞10000
50~10000
2~50
＜２ ＜0.5 ＜0.5
膜分离过程 (membrane separation)
膜
膜分离过程的核心是膜本身。
工业应用的膜应具有较大的透过速度和较 高的选择性，这是选择膜的两个最重要的 技术特性。
还应具备机械强度好、耐热、化学性能稳 定，不被细菌污染等条件。
膜的分类
(1)对称膜：结构与方向无关的膜，孔经可一致，结构可不规则； (2)非对称膜：分离层很薄，较致密，为活性膜，孔径的大小和表皮的
小分子有机物和无机离子的去 除去小分子有机物或无机离子，奶制品脱盐，蛋白
除
质溶液脱盐等
电渗析 离子交换膜
电位差
渗透蒸 致密膜或复合膜 浓度梯度 发
离子脱除、氨基酸分离 小分子有机物与水的分离
苦咸水、海水淡化，纯水制备，锅炉给水，生产工 艺用水
醇与水分离，乙酸与水分离，有机溶剂脱水，有机 液体混合物分离（如脂烃与芳烃的分离等
膜分离过程 (membrane separation)
膜分离过程的透类型析原理图 透析膜
大分子
小分子
水分子
膜分离过程 (membrane separation)
膜分离过程的透类析型法的应用
▪ 透析法在临床上常用于肾衰竭患者的血液透析。 ▪ 在生物分离方面，主要用于大分子溶液的脱盐。由于
渗透蒸发
▪ 分离过程是用一张渗透蒸发膜,将进料液相和透过气相分
隔开,并在气相侧抽真空或通以惰性气流,把渗透组分的 蒸气压控制到接近零,液相中产生的化学位梯度作为传质 推动力的膜分离过程。
膜分离过程 (membrane separation)
膜渗分离透过蒸程发的原类型理示意图
水分子
醇分子
主动传递主要发生在细胞膜中。
膜分离过程机理模型
溶解－扩散模型 优先吸附－毛细管流动模型 从不可逆热力学导出的模型
①溶解－扩散模型：
适用于液体膜、均质膜或非对称膜表皮层内的物质传 递。
在推动力作用下，渗透物质先溶解进入膜的上游侧， 然后扩散至膜的下游侧，扩散是控制步骤。例如气体 的渗透分离过程中，推动力是膜两侧渗透物质的分压 差。当溶解服从亨利定律（见相平衡关联）时，组分 的渗透率是组分在膜中的扩散系数和溶解度系数的乘 积。混合气体的分离依赖于各组分在膜中渗透率的差 异。溶解-扩散模型用于渗透蒸发（又称汽渗，上游 侧为溶液，下游侧抽真空或用惰性气体携带，使透过 物质汽化而分离）时，还须包括膜的汽液界面上各组 分的热力学平衡关系。
原料液
渗透液 无流动操作
3.超滤（ Ultrafiltration, UF） ：
▪ 分离介质同上，但孔径更小，为0.001-0.02 μm，分离推动力仍为压力差，截断分子量可 变化。
▪ 适合于酶、蛋白质等生物大分子物质的分离、 浓缩，超滤亲和纯化，血浆分离，脱盐，去热 原，在生物工程中应用最广。
一种动态过程，由泵提供推动力，在膜表 面产生两个分力：一个是垂直于膜面的法向分 力，使水分子透过膜面，另一个是于膜面平行 的切向力，把膜面截流物冲掉。
分离方法
反渗透
低温多效
多级闪蒸
能耗(kWh/m3)
3.5
>7
>10
嵊泗1000吨/日反渗透海水淡化装置
巴黎瓦兹河梅里市 14万立方米/天的 纳滤厂，每天为巴 黎附近50万居民 提供14万吨饮用 水
微滤
超滤
反渗透
○:微粒子 ●:大分子 ＋:小分子 ……..：水
5.电渗析：以电位差为推动力，利用离子 交换膜的选择透过性，从溶液中脱除或 富集电解质的膜分离操作。
1925年以来，差不多每十年就有一项新的膜过程在工业上得 到应用
30年代 微孔过滤
40年代 渗析
50年代 电渗析
60年代 反渗透
70年代 超滤
80年代 气体分离
90年代
渗透汽化
现代
EDI技术
膜的应用
海水淡化 工业废水处理 城市废水资源化
天然气
生物质利用
燃料电池
水资源 传统工业
膜
能源 生态环境
第五节
膜分离过程及设备
膜分离技术
膜分离技术是20世纪60年代以后发展起来 的高新技术。
与传统的分离方法相比，具有设备简单、 节约能源、分离效率高、容易控制等优点
膜分离通常在常温下操作，不涉及相变化， 这对处理热敏性物料，显得十分重要
膜分离技术一般可除去1μm以下的固体粒 子。
膜分离技术应用
反渗透：
定义：在溶质浓度高的 一侧施加超过渗透压的 压力，使溶剂透过膜的 操作。
▪ 是一种以压力差为推动 力，从溶液中分离出溶 剂的膜分离操作，孔径 范围在0. 1~1 nm之间。
▪ 其基本原理为溶解扩散。在高于溶液渗透压 的压力作用下，只有溶液中的水透过膜，而 所有溶液中的大分子、小分子有机物及无机 物全被截留住。
②优先吸附－毛细管流动模型
由于膜表面对渗透物的优先吸附作 用，在膜的上游侧表面形成一层该 物质富集的吸附液体层。然后，在 压力作用下通过膜的毛细管，连续 进入产品溶液中。此模型能描述多 孔膜的反渗透过程。
③从不可逆热力学导出的模型
膜分离过程通常不只依赖于单一的推动力， 而且还有伴生效应（如浓差极化）。不可逆 热力学唯象理论统一关联了压力差、浓度差、 电位差对传质通量的关系，采用线性唯象方 程描述这种具有伴生效应的过程，并以配偶 唯象系数描述伴生效应的影响。
图1 对称膜
图2 非对称膜
图3 对称膜
图4 非对称膜
几种常用膜的适用范围
膜分离的特点
①操作在常温下进行； ②是物理过程，不需加入化学试剂； ③不发生相变化（因而能耗较低）； ④在很多情况下选择性较高； ⑤浓缩和纯化可在一个步骤内完成； ⑥设备易放大，可以分批或连续操作。 因而在生物产品的处理中占有重要地位
以多孔细小薄膜为过滤介质，压力为推动力， 使不溶性物质得以分离的操作。
孔径分布范围在0.025~14μm之间，截留直径 为0.02μm ~ 10μm大小的粒子。
可应用于消毒、澄清、细胞收集等。如培养 基液菌体分离与浓缩，产品消毒。
微滤 (Microfiltration，MF)
一种静态过滤，随过滤时 间延长，膜面上截流沉积不 溶物，引起水流阻力增大， 透水速率下降，直至微孔全 被堵塞；
透析过程以浓差为传质推动力，膜的透过量很小，不 适于大规模生物分离过程、但在实验室中应用较多。
膜分离过程 (membrane separation)
膜分离过程透的析类型法的应用
蛋白质透析
透析袋透析简单装置。 A:透析夹，B:透析，C:透析示意图
2.微滤（Microfiltration,MF） ：
膜分离过程的类型
几种主要膜分离技术特征
名称 膜结构 驱动力 应用对象
示例
微滤
对称微孔膜 （0.05~10μm)
压力
清毒、澄清、细胞收集
（0.05~0.5MPa)
溶液除菌、澄清，果汁澄清、细胞收集、水中颗粒 物去除
超滤 不对称微孔膜 （１~５0nm)
压力 （0.2~1MPa)
带皮层的不对称 压力
反渗透 膜、复合膜
冶金
制药
食 品 化工与石化 电 子
CO2 控制
除尘
洁净燃烧
膜分离概述
膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质,当 膜两侧存在某种推动力时，原料侧组分选择 性透过膜，以达到分离、提纯、富集的目的
膜分离的推动力可以是多种多样的，一般有 浓度差Δc，压力差Δp，电位差Δv等
膜分离过程的实质是小分子物质透过膜，而 大分子物质或固体粒子被阻挡。因此，膜必 须是半透膜。
基本传质形式
在膜分离过程中，存在3种基本传质形式，即 被动传递、促进传递和主动传递。
最常见的为被动传递，即物质由高化学位相 侧向低化学位相侧传递 ，这一化学位差即为 其推动力。
被动传递
组分从高化学位向低化学位的被动传递
促进传递、主动传递
促进传递是由于某种流动载体的存在，在高 化学位一侧载体与被传递物质发生反应，而 在低化学位一侧又将被传递物质释放，使传 递过程得到强化。此种传递过程具很高选择 性。
超滤原理的示意图
一种动态过程，由泵提供推动力，在膜表 面产生两个分力：一个是垂直于膜面的法向分 力，使水分子透过膜面，另一个是于膜面平行 的切向力，把膜面截流物冲掉。
超滤原理的示意图
A
B
常规过滤(A)和超滤(B)的示意图
4.反渗透（Reverse osmosis,RO）:
渗透和渗透压：
渗透：膜（不能透过溶质）两侧压力 相等时，在浓度差作用下，溶剂从溶 质浓度低的一侧向溶质浓度高的一侧 透过的现象。 渗透压：渗透现象中，促使水分子透 过的推动力。
▪ 主要用于海水脱盐，纯水制造以及小分子产 品如乙醇、糖及氨基酸浓缩等。
▪ 其基本原理为溶解扩散。在高于溶液渗透压 的压力作用下，只有溶液中的水透过膜，而 所有溶液中的大分子、小分子有机物及无机 物全被截留住。
▪ 主要用于海水脱盐，纯水制造以及小分子产 品如乙醇、糖及氨基酸浓缩等。
膜法海水淡化
பைடு நூலகம்
几种分离方法能耗比较
性质决定分离特性，厚度决定传递速度，朝向待浓缩液；多孔的支 持层只起支撑作用，使膜具有必要的机械强度。 (3)复合膜：选择性膜层(活性膜层)沉积于具有微孔的底膜(支撑层)表面 上，表层与底层是不同的材料，膜的性能不仅取决于有选择性的表 面薄层而且受微孔支撑层的影响。 (4)荷电膜：离交膜，含有高度的溶胀胶载着固定电荷的对称膜。 (5)液膜：将在有关章节中讨论。 (6)微孔膜：孔径为0.05—20微米的膜。 (7)动态膜：在多孔介质(如陶瓷管)上沉积一层颗粒物(如氧化锆)作为有 选择作用的膜，此沉积层与溶液处于动态平衡。
应用:空气中各种气体在透过膜壁时具有不同的
渗透速率，使得当压缩空气经过滤器进入分离 器时，氧气、水蒸气及少量的二氧化碳快速透 过膜的高压侧，而氮气透过膜的相对速率慢而 滞留在膜的内侧被富集，从而产生干燥的氮气。
气体渗透分离空气中的氮
膜分离过程 (membrane separation)
膜分离过程的类型
（1~10MPa)
（＜１nm)
细粒子胶体去除可溶性中等 或大分子分离
溶液除菌、澄清，注射用水制备，果汁澄清、除菌， 酶及蛋白质分离、浓缩与纯化，含油废水处理，印 染废水处理，乳化液分离、浓缩等
小分子溶质脱除与浓缩
低浓度乙醇浓缩，糖及氨基酸浓缩，苦咸水、海水 淡化，超纯水制备
透析
对称的或不对称 的膜
浓度梯度
在直流电场的作用下，由于离子交换膜 的阻隔作用，实现溶液的淡化和浓缩， 分离推动力是静电引力。
1-半透膜 2-搅拌器 3-溶液 4-铂电极 5,6-进出水管
电渗析的应用：海水和苦水的淡化、废水处理， 氨基酸和有机酸等小分子的分离纯化
6.气体渗透：
气体膜分离是利用膜对某些气体组分具有选择 性渗透和扩散的特性，以达到气体分离和纯化 的目的。其渗透机理为：气体分子在压力作用 下，首先在膜的高压侧接触，然后是吸附、溶 解、扩散、脱溶、逸出。
膜分离的孔径范围
膜分离过程的类型
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。
膜分离过程的类型
1.透析：用具有一定孔径大小的、高分子溶质不能
透过的亲水膜将溶质溶液与纯水分隔，在浓差的作 用下，小分子溶质透向水侧，水透向溶液一侧。 ▪ 透析膜：孔径5-10nm,实验室中常用透析袋 ▪ 应用：脱盐，血液透析
膜分离也有很多缺点，比如膜面易发生污染，膜 分离性能降低，故需采用与工艺相适应的膜面清 洗方法；稳定性、耐药性、耐热性、耐溶剂能力 有限，故使用范围有限；单独的膜分离技术功能 有限，需与其他分离技术连用。
膜分离过程
膜分离过程的类型
各种膜分离范围
膜过程
粒子过滤 微滤 超滤
纳滤 反渗透 渗透蒸发
分离机理 分离对象
体积大小 固体粒子
体积大小
0.05~10μm的固体粒子
体积大小 1000~1000,000Da的大分子
溶解扩散
离子、分子量＜100的有机物
溶解扩散
离子、有机物
溶解扩散
离子、有机物
孔径/nm
＞10000
50~10000
2~50
＜２ ＜0.5 ＜0.5
膜分离过程 (membrane separation)
膜
膜分离过程的核心是膜本身。
工业应用的膜应具有较大的透过速度和较 高的选择性，这是选择膜的两个最重要的 技术特性。
还应具备机械强度好、耐热、化学性能稳 定，不被细菌污染等条件。
膜的分类
(1)对称膜：结构与方向无关的膜，孔经可一致，结构可不规则； (2)非对称膜：分离层很薄，较致密，为活性膜，孔径的大小和表皮的
小分子有机物和无机离子的去 除去小分子有机物或无机离子，奶制品脱盐，蛋白
除
质溶液脱盐等
电渗析 离子交换膜
电位差
渗透蒸 致密膜或复合膜 浓度梯度 发
离子脱除、氨基酸分离 小分子有机物与水的分离
苦咸水、海水淡化，纯水制备，锅炉给水，生产工 艺用水
醇与水分离，乙酸与水分离，有机溶剂脱水，有机 液体混合物分离（如脂烃与芳烃的分离等