第4章-膜分离技术-李永新-江苏师范大学
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物理污染包括膜表面的沉积，膜孔内的阻塞，这与膜孔结 构、膜表面的粗糙度、溶质的尺寸和形状等有关。
化学污染包括膜表面和膜孔内的吸附，这与膜表面的荷电 性、亲水性、吸附活性点及溶质的理化性质如荷电性、亲水 性、溶解度等有关。
膜污染还可能由微生物在膜运行过程或停运中的繁殖和 积累造成
42
二 膜分离过程中常见的污染（了解）
《制药分离工程》
Pharmaceutical Separation Engineering 第四章 膜分离技术
李永新
江苏师范大学生命科学学院
第一节 膜科学与技术概述 第二节 制药工程常用的膜分离技术 第三节 制药过程常见膜污染及其防治 第四节 膜分离技术在制药工程领域的应用
第一节 膜科学与技术概述
反渗透
一、反渗透原理 反渗透技术是借助半透膜对溶液中溶质的 截留作用，以高于溶液渗透压的压差为推 动力，使溶剂渗透通过半透膜，以达到溶 液脱盐的目的。
反渗透膜是一种只能透过水而不能透过溶 质的半透膜。
反渗透
渗透现象:由于膜两侧水的化学位不等，水将自发地由纯 水侧穿过半透膜向溶液侧流动的现象。
溶液的渗透压 :膜两侧的压力差增大至阻止水向溶液侧流 动时，渗透过程达到平衡时的压力差 。
截留率的影响因素
(6)进料浓度 随着超滤过程的进行，料液主体的浓度 逐渐增高，粘度和边界层厚度亦相应增大。 料液主体浓度过高无论在技术上还是经济 上都是不利的，因此对超滤过程中料液主 体的浓度应加以限制。
截留率的影响因素
(7)料液预处理:
用预过滤器除去料液中的悬浮物； 用絮凝法除去料液中的胶体物； 用活性炭吸附除去料液中的部分有机物等; 通过调节料液的pH值可使蛋白质、酶、微生物等对膜有污染 的组分远离其等电点; 用氯气、次氯酸钠、臭氧等进行杀菌(料液中含有较多的细 菌、藻类及其他微生物 )。
• 1861年，施密特（A. Schmidt）首先提出了超过滤的概念。他 提出，用比滤纸孔径更小的棉胶膜或赛璐酚膜过滤时，若在 溶液侧施加压力，使膜的两侧产生压力差，即可分离溶液中 的细菌、蛋白质、胶体等微小粒子，其精度比滤纸高得多。 这种过滤可称为超过滤。按现代观点看，这种过滤应称为微 孔过滤。
• 50年代初，为从海水或苦咸水中获取淡水，开始了反 渗透膜的研究。
五 膜技术的应用
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
膜
传统工业
能源 生态环境
冶金
制药
食 品 化工与石化 电 子
CO2 控制
除尘
洁净燃烧
膜法海水淡化
嵊泗1000吨/日反渗透海水淡化装置
加那利群岛
膜法自来水厂
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
(3)孔流模型 流体通过膜孔的 流动为毛细管内 的层流
四、分离膜应具备四个基本条件：
(1)分离性——三个要点 ①分离膜必须对被分离的混合物具有选择透过的 能力(具有分离作用)。 ②分离能力要适度。根据被分离混合物的原始状 态和分离后要达到的目标来合理确定。因为膜的分 离性能和渗透性能是相互关联的，分离性能提高， 渗透量下降，这样就提高操作费用。 ③膜分离能力主要取决于膜材料的化学特性、膜 的形态结构和操作条件。
• 具有分离选择性的人造液膜是马丁（Martin）在60 年代初研究反渗透时发现的，这种液膜是覆盖在固体 膜之上的，为支撑液膜。
• 60年代中期，美籍华人黎念之博士发现含有表面活 性剂的水和油能形成界面膜，从而发明了不带有固体 膜支撑的新型液膜，并于1968年获得纯粹液膜的第一 项专利。
• 70年代初，卡斯勒（Cussler）又研制成功含流动载 体的液膜，使液膜分离技术具有更高的选择性。
43
常见的污染物 - 1
微生物类 • 导致膜压差升高 • 减少膜进水侧隔网间隙并使得胶体物质
滞留 ห้องสมุดไป่ตู้ 附着力强, 难以去除
一、膜分离过程
名称解释 膜分离:以选择性透过膜为分离介质，膜两 侧在一定推动力（如压力、浓度、电位差） 的作用下，使原料中的某组分选择性地透过 膜，从而将混合物得以分离、分级、提纯、 浓缩而获得目标产品的过程。
推动力:膜两侧的压力差、浓度差、电位差、 温度差等。推动力→膜分离分为多种过程。
压力推动的膜过程有反渗透、纳滤、超滤、微 滤 。在压力的作用下，小分子通过膜，大分子 和微粒等被截留，其截留程度取决于膜结构。
(4)经济性 分离膜的价格要合理。价格取决于材料和 制造工艺两方面。不少高聚物很具特色， 但价格太贵，无法作为商品。
分离膜要求:具有分离作用的膜越薄越好， (30nm)；膜如果属于多孔性的，则膜上的 孔要求越多越好，孔径相差不大，只有这 样，膜的透过量才能大，分离物的纯度才 高。
“谁掌握了膜技术，谁 就掌握了21世纪的未 来”
反渗透的应用
二、反渗透的应用 1.海水和苦咸水淡化 2.在制药工业中的应用 医药注射用水节约能耗75%以上 。 反渗透法还常用于抗生素、维生素、激 素等溶液的浓缩过程。链霉素提取精制。 3.电子工业用超纯水 4.电镀废水处理
第三节 膜污染及其防治
41
一、膜污染定义
膜污染指由于被过滤料液中的微粒、胶体粒子或溶质大分 子由于与膜存在物理化学相互作用而引起的在膜表面或膜孔 内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生渗透通量与 分离特性的不可逆变化现象。
• 真正意义上的分离膜出现在20世纪60年代。1961年， 米切利斯（A. S. Michealis）等人用各种比例的酸性 和碱性的高分子电介质混合物以水-丙酮-溴化钠为溶 剂，制成了可截留不同分子量的膜，这种膜是真正的 超过滤膜。美国Amicon公司首先将这种膜商品化。
• 1967年，DuPont公司研制成功了以尼龙-66为主要组 分的中空纤维反渗透膜组件。同一时期，丹麦DDS公 司研制成功平板式反渗透膜组件。反渗透膜开始工业 化。
对于带电荷分子，具有与膜相反电荷的 分子截留率较低。
若膜对溶质具有吸附作用时，溶质的截 留率增大。
截留率的影响因素
(2)其他高分子溶质：
当两种以上的高分子溶质共存时，溶质 的截留率要高于其单独存在的情况。这是 由于浓度极化现象使膜表面的浓度高于主 体浓度。
(3)操作条件：
温度越高，料液的粘度越小，扩散系数 越大,可提高膜通量。
3
膜(Membrane)是什么？有何特性？
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。
膜的特性：
不管膜多薄, 它必须有两个界面。这两个界面分别与 两侧的流体相接触。 膜传质有选择性，它可以使流体相中的一种或几种 物质透过，而不允许其它物质透过。
蒸发
醇沉 乙醇回收 蒸发浓缩
洗煎除
产
净煮杂
品
膜过滤
膜浓缩
第二节 制药工程常用的膜技术
超滤、反渗透
26
超滤
一. 超滤的基本原理
超滤:通过膜的筛分作用将溶液中大于膜孔的大分子 溶质截留，使溶质与溶剂及小分子组分分离的膜过程。
膜孔的大小和形状对分离效果起主要作用。 超滤过程的对象是大分子，膜的孔径常用被截留分子 的分子量的大小来表征。膜的截留率与被截留组分的截 留分子量有关。
反渗透现象：若在盐溶液的液面上方施加一个大于渗透压 的压力，则水将由盐溶液侧经半透膜向纯水侧流动的现象。
膜
膜
△P>△π 膜
△π △π
浓溶液
纯水
浓溶液
渗透压
浓溶液
纯水
纯水
(a) 正渗透 (b) 渗透平衡 (c) 反渗透
反渗透
溶液的渗透压与溶液的种类和浓度等因 素有关，而与膜本身无关。
反渗透过程就是在压力的推动下，借助 于半透膜的截留作用，将溶液中的溶剂与 溶质分离开来。
选择性透膜
膜上游 膜 膜下游
分离膜种类:
高分子膜
分 离
液体膜
膜
生物膜
带电膜 非带电膜
阳离子膜
阴离子膜 过滤膜 精密过滤膜 超滤膜 纳米滤膜 反渗透膜
膜分离技术发展简史
• 高分子膜的分离功能很早就已发现。1748年，耐克特（A. Nelkt）发现水能自动地扩散到装有酒精的猪膀胱内，开创了 膜渗透的研究。
自上世纪60年代中期以来，膜分离技术真正实 现了工业化。首先出现的分离膜是超过滤膜（简称 UF膜）、微孔过滤膜（简称MF膜）和反渗透膜（简 称RO膜）。以后又开发了许多其它类型的分离膜。
在此期间，除上述三大膜外，其他类型的膜也获 得很大的发展。80年代气体分离膜的研制成功，使功 能膜的地位又得到了进一步提高。
在生化与制药工业中的应用
在发酵液除菌中的应用
❖乳酸、核酸、青霉素G等提取
在中成药生产中的应用
❖主要用于替代醇沉工艺，除去煎煮液 中的杂质，研究处于起步阶段等。
在血浆分离中的应用
❖已被证实是可行的方法。
膜技术用于中药精制
传统中药精致工艺(醇沉法)。 工艺复杂，成本高、生产周期长，水溶性有效成分损失大
凝胶极化(gel polarization):膜表面附 近浓度升高，增大膜两侧的渗透压差，使 有效压差减小，透过通量降低。当膜表面 附近的浓度超过溶质的溶解度时，溶质会 析出，形成凝胶层的现象。
四、超滤应用
四、超滤应用 1．多级分离与纯化 不同溶质的相对分子质量相差较大时，可采 用不同相对分子质量截留值的超滤膜进行多 次超滤。 2. 超滤分离与酶反应器联用 用于纤维素糖化、蛋白酶对蛋白质的水解以 及大豆酶解产物的分离等。 3. 浓缩和脱盐 4. 中药液体制剂的终端处理
三．超滤过程的传质机理与模型
在稳态下超滤渗透通量的大小随着温度和 进料速度的升高而增加，随着进料分子的浓 度和尺寸的增加而下降。
浓差极化与凝胶极化模型(concentration polarization) —描述超滤过程的模型
浓差极化：在膜分离操作中，溶质均被透 过液传送到膜表面上，不能完全透过膜的溶 质受到膜的截留作用，在膜表面附近浓度升 高，这种在膜表面附近浓度高于主体浓度的 现象。
当料液的pH值等于某蛋白质的等电点时， 溶质的截留率高于其他pH下的截留率。
截留率的影响因素
(4)料液流速
提高料液流速，可有效减轻膜表面的浓差 极化。但流速也不能太快，否则会产生过大 的压力降，并加速膜分离性能的衰退。
(5)操作压力
在一定的范围内，膜通量随操作压力的增 加而增大，但当压力增加至某一临界值时， 膜通量将趋于恒定。但操作压力也不能过高， 否则膜可能被压密。
维护方便。
三、膜分离过程的机理
(1)筛分机理：膜的表面具有无数微孔，膜的孔 径分布比较均一，大于膜孔径的分子被截留，而 小于膜孔径的分子可以穿过膜达到分离的目的。
分离机理依据分子大小的差异，如超滤、微滤 过程。
(2) 扩散机理 假设溶质和溶剂都能溶解于膜中，然后各自在 浓度差或压力差造成的化学位差推动下扩散通过 膜，再从膜下游解吸。溶质和溶剂在膜相中溶解 度和扩散性的差异影响着它们的通量大小。
(2)透过性 能够对被分离的混合物进行有选择的透 过。不需要通过的物质透过速度要低，需 要通过的物质透过速率要高。 分离膜的透过性能是它处理能力的主要标 志。工业上，透过量不能过低，否则经济 上不合算。膜的透过性能与膜材料的化学 特性、分离膜的形态结构和操作因素有关。
(3)物理、化学稳定性 分离膜材料：高聚物，需要定期更换。 高聚物的“老化”问题 压密现象：高聚物膜长期处于高压下会发 生被压密，使膜在长期使用中渗透量慢慢 减小，最终不能使用的现象。
截留分子量与膜孔径的关系
超滤常采用非对称膜，膜孔径为(1~5)×10-8m，膜表面有效截 留层的厚度为(1~100)×10-7m，操作压差为0.1~0.5MPa，可分
离分子量约为500~1000000的分子。
二.截留率的影响因素：（除相对分子量）
(1)分子特性：
相对分子量相同时，线状的分子截留率 较低，有支链的分子截留率较高，球形分 子的截留率最大。
膜过程的分离范围
膜过程的现状与发展趋势
• D一透析；
• MF一微滤；
• UF一超滤；
• RO一反渗透； ED一电渗析； CR一控制释放； GS一气体分离；
• PV一渗透汽化； MD一膜蒸馏； LM一液膜； MR一膜反应器； NF一纳滤；
• GM一闸膜；
• AT～主动传递
二、膜分离特点
（1）无需外加物质，可实现高纯度的分离； （2）过程不发生相变化，能耗较低； （3）在常温下进行，适合处理热敏性物料； （4）设备没有运动的部件，可靠性高，操作、
化学污染包括膜表面和膜孔内的吸附，这与膜表面的荷电 性、亲水性、吸附活性点及溶质的理化性质如荷电性、亲水 性、溶解度等有关。
膜污染还可能由微生物在膜运行过程或停运中的繁殖和 积累造成
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二 膜分离过程中常见的污染（了解）
《制药分离工程》
Pharmaceutical Separation Engineering 第四章 膜分离技术
李永新
江苏师范大学生命科学学院
第一节 膜科学与技术概述 第二节 制药工程常用的膜分离技术 第三节 制药过程常见膜污染及其防治 第四节 膜分离技术在制药工程领域的应用
第一节 膜科学与技术概述
反渗透
一、反渗透原理 反渗透技术是借助半透膜对溶液中溶质的 截留作用，以高于溶液渗透压的压差为推 动力，使溶剂渗透通过半透膜，以达到溶 液脱盐的目的。
反渗透膜是一种只能透过水而不能透过溶 质的半透膜。
反渗透
渗透现象:由于膜两侧水的化学位不等，水将自发地由纯 水侧穿过半透膜向溶液侧流动的现象。
溶液的渗透压 :膜两侧的压力差增大至阻止水向溶液侧流 动时，渗透过程达到平衡时的压力差 。
截留率的影响因素
(6)进料浓度 随着超滤过程的进行，料液主体的浓度 逐渐增高，粘度和边界层厚度亦相应增大。 料液主体浓度过高无论在技术上还是经济 上都是不利的，因此对超滤过程中料液主 体的浓度应加以限制。
截留率的影响因素
(7)料液预处理:
用预过滤器除去料液中的悬浮物； 用絮凝法除去料液中的胶体物； 用活性炭吸附除去料液中的部分有机物等; 通过调节料液的pH值可使蛋白质、酶、微生物等对膜有污染 的组分远离其等电点; 用氯气、次氯酸钠、臭氧等进行杀菌(料液中含有较多的细 菌、藻类及其他微生物 )。
• 1861年，施密特（A. Schmidt）首先提出了超过滤的概念。他 提出，用比滤纸孔径更小的棉胶膜或赛璐酚膜过滤时，若在 溶液侧施加压力，使膜的两侧产生压力差，即可分离溶液中 的细菌、蛋白质、胶体等微小粒子，其精度比滤纸高得多。 这种过滤可称为超过滤。按现代观点看，这种过滤应称为微 孔过滤。
• 50年代初，为从海水或苦咸水中获取淡水，开始了反 渗透膜的研究。
五 膜技术的应用
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
膜
传统工业
能源 生态环境
冶金
制药
食 品 化工与石化 电 子
CO2 控制
除尘
洁净燃烧
膜法海水淡化
嵊泗1000吨/日反渗透海水淡化装置
加那利群岛
膜法自来水厂
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
(3)孔流模型 流体通过膜孔的 流动为毛细管内 的层流
四、分离膜应具备四个基本条件：
(1)分离性——三个要点 ①分离膜必须对被分离的混合物具有选择透过的 能力(具有分离作用)。 ②分离能力要适度。根据被分离混合物的原始状 态和分离后要达到的目标来合理确定。因为膜的分 离性能和渗透性能是相互关联的，分离性能提高， 渗透量下降，这样就提高操作费用。 ③膜分离能力主要取决于膜材料的化学特性、膜 的形态结构和操作条件。
• 具有分离选择性的人造液膜是马丁（Martin）在60 年代初研究反渗透时发现的，这种液膜是覆盖在固体 膜之上的，为支撑液膜。
• 60年代中期，美籍华人黎念之博士发现含有表面活 性剂的水和油能形成界面膜，从而发明了不带有固体 膜支撑的新型液膜，并于1968年获得纯粹液膜的第一 项专利。
• 70年代初，卡斯勒（Cussler）又研制成功含流动载 体的液膜，使液膜分离技术具有更高的选择性。
43
常见的污染物 - 1
微生物类 • 导致膜压差升高 • 减少膜进水侧隔网间隙并使得胶体物质
滞留 ห้องสมุดไป่ตู้ 附着力强, 难以去除
一、膜分离过程
名称解释 膜分离:以选择性透过膜为分离介质，膜两 侧在一定推动力（如压力、浓度、电位差） 的作用下，使原料中的某组分选择性地透过 膜，从而将混合物得以分离、分级、提纯、 浓缩而获得目标产品的过程。
推动力:膜两侧的压力差、浓度差、电位差、 温度差等。推动力→膜分离分为多种过程。
压力推动的膜过程有反渗透、纳滤、超滤、微 滤 。在压力的作用下，小分子通过膜，大分子 和微粒等被截留，其截留程度取决于膜结构。
(4)经济性 分离膜的价格要合理。价格取决于材料和 制造工艺两方面。不少高聚物很具特色， 但价格太贵，无法作为商品。
分离膜要求:具有分离作用的膜越薄越好， (30nm)；膜如果属于多孔性的，则膜上的 孔要求越多越好，孔径相差不大，只有这 样，膜的透过量才能大，分离物的纯度才 高。
“谁掌握了膜技术，谁 就掌握了21世纪的未 来”
反渗透的应用
二、反渗透的应用 1.海水和苦咸水淡化 2.在制药工业中的应用 医药注射用水节约能耗75%以上 。 反渗透法还常用于抗生素、维生素、激 素等溶液的浓缩过程。链霉素提取精制。 3.电子工业用超纯水 4.电镀废水处理
第三节 膜污染及其防治
41
一、膜污染定义
膜污染指由于被过滤料液中的微粒、胶体粒子或溶质大分 子由于与膜存在物理化学相互作用而引起的在膜表面或膜孔 内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生渗透通量与 分离特性的不可逆变化现象。
• 真正意义上的分离膜出现在20世纪60年代。1961年， 米切利斯（A. S. Michealis）等人用各种比例的酸性 和碱性的高分子电介质混合物以水-丙酮-溴化钠为溶 剂，制成了可截留不同分子量的膜，这种膜是真正的 超过滤膜。美国Amicon公司首先将这种膜商品化。
• 1967年，DuPont公司研制成功了以尼龙-66为主要组 分的中空纤维反渗透膜组件。同一时期，丹麦DDS公 司研制成功平板式反渗透膜组件。反渗透膜开始工业 化。
对于带电荷分子，具有与膜相反电荷的 分子截留率较低。
若膜对溶质具有吸附作用时，溶质的截 留率增大。
截留率的影响因素
(2)其他高分子溶质：
当两种以上的高分子溶质共存时，溶质 的截留率要高于其单独存在的情况。这是 由于浓度极化现象使膜表面的浓度高于主 体浓度。
(3)操作条件：
温度越高，料液的粘度越小，扩散系数 越大,可提高膜通量。
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膜(Membrane)是什么？有何特性？
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。
膜的特性：
不管膜多薄, 它必须有两个界面。这两个界面分别与 两侧的流体相接触。 膜传质有选择性，它可以使流体相中的一种或几种 物质透过，而不允许其它物质透过。
蒸发
醇沉 乙醇回收 蒸发浓缩
洗煎除
产
净煮杂
品
膜过滤
膜浓缩
第二节 制药工程常用的膜技术
超滤、反渗透
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超滤
一. 超滤的基本原理
超滤:通过膜的筛分作用将溶液中大于膜孔的大分子 溶质截留，使溶质与溶剂及小分子组分分离的膜过程。
膜孔的大小和形状对分离效果起主要作用。 超滤过程的对象是大分子，膜的孔径常用被截留分子 的分子量的大小来表征。膜的截留率与被截留组分的截 留分子量有关。
反渗透现象：若在盐溶液的液面上方施加一个大于渗透压 的压力，则水将由盐溶液侧经半透膜向纯水侧流动的现象。
膜
膜
△P>△π 膜
△π △π
浓溶液
纯水
浓溶液
渗透压
浓溶液
纯水
纯水
(a) 正渗透 (b) 渗透平衡 (c) 反渗透
反渗透
溶液的渗透压与溶液的种类和浓度等因 素有关，而与膜本身无关。
反渗透过程就是在压力的推动下，借助 于半透膜的截留作用，将溶液中的溶剂与 溶质分离开来。
选择性透膜
膜上游 膜 膜下游
分离膜种类:
高分子膜
分 离
液体膜
膜
生物膜
带电膜 非带电膜
阳离子膜
阴离子膜 过滤膜 精密过滤膜 超滤膜 纳米滤膜 反渗透膜
膜分离技术发展简史
• 高分子膜的分离功能很早就已发现。1748年，耐克特（A. Nelkt）发现水能自动地扩散到装有酒精的猪膀胱内，开创了 膜渗透的研究。
自上世纪60年代中期以来，膜分离技术真正实 现了工业化。首先出现的分离膜是超过滤膜（简称 UF膜）、微孔过滤膜（简称MF膜）和反渗透膜（简 称RO膜）。以后又开发了许多其它类型的分离膜。
在此期间，除上述三大膜外，其他类型的膜也获 得很大的发展。80年代气体分离膜的研制成功，使功 能膜的地位又得到了进一步提高。
在生化与制药工业中的应用
在发酵液除菌中的应用
❖乳酸、核酸、青霉素G等提取
在中成药生产中的应用
❖主要用于替代醇沉工艺，除去煎煮液 中的杂质，研究处于起步阶段等。
在血浆分离中的应用
❖已被证实是可行的方法。
膜技术用于中药精制
传统中药精致工艺(醇沉法)。 工艺复杂，成本高、生产周期长，水溶性有效成分损失大
凝胶极化(gel polarization):膜表面附 近浓度升高，增大膜两侧的渗透压差，使 有效压差减小，透过通量降低。当膜表面 附近的浓度超过溶质的溶解度时，溶质会 析出，形成凝胶层的现象。
四、超滤应用
四、超滤应用 1．多级分离与纯化 不同溶质的相对分子质量相差较大时，可采 用不同相对分子质量截留值的超滤膜进行多 次超滤。 2. 超滤分离与酶反应器联用 用于纤维素糖化、蛋白酶对蛋白质的水解以 及大豆酶解产物的分离等。 3. 浓缩和脱盐 4. 中药液体制剂的终端处理
三．超滤过程的传质机理与模型
在稳态下超滤渗透通量的大小随着温度和 进料速度的升高而增加，随着进料分子的浓 度和尺寸的增加而下降。
浓差极化与凝胶极化模型(concentration polarization) —描述超滤过程的模型
浓差极化：在膜分离操作中，溶质均被透 过液传送到膜表面上，不能完全透过膜的溶 质受到膜的截留作用，在膜表面附近浓度升 高，这种在膜表面附近浓度高于主体浓度的 现象。
当料液的pH值等于某蛋白质的等电点时， 溶质的截留率高于其他pH下的截留率。
截留率的影响因素
(4)料液流速
提高料液流速，可有效减轻膜表面的浓差 极化。但流速也不能太快，否则会产生过大 的压力降，并加速膜分离性能的衰退。
(5)操作压力
在一定的范围内，膜通量随操作压力的增 加而增大，但当压力增加至某一临界值时， 膜通量将趋于恒定。但操作压力也不能过高， 否则膜可能被压密。
维护方便。
三、膜分离过程的机理
(1)筛分机理：膜的表面具有无数微孔，膜的孔 径分布比较均一，大于膜孔径的分子被截留，而 小于膜孔径的分子可以穿过膜达到分离的目的。
分离机理依据分子大小的差异，如超滤、微滤 过程。
(2) 扩散机理 假设溶质和溶剂都能溶解于膜中，然后各自在 浓度差或压力差造成的化学位差推动下扩散通过 膜，再从膜下游解吸。溶质和溶剂在膜相中溶解 度和扩散性的差异影响着它们的通量大小。
(2)透过性 能够对被分离的混合物进行有选择的透 过。不需要通过的物质透过速度要低，需 要通过的物质透过速率要高。 分离膜的透过性能是它处理能力的主要标 志。工业上，透过量不能过低，否则经济 上不合算。膜的透过性能与膜材料的化学 特性、分离膜的形态结构和操作因素有关。
(3)物理、化学稳定性 分离膜材料：高聚物，需要定期更换。 高聚物的“老化”问题 压密现象：高聚物膜长期处于高压下会发 生被压密，使膜在长期使用中渗透量慢慢 减小，最终不能使用的现象。
截留分子量与膜孔径的关系
超滤常采用非对称膜，膜孔径为(1~5)×10-8m，膜表面有效截 留层的厚度为(1~100)×10-7m，操作压差为0.1~0.5MPa，可分
离分子量约为500~1000000的分子。
二.截留率的影响因素：（除相对分子量）
(1)分子特性：
相对分子量相同时，线状的分子截留率 较低，有支链的分子截留率较高，球形分 子的截留率最大。
膜过程的分离范围
膜过程的现状与发展趋势
• D一透析；
• MF一微滤；
• UF一超滤；
• RO一反渗透； ED一电渗析； CR一控制释放； GS一气体分离；
• PV一渗透汽化； MD一膜蒸馏； LM一液膜； MR一膜反应器； NF一纳滤；
• GM一闸膜；
• AT～主动传递
二、膜分离特点
（1）无需外加物质，可实现高纯度的分离； （2）过程不发生相变化，能耗较低； （3）在常温下进行，适合处理热敏性物料； （4）设备没有运动的部件，可靠性高，操作、