膜分离法
膜分离技术工艺流程
膜分离技术工艺流程膜分离技术是一种利用半透膜对物质进行分离的方法，广泛应用于水处理、食品加工、制药等领域。
膜分离技术工艺流程是指在膜分离过程中所涉及的一系列操作步骤，下面将详细介绍膜分离技术的工艺流程。
1. 前处理膜分离技术的前处理是为了避免膜污染和膜堵塞，通常包括预处理和中间处理两个阶段。
预处理主要是对原始液进行粗处理，如过滤、沉淀、调节pH值等，以去除悬浮固体、胶体颗粒和大分子物质。
中间处理主要是对预处理后的液体进行细处理，如活性炭吸附、氧化、消毒等，以去除溶解性有机物、微生物和残留氧化剂等。
2. 膜分离膜分离是整个工艺流程的核心步骤，通过半透膜的选择性渗透作用，将原始液中的溶质和溶剂分离。
根据分离机理的不同，膜分离可以分为压力驱动型和浓度驱动型两种。
压力驱动型膜分离主要包括微滤、超滤、纳滤和逆渗透等技术，可以用于分离悬浮物、胶体、溶解性大分子和溶质等。
浓度驱动型膜分离则是利用溶剂的浓度差异来实现物质的分离，如蒸发浓缩、气体分离等。
3. 后处理膜分离后处理主要是对膜分离过程中产生的浓缩物和稀释物进行处理。
浓缩物通常需要进一步处理以达到满足特定要求的浓度或纯度，如结晶、干燥、沉淀等。
而稀释物则需要进行废液处理，以避免对环境造成污染。
后处理过程中还可能包括对膜进行清洗和维护，以保证膜的使用寿命和分离效果。
4. 控制参数在膜分离技术工艺流程中，需要对一些关键参数进行控制，以确保膜分离的效果和稳定性。
例如，控制进料流量和压力可以影响渗透通量和分离效果；控制膜的温度可以改变物质的渗透速率和选择性；控制清洗液的pH值和浓度可以去除污染物和恢复膜性能。
这些参数的控制需要根据具体的应用和膜的特性进行优化。
5. 能耗评估膜分离技术工艺流程的能耗评估是指对整个工艺流程中能源消耗进行评估和优化。
膜分离过程中主要的能耗包括泵送能耗、压缩能耗、加热能耗和冷却能耗等。
通过对能耗的评估和优化，可以降低生产成本，提高能源利用效率，减少对环境的影响。
膜分离法制氧工艺简介
一些氧氮分离系数大于2.5、透氧系数P(O2) > 1.0 Barrer 的聚合物膜材料 (1 Barrer 是 指每秒钟每厘米汞柱压力差下每平方厘米膜 面积中透过1 厘米厚的膜的气体在标准状态 下的毫升数的十亿分之一,1 Barrer = 1010 cm2·s -1·cmHg -1 ,其中1 cmHg = 1 333 Pa) 。将它们 用于空气分离操作,均获得了较好的分离效果。
• 效率高，每kg膜纤维连续的生产能力比变压吸附要大。 • 没有运动部件，几乎用不着维护，因此维护费用少, 高效
率和高可靠性降低了操作运行费用。
• 设备简单、机动性好，只要有一个压缩空气的气源，就 可以连续地工作，而且可以省去贮运气体或液体的设备。
膜法气体分离优点
膜法富氧技术和深冷、变压吸附法相比, 具有设备简单、操作方便、 安全、启动快、规模灵活、无环境污染等特点。当氧质量分数在 30% 左右, 规模小于15 000 m3/h 时, 膜法投资、维修及操作费用之 和仅为深冷法和变压吸附法的2/3 到3/4, 能耗比其他两种方法低 30% 以上, 且规模越小, 膜法越经济[18 ]。它在制备富氧气方面的应 用迅速增加, 并正在取代其他高成本且操作不方便的分离技术 膜法/深冷法联合制氧。用于原有制氧机改造,增加一套膜法富氧装 置可提高制氧能力25%～50% , 氧浓度提高, 综合投资下降2%～ 3% , 能耗、水耗均有降低。
膜分离优点
用膜分离技术进行气体分离的优点：
• 分离过程中没有相变, 过程简单, 可在常温下进行操作, 减 少能源的消耗。
• 与传统的空分装置相比，能耗低。要下降(30～60)％。特 别是分离共沸物质, 有独特的优越性.
• 重量轻，占地面积小，纯度高，工作压力的范围宽。 氮气纯度可达99.9%, 生产的氮气非常干燥，露点温度可达 -100℃。
水污染控制技术-膜分离
膜分离
二、电渗析
（一）电渗析原理
海水或咸水中的盐分，能够解离成阳离子和阴离子。因 此，在直流电场作用下，利用只接通过阳离子的阳离子 交换膜和另一种只能通过阴离子的阴离子交换膜，分别 选择性地除去水中的阳离子和阴离子，从而达到分离、 浓缩和谈比的目的。
（二）电渗析装置
（三）反渗透装置
膜分离
1．板框式反渗透装置
这种装置的优点是结构简单，体积比管式的小， 缺点是装卸复杂，单位体积膜表面积小。
2. 管式反渗透装置
这种装置的优点是水利条件好，适当调节水流状 态就能防止膜的污染和堵塞，能够处理含悬浮物的溶 液，安装、清洗、维修都比较方便。它的缺点是：膜 的有效面积小，装置体积大，而且两头需要较多的联 结装置。
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2. 制造食盐
日本采用电渗析法制造食盐，最近将过去的盐田法逐步改为电渗析法。这种方法首先要进行海水的前处理。先 将盐水过滤，调节pH值，制成适合于电渗析的海水。再将它浓缩成盐浓度为18-20％的浓缩液。海水的盐浓度为 3%，用电渗析法可浓缩至6—7倍。将这种浓缩液在真空蒸发罐中加热从而制成固体盐，用这种方法制成的盐相当 纯，据说用于食品加工中味道很好。由于太纯，还要适当加入微量的镁盐。
（五）应用实例
膜分离
1. 反渗透法与离子交换法组合处理电镀含镍废水
采用醋酸纤维素反渗透膜的管式反渗透器及丙烯酸型725强酸性阳离子交换树脂。这种树脂在pH值为4 左右时，对废水中的镍离子的交换可以达到全饱和，有较大的交换容量，适合于吸附电镀废水中的镍离子。 用反渗透法处理电镀废水时，铜、铬、锌等的分离率在95%以上。
污水的物理处理技术 ——膜分离
分离乙烷,丙烷混合物的方法
分离乙烷,丙烷混合物的方法
分离乙烷和丙烷混合物的方法有多种，以下是其中三种：
1. 精馏法：利用不同成分的沸点差异，将天然气中的各种成分分离出来。
这种方法包括常压精馏和真空精馏两种，常压精馏主要用于分离烷烃，而真空精馏则可用于分离低沸点的混合物。
2. 吸附法：利用吸附剂对天然气成分的不同吸附能力，将不同成分分离出来。
常见的吸附剂有分子筛、活性炭等，可用于分离二氧化碳、硫化氢等杂质。
3. 膜分离法：利用膜对不同成分的选择性渗透，将不同成分分离出来。
膜分离法分为压力驱动膜分离和扩散驱动膜分离两种，压力驱动膜分离适用于分离高压天然气中的杂质，如二氧化碳、氮气等，扩散驱动膜分离适用于分离低压天然气中的杂质，如甲烷、乙烷等。
此外，还可以通过化学分离法将乙烷和丙烷混合物中的不同成分进行分离。
例如，吸收法是利用吸收剂与天然气中的杂质发生化学反应，将杂质吸收分离出来的一种方法。
常见的吸收剂有酸、碱等，适用于分离二氧化碳、硫化氢等杂质。
凝聚法是利用天然气中不同成分的凝聚温度差异，将不同成分分离出来的一种方法。
凝聚法适用于分离烷烃。
化学反应法是利用化学反应将天然气中的杂质转化为易于分离的物质的一种方法。
常见的化学反应有加氢、氧化等，适用于分离硫化氢等杂质。
膜分离法污水处理技术
膜分离法污水处理技术膜分离法污水处理技术一、引言随着人口和工业的不断增长，污水成为一个日益严重的环境问题。
传统的污水处理方法往往存在着处理能力低、占地面积大、能源消耗高等问题。
而膜分离法作为一种高效、节能、环保的污水处理技术，正逐渐受到人们的关注和应用。
二、膜分离法概述膜分离法是指利用微孔膜或渗透膜对污水中的有害物质进行过滤、分离和浓缩的技术。
根据膜材料的不同，可以将其分为微孔膜和渗透膜两种类型。
微孔膜是一种孔径较小的膜，可以通过物理或化学方法将污水中的悬浮物、胶体、微生物和部分有机物去除。
而渗透膜则是依靠分离层的选择性渗透效应将污水中的溶解物、无机盐和有机物分离。
三、常用膜分离法污水处理技术1. 微滤膜法微滤膜法是一种利用孔径为0.1-10μm的微孔膜进行过滤的技术。
通过微滤膜可以有效去除污水中的悬浮物、胶体和微生物等大颗粒物质。
微滤膜法具有工艺简单、设备操作方便、膜寿命较长等优点，适用于饮用水的预处理、医药行业的水质净化等领域。
2. 超滤膜法超滤膜法是一种利用孔径为0.001-0.1μm的超滤膜进行分离的技术。
超滤膜可以有效去除污水中的胶体、蛋白质、微生物等物质，同时还能保留溶解物和低分子量有机物。
超滤膜法被广泛应用于饮用水的处理、垃圾渗滤液的处理、印染废水的处理等领域。
3. 逆渗透膜法逆渗透膜法是一种利用孔径为0.0001-0.001μm的逆渗透膜进行分离的技术。
逆渗透膜具有较高的选择性，可以除去污水中的溶解物、无机盐、有机物等物质。
逆渗透膜法被广泛应用于海水淡化、工业废水处理、饮用水处理等领域。
四、膜分离法的优势与挑战1. 优势：膜分离法具有高效、节能、环保等优点。
相比于传统的沉淀、过滤等处理方法，膜分离法处理效果更好，剩余浸出物也更干净，且所需能源较少。
2. 挑战：膜分离法的挑战主要来自于膜污染问题。
由于污水中存在有机物、微生物和胶体颗粒等，在膜表面容易形成污垢，影响膜的通量和使用寿命。
膜分离技术及其应用
膜分离技术及其应用膜分离技术是一种通过半透膜对流体进行分离的方法，广泛应用于水处理、生物科技、食品工业等领域。
本文将介绍膜分离技术的原理、分类及其在不同领域的应用。
一、膜分离技术的原理膜分离技术是利用半透膜的选择性通透特性，通过物质的分子大小、化学性质等差异，将混合物中的物质分离出来。
其原理主要包括渗透、扩散和分离。
渗透是指物质通过膜的透过性能，扩散是指物质在膜上的传递过程，而分离则是指膜对不同物质的选择性分离效果。
二、膜分离技术的分类根据膜的材料和分离方式的不同，膜分离技术可分为多种分类。
常见的分类包括微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。
微滤膜的分离范围通常在0.1-10微米之间，可以用于悬浊物的去除；超滤膜的分离范围为1万至100万道尔顿，可分离大分子物质；纳滤膜的分离范围在100-1000道尔顿之间，用于有机物质和溶解离子的去除；反渗透膜则是利用高压将溶剂逆向渗透，适合用于水处理等领域。
三、膜分离技术在水处理中的应用膜分离技术在水处理中具有重要的应用价值。
它可以有效地去除水中的悬浮物、细菌、病毒、颜色、异味等杂质，使水质得到提升。
其中反渗透膜是应用最为广泛的一种膜分离技术，其通过高压将溶液逆向渗透，将溶质与水分离，获得高纯度的水。
反渗透膜广泛用于饮用水处理、海水淡化、工业废水处理等领域。
四、膜分离技术在生物科技中的应用膜分离技术在生物科技领域有着广泛的应用，主要包括细胞培养、蛋白质纯化、基因工程等方面。
在细胞培养中，通过膜分离技术可以实现细胞和培养基的有效分离，保护细胞的生物完整性。
在蛋白质纯化方面，膜分离技术可以实现对不同大小、电荷的蛋白质的分离和富集。
而在基因工程中，膜分离技术则可以用于DNA片段的纯化和浓缩。
五、膜分离技术在食品工业中的应用膜分离技术在食品工业中有着广泛的应用，主要包括浓缩、分离和改良等方面。
在果汁加工中，膜分离技术可以实现果汁的浓缩和去除其中的水分，提高果汁的品质和口感。
硫酸废液处理技术
硫酸废液处理技术在现代工业生产中，硫酸废液的产生是不可避免的。
然而，硫酸废液的排放对环境和人体健康造成了严重的危害。
因此，开发有效的硫酸废液处理技术变得十分重要。
本文将介绍几种常用的硫酸废液处理技术，以期为相关行业提供参考。
一、中和法中和法是最常见也是最简单的硫酸废液处理技术之一。
它通过将硫酸废液与中和剂（如氢氧化钠或氢氧化钙）反应，使其中和为中性溶液。
中和法的优点是操作简单、成本低廉。
然而，该方法产生的盐类废液还需要进一步处理才能完全达到环境排放标准。
二、蒸馏法蒸馏法是另一种常用的硫酸废液处理技术。
该方法利用硫酸废液在不同沸点的组分的分离特性，通过蒸馏来将硫酸废液中的有机物质与水分离开。
这种方法可以有效地分离和回收溶液中的有价值的化学物质，并降低废液的体积，减少对环境的污染。
然而，蒸馏法在设备成本方面相对较高，操作复杂，需要充分考虑废液的成分和特性。
三、膜分离法膜分离法是一种基于膜的物质分离技术，也可以用于硫酸废液的处理。
这种方法通过特定的膜来分离废液中的溶质和溶剂。
膜分离法具有操作简单、工艺流程短、能耗低的特点。
同时，该方法可以高效地回收废液中的有价值物质，并减少排放产物的数量。
然而，膜分离法在长期运行过程中容易受到膜污染和膜堵塞的问题，需要定期维护和更换膜。
四、化学沉淀法化学沉淀法是通过添加特定的沉淀剂，使硫酸废液中的溶解物质形成沉淀，从而实现废液的净化和固体杂质的去除。
该方法适用于某些重金属离子的去除。
化学沉淀法可以有效降低废液的含污量，但需要根据具体情况选择合适的沉淀剂，并且处理后的沉淀物的处理也是一个重要的环节。
总结起来，硫酸废液处理技术有许多种，每种技术都有其优缺点和适用范围。
在实际应用中，应根据废液的成分和特性以及处理的要求，综合考虑各种技术的适用性。
同时，还需要注意对废液的处理过程进行监控和控制，确保处理效果达到标准，并遵守环境保护的相关法律法规。
通过不断研究和创新，硫酸废液处理技术将会更加高效、环保。
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。
五种膜分离法处理重金属废水的工艺
五种膜分离法处理重金属废水的工艺我们都知道水污染的问题，但我们对水污染处理技术却不熟悉。
水处理技术的不断发展，可以使有限的水资源得到循环利用，有效防止水污染对生态环境的破坏。
今天，艾柯实验室重金属废水处理设备厂家就为大家梳理出五种膜分离法处理重金属废水的技术!1. 液膜技术液膜通常由有机溶剂、表面活性剂、流动载体和内部水相组成，是一种非常薄的液膜(厚度:1-10 μm)。
它结合了膜分离和萃取的双重优点，通过废水中重金属离子的简单扩散、选择性络合或螯合萃取反应、膜内选择性渗透和反萃取四个过程，从而达到净化废水的目的，同时实现膜内重金属离子的富集，再通过破乳回收重金属。
液膜技术具有选择性高、传质快、反应温和等优点，特别适用于低浓度重金属废水的富集和回收。
2. 电渗析技术电渗析器由膜片、阴离子和阳离子交换膜、电极、夹紧装置等主要部件组成。
在处理重金属废水时，阳离子膜只允许阳离子通过，阴离子膜只允许阴离子通过。
在电流的作用下，电镀废水得到浓缩和脱盐。
电镀废水中往往含有Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr2+等金属离子和氰化物等有毒物质。
通过电渗析-离子交换或电渗析-反渗透组合工艺，既可以实现资源的回收利用，又可以减少污染的排放。
其中，镍废水处理技术最为成熟，已建立了一整套工业装置。
电渗析法处理重金属废水具有技术可靠、运行成本低、占地面积小、无废渣等优点。
然而，电渗析需要足够的导电性来提供电流效率。
如处理镀镍废水，镍盐浓度不应小于1.5g/L。
3.微/超滤技术微滤的过滤孔径为0.1~10 μm，此类膜多成对称性，外形结构与网状海绵较为接近，此外还有毛细管的类型。
也有不对称的膜。
膜孔呈截形锥形。
在过滤过程中，料液流过膜孔的小边，进入膜的渗透液会沿着逐渐增大的膜孔流出。
这种结构可以促进传质，防止膜孔堵塞。
超滤膜的孔径为1 nm~100 nm，多为不对称膜，由极薄的表皮层和较厚的海绵或指状结构的多孔层组成。
微滤/超滤膜根据材料的不同可分为有机型和无机型。
膜分离法的特点
膜分离法的特点
以下是 6 条关于膜分离法特点的内容：
1. 膜分离法效率那可是超级高啊！你想想，就像用筛子筛东西一样，能快速地把我们想要的和不想要的分离开来。
比如在处理污水时，膜就像一个神奇的过滤网，一下子就能把干净的水过滤出来，多厉害呀！
2. 膜分离法操作起来很简单呀！就跟你打开电视换个频道一样轻松。
比如在海水淡化中，只需要让海水通过膜，就能得到淡水啦，这不是很容易嘛，难道你不想尝试一下？
3. 膜分离法多环保啊！它对环境几乎没啥不良影响。
这就好比大自然中的自然净化过程呀，悄然无声地就做好了分离工作，多棒呀！你说呢？
4. 膜分离法多节省能源啊！不用费太大的劲就能完成分离任务。
好比骑自行车，轻松地踩几下就前进了。
在工业生产中用它，能节省好多能源呢，这不是好事嘛？
5. 膜分离法还很稳定可靠呢！就像一个忠实的伙伴一直陪伴着你。
不管是什么样的环境条件，它都能稳定发挥作用。
比如在一些苛刻的工况下，膜依然能正常工作，多让人放心呀！
6. 膜分离法灵活性也好强呀！能根据不同的需求进行调整和改变。
就如同一个变形金刚，可以变成你需要的各种样子。
在不同的应用场景中，它都能完美适应，多么神奇呀！
我觉得膜分离法真的是一种非常出色的分离技术，有着诸多优点，在各个领域都能大展身手呢！。
植物提取的膜分离法和传统分离法对比分析
植物提取的膜分离法和传统分离法对比分析
植物中有效成分的提取分离技术是根据植物中有效成分在不同条件下的存在状态、形状、溶解性等物理和化学性质来确定的，目前被广泛使用的分离技术可分为膜分离法和传统分离法两种。
植物提取采用膜分离技术的主要特点：
1、采用超滤技术去除杂质，可以明显地提高针剂的澄清度和储存稳定性。
2、制剂有效成分的可测含量较通常方法高，因而节约原料，同时节省大量溶剂。
3、采用纳滤/反渗透或反渗透技术低温浓缩提取料液减少产品破坏，提高了产品质量。
4、工艺流程及生产周期短，操作简便宜行。
采用板框压滤、树脂分离、溶剂萃取、热浓缩等传统工艺来制备植物提取产物，对于植物提取产物的质量不稳定、有效成分纯度较低、易破坏热敏性物质等活性成分、耗费大量有机溶剂以及耗时耗能等问题仍然存在，而植物提取产物的应用取决于其色泽、气味、状态及功效的稳定性是否达标。
以上就是小编为大家介绍的植物提取的膜分离法和传统分离法，希望对大家能够有所帮助。
膜分离法及其应用
目录 CONTENT
• 膜分离法简介 • 膜分离法的应用领域 • 膜分离法的优缺点 • 膜分离法的发展趋势与未来展望 • 案例分析
01
膜分离法简介
膜分离法的定义
膜分离法是一种利用半透膜对不 同物质进行选择性透过，从而实
现物质分离和纯化的技术。
半透膜是一种只允许某些物质透 过，而不允许其他物质透过的薄
03
膜分离法的优缺点
优点
高分离效率
膜分离法具有较高的分 离效率，能够实现物质
的有效分离和纯化。
低能耗
膜分离过程通常在较低 的压力下进行，因此能
耗较低。
环保性
膜分离法通常不需要使 用化学试剂，减少了对
环境的污染。
易于自动化
膜分离设备结构简单， 易于实现自动化控制。
缺点
膜污染
膜分离过程中，膜表面可能会吸附杂质，导 致膜孔堵塞和分离效率下降。
膜分离法的分类
根据膜孔径的大小和分离原理的不同， 膜分离法可以分为微滤、超滤、纳滤、 反渗透等。
微滤适用于过滤颗粒物和细菌等大分子 物质；超滤适用于分离大分子物质和胶 体；纳滤适用于软化水和脱盐；反渗透 适用于海水淡化和工业废水处理等。
02
膜分离法的应用领域
工业废水处理
工业废水处理是膜分离法的重要应用领 域之一。通过膜分离技术，可以有效地 去除废水中的有害物质，如重金属离子、 有机物、细菌和病毒等，实现废水的净
用于生物制品的分离纯化、 药物制备和医疗设备中， 提高产品质量和生产效率。
环境工程领域
应用于污水处理、海水淡 化、工业废水处理等领域， 实现资源的有效利用和环 境保护。
成本降低与经济效益提升
规模化生产
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工程实例
纳滤（NF） 膜与反渗透 （RO）膜联 用的应用实例。 该装置将二次 处理（生物处 理水）后的下 水用NF、RO 膜再次处理， 处理后的水用 于展览馆大型 水槽内的热带 鱼饲养。
处理前后的水质分析结果
§2 超 滤
超滤是依靠压力推动力和膜进行工作，该膜具 有对液状溶液或者液状混合物中一些组分的渗透 性，而对另一些组分无渗透性。
膜分离技术是物质分离技术中的一个操作单元。
废弃物形态及膜分离技术的适用性
可看出膜分 离技术处理 的对象是流 体，故主要 适用于废水、 废液、废气 的处理。
2 适用于废水排放用途的膜分离技术
排放水处理以 往采用沉淀法、活 性污泥法等，现在 膜法或与上述方法 配合使用，或者完 全代替使用。使用 膜法时，除得到膜 透过液外，对于浓 缩液有时可通过萃 取方法提取有用物 质，而多数情况则 是固化后燃烧处理。
（6）
(7)
当cf很小可以忽略不计时,上式简化为
式中D/δ可用km代替,称为传质系数,则得
浓度极化所形成的胶凝层
当J随着△P的增长而增长 时，浓度cm也就随之增长，但 大分子的浓度增加到某一值cg
后就会发生淀沉，在膜的表面
出现—层凝胶物。凝胶层浓度 cg从此也就固定下来。因此， 在传质系数km为常数的水流条 件下，水的通量J也就不变， 不再因压差△P增加而增长。
• 其他：气体分离（GS）、渗透蒸发（PVAP）、 液膜（LM）、集成膜技术（IMT）等
电渗析、超滤、反渗透是目前给水与废水处理常用的三种膜分离方法。
滤膜孔径及操作压力
大致说来，超滤用于去除大小大于10倍溶剂分子的颗粒，颗粒相对分子质量小于1000。 对溶剂水而言，即颗粒应约大于2.5nm(水分子为0.28nrn)。 超滤膜的孔径一般为1.5~10nm。超滤系统一般在小于0.5MPa下操作。 反渗透用于占除大小与溶剂同一数量级的颗粒．相对分子质量在10~1000范围内。 对水溶液而言，颗粒的大小约为零点几个纳米。反渗透用半透膜作为滤膜，必须在克 服膜两边渗透压的条件下操作，典型的操作压力为5MPa。 当颗粒物大于约50 nm后，即属于一般的过滤。
微滤作为较经济的微过滤方式在饮用水处理 方面应用广泛,可代替常规的澄清过滤和二沉池,在 水质波动较大时仍可连续处理,占地面积小;用于各 种废水的预处理,以降低浊度、悬浮物,满足后处理 进水要求。
1.2.2 超 滤（UF）
超滤膜也属于压力驱动膜,其分离原理一般认为是 筛分过程。其孔径范围为0.05~1nm。超滤主要用于去 除固体颗粒物、悬浮物、从溶液中分离大分子物质和胶 体。
半透膜的结构
微晶片结构，含有 结合水，结构致密， 具有透水而不被堵 塞的特性
凝胶体的海绵 状结构，含结 合水和毛细水
空隙大，起支撑 作用，凝胶体的 海绵状结构，含 结合水和毛细水
膜的半透性有下面几种解释：
最简单的解释为筛除作用。即限孔大小介于水分子与溶质 分子之间，因此水能透过，而溶质不能透过。但这不能解 释盐离子不能透过的原因，因为这些离子和水分于的大小 基本一样。
§1 膜分离法概述
膜分离就是用天然的或人工合成膜,以外界 能量或化学位差作为推动力,对双组分或多组分 溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方 法。
膜分离技术作为新的分离净化和浓缩方法, 与传统分离操作(如蒸发、萃取、沉淀、混凝和 离子交换等)相比较,过程中大多无相变化,可以 在常温下操作,具有能耗低、效率高、工艺简单、 投资小和污染轻等优点,故在污水处理、食品生 产、医药合成和能源、化工生产等过程中发展 相当迅速。
有一种机理认为是出于水能溶解于膜内，而溶质不能溶解 于膜内。
1.2.1 微 滤（MF）
微滤技术是目前所有膜技术应用最广泛的一 种膜分离技术。
微滤主要用于过滤0.1~10μm大小的颗粒、细 菌、胶体。其过滤原理和普通过滤相似,属于筛网 过滤。微滤过滤具有操作压力低(<0.2MPa),对水质 的适应性强、占地面积小的优点。
反渗透存在的主要问题是膜污染和浓差极化。 开发价廉、超低压、耐污染、耐高温、抗氧化的 膜材料是研究的重点。
1.2.5 电渗析（ED）
电渗析是利用离子交换膜对水中离子的选择 性，以电位差作为驱动力的膜分离方法。当前离 子交换膜的研究、生产和应用均已达到很高的水 平,ED技术领先的国家是美国和日本。
该技术首先用于苦咸水淡化,而后逐渐扩展到 海水淡化及制取饮用水和工业纯水中,在重金属污 水处理、放射性污水处理等工业污水处理中也已 得到应用,目前已成为一种重要的膜法水处理技术。
(3)
J—单位时间、单位面积透过膜的溶剂（水）的通量 D—溶质在水中的扩散系数 c—溶液中的溶质浓度
上式积分得
向着膜方向迁 移的溶质通量
（4）
反向扩散的溶质通量，其差值 等于透过膜的溶质通量Js
滤膜附近的溶质浓度分布
若用cf表示滤过液中的溶质浓度，则有Js=J×cf，带入（4）得
（5） 或 根据边界条件x=0,c=cm;x=δ,c=cb对式(6)积分得
纳滤膜在低压下具有高通量，在许多场合,它比反渗 透投资成本和操作费用低。纳滤膜易污染,对进水水质要 求高,需要复杂的预处理限制了纳滤膜的应用。相信随着 预处理水质的提高和膜性能的改善,今后在环保领域会有 较大的发展。
1.2.4 反渗透（RO）
反渗透膜几乎对所有的溶质都具有很高的脱 除率,反渗透出水水质很高,在水处理中通常用于 除盐处理。反渗透在环保领域的大规模应用是饮 用水质的改善、城市污水、工业废水和垃圾渗滤 液的处理。
§2.3 超滤中克服浓度极化的方法
a) 加快平行于膜面的进水流速 b) 进水渠道深度尽量做浅
高温下运行有利于降低溶剂的粘度，能提高凝胶物质 的再扩散速度，还能提高积聚物质的临界凝胶浓度。工作 温度自15℃提高到25℃，通量几乎增加一倍。
§2.4 超滤的用途
超滤现已大量在食品和制药工业中应用。酶、 病毒和疫苗常用超滤膜来净化或分提。超滤还可用 在瓶装生啤酒工业中。糖的炼纯和浓缩以及乳清的 脱盐和分提也都用超滤法。
溶质A在原水中的浓度为Ci，在超滤水中的浓度为Cp在流道中则浓 缩为浓度Cb。当Cp＝0时说明A颗粒100％地被截留，表示为截留度＝ 1.0。颗粒B的截留度则为0。
§2.2 超滤的机理
超滤的原理即滤膜的筛除作用。滤膜的孔隙能通过 水及能由水带走的小于孔隙尺寸的颗粒，但截留了大于 孔隙尺寸的颗粒。水在孔隙中的运动是—种粘滞流，它 的通量可表示为
用超滤膜处理电泳涂漆废水已在我国汽车工业、 电器工业部门得到了广泛应用,通过超滤膜的分离特性 将有大量金属离子杂质的电泳漆从废水中回收出来重新 利用。
超滤膜应用的主要问题是膜通量随运行时间的延长 而降低、膜污染和浓差极化严重,价格高、需要复杂的 预处理是其应用的主要障碍。开发大通量、高强度、耐 高温、抗污染、抗氧化、便宜长寿命的超滤膜及膜组件 是今后研究的重点。
在半透膜孔的壁上吸附了水分子，因此堵塞了溶质分子的 通路。水分子可以自由运动通过膜孔，而溶质分子则需要 把水分子顶下来后才能通过，这需要较大能量，因此，在 通常溶液的情况下就不能通过半透膜。
认为膜的聚合物网上有带电荷部位。这些电荷阻挡了电解 质的离子通过，起了渗透膜的作用。但是，大多数的反渗 透用膜，都不具有带电荷部位。
1.2.3 纳 滤（NF）
纳滤介于反渗透和超滤之间,是20世纪80年代出现典 型的反渗透复合膜之后研制开发的又一种新型分子级的膜 分离技术。纳滤也属于压力驱动型过程，其操作压力通常 为0.5MPa~1.0MPa。
纳滤膜的一个显著特点是具有离子选择性,它对二价 离子的去除滤高(95%以上),一价离子的去除率低 (40%~80%)。因此纳滤广泛应用于河水及地下水中含三卤 甲烷中间体THM、低分子有机物、农药、异味、硝酸盐、 硫酸盐氟、硼、砷等有害物质的去除,废水的脱色,废水中 不同有机物的分级浓缩。
ED也有它自身的问题,如ED只能除去水中的 盐分,而对水中的有机物不能去除,某些高价离子 和有机物还会污染膜。另外,ED运行过程中易发 生浓差极化而产生结垢。
§1.3 膜分离技术在环保领域的应用
1 环境保护和膜的适用性
环保的一个十分重要的内容就是废物（固体）、 废液（液体）、废气（气体）处理，即三废再利用， 减少向周围环境排出的数量或将排放物的有害物质 经过分离、无害化后排放。
§1.1 膜分离法的发展过程
膜在大自然中，特别是在生物体内是广泛存 在的，但我们人类对它的认识、利用、模拟直至 现在人工合成的历史过程却是漫长而曲折的。
18世纪末,法国的AbbeNollet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。
1864年Traube成功地研制出亚铁氰化铜膜,这 是人类历史上的第一片人造膜。
（1）
e — 膜的开孔面积分数
μ— 水的 膜的两测压差
τ — 孔的迂曲系数，用以表示孔的长度可能比膜的厚度δ大
式（1）中e r2/ μ τ可用Km表示得
（2）
（2）表示水的通量与膜两侧的压差成正比。
但是实验证明只有在纯水或不被膜截留的小分子溶液， 以及大分子的稀溶液的情况．才能符合（2）式的关系。当 大分子的浓度加大后，压差△P 的增长所产生的通量增长就 会逐渐缓和，最后甚至不再增长。
带有搅拌装置的间隙式膜滤室的 J —△P关系
上述现象说明超滤的机 理不止是筛除作用。
由于水的通量J不断把不 能透过膜孔的大分子溶质(小 分子溶质透过膜)带到滤膜表 面并且不断积累，使溶质在 表面处的浓度Cm高于溶质在 主体液体中的浓度Cb。形成 厚度为δ的浓度差边界层。这 个现象称为浓差极化。
在边界层内，由于浓度梯度的推动，产生了溶质从膜表 面向主体液体扩散的通量。稳态时，在厚度为δ的边界层内 存在如下总的扩散方程。
超滤与反渗透的区别是：超滤不受渗透压力的
阻碍，故而能在较小的压差条件下工作。超滤一般 用来分离分子量大于500的溶质，这些溶质在中等 浓度时的渗透压力不大。病毒、细菌、淀粉、树胶、 蛋白质、粘土和油漆色料等都属于这一类。反渗透 一般用来分离低分子量的物质。