膜分离技术

生物膜具有 高效的分离 效果，因此 仿生是生物 膜的发展方 向……
膜的新 过程
膜分离技术 与传统分离
集成膜 过程
在解决某一 分离目标时， 综合利用几 个膜过程， 使之各尽所 长……
技术相结合，
发展出一些 崭新的膜过 程……
总结
膜分离技术是对传统化学分离方法的一次革命，在国际上公认
为 21 世纪最有发展前途的一项重大技术革命。目前膜分离技 术已经在医药、环保、海水淡化等众多工业领域得到广泛应用。 膜污染问题是目前的研究热点和难点， 因此选择合适的膜清洗
微滤
膜孔径在1-10nm。纳滤膜的分离机理模型目前的看法 有: 空间位阻—孔道模型, 溶解扩散模型、空间扩散模型、 空间电荷模型、固定电荷模型
膜的孔径、传质动力和传递机理
膜分离法 微滤（MF） 超滤（UF） 反渗透（RO） 透析（DS） 电渗析（ED） 纳滤（NF） 传质推动力 压差 （0.05~0.5MPa） 压差 （0.1~1.0MPa） 压差 （1.0~10MPa） 浓差 电位差 压差（0.5~1.5MPa） 分离原理 筛分 筛分 筛分、溶解-扩散 筛分 荷电、筛分 溶解-扩散、Donnan效应 应用举例 除菌，回收菌，分离病毒 蛋白质、多肽和多糖的回收和浓缩 盐、氨基酸、糖的浓缩、淡水制造 脱盐、除变性剂 脱盐，氨基酸和有机酸分离 氨基酸和多价离子的回收和浓缩
里膜分离技术不断完
善发展，应用于各大 领域……
2
膜分离技术在废水处 理工业中的应用
。
3
膜分离技术在生物农 药生产中的应用
应用
1、在中药制剂中的应用 2、在抗生素生产中的应用 3。 、在生物医药制品中的应用 4、在维生素制备中的应用 5、在医药用水制备中的应用 1、在造纸废水中的应用 2、在印染废水中的应用 3、在有害金属废水处理中的应用 。 4、在蓄电池厂废水治理中的应用
化学稳定性的比较
亲水性/非亲水性膜的比较
胶体
油 蛋白
油
胶体 过 滤 胶体
油
油
蛋白
过 滤 蛋白
亲水性膜
胶体
蛋白
非亲水性膜 杂质在膜表面状态:附着 胶体 油 蛋白
反 洗
杂质在膜表面状态:聚结成球状 胶体 油 蛋白 反 洗
膜分离技术的应用
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我国膜技术始于上世
在医药工业中的应用
应用
纪 50 年代末，几十年
工艺，研制膜高效清洗剂，开发耐污性能好的膜材料对现有膜
进行改性是有重要现实意义的工作。随着膜分离技术的基础研 究、应用技术研究的不断深入，其在推进工业发展进程中将发 挥巨大的作用， 它必将会极大地推动工业和社会进步， 产生巨
大的经济效益和社会效益。
膜材料性能比较
PVDF材料与PES等材料相比，其耐受氧化剂清洗的能力更强。 因而便于清洗，污堵后经过清洗可以能够更好的恢复性能并长期 保持通量稳定。 对于常见的酸碱化学试剂的耐受能力依次为 PVDF>PES>PVC>PE>PP>PS。 对于常见的氧化剂的耐受能力依次为 PVDF>PES>PVC>PE>PP～PS。 对于常见的有机溶剂的耐受能力依次为PVDF>PES>>PVC～ PE～PP>PS。
膜分离过程
电渗析是在直流电作用下，以电位差为推动 力，实现溶液的精制、纯化或淡化。
液膜是依据溶解、扩散等原理，通过液相薄
膜将两个组成不同而又互溶的溶液分开，并 通过渗透起到分离与提纯的效果，它很好地 克服了固体膜存在的选择性低、通量小等特 点。 反渗透是以压力差为推动力的膜分离过程， 渗透与反渗透都是通过半透膜来完成
膜分离机理
工业上膜分离技术大致分为微滤、超滤、纳滤和反渗透等, 不同的分离类型其作用机理是各不相同。
膜孔径小为 1 nm, 它仍是一种压力驱动的膜过程。它 过滤的实质是利用反渗透膜具有选择性透过溶剂而截 留离子物质的性质。分离的过程是依靠膜两侧的静压 力差为推动力, 用以克服溶剂的渗透压, 使溶剂通过反 渗透膜而实现对液体混合物进行分离
膜分离技术
膜分离技术的介绍
膜分离技术的机理
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膜的材料及性能比较
膜分离技术的应用及展Fra Baidu bibliotek 04
膜分离技术的介绍
什么是膜分离技术？
膜分离技术，是指在分子水平上不同粒径分子 的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的
技术。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。
超滤
膜孔径在10-100nm。超滤过程的分离 机理一般认为是压力驱动的筛孔分离过 程, 但膜表面的化学物质也是影响分离 的一个重要因素。
反渗透
纳滤
膜孔径约0.1μ m。它属于压力驱动型的膜 分离过程, 工作时, 在膜两侧静压差的作用 下, 小于膜孔的粒子透过膜, 大于膜孔的粒 子则被截留在膜的表面上, 使大小不同的 粒子得以分离。
渗透蒸发（PV）
气体分离(GS)
压差、温差
浓度差
溶质与膜的亲和作用
气体与膜的亲和作用
有机溶剂与水的分离，乙醇分离
气调保鲜
膜的材料
膜材料的分类
类 别 纤维素酯类 膜材料 纤维素衍生物类 聚砜类 聚酰(亚)胺类 非纤维素酯类 聚酯、烯烃类 含氟(硅)类 其他 举 例
醋酸纤维素，硝酸纤维素，乙基纤维素等 聚砜，聚醚砜，聚芳醚砜，磺化聚砜等 聚砜酰胺，芳香族聚酰胺，含氟聚酰亚胺等 涤纶，聚碳酸酯，聚乙烯，聚丙烯腈等 聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚二甲基硅氧烷等 壳聚糖，聚电解质等
医药 工业
废水处 理工业
例如：利用膜分离技术来浓缩 草甘膦母液。草甘膦母液在常 温高压下由反渗透和纳滤两部 分或两级反渗透进行分离，有 效浓缩草甘膦母液，保证了草 甘膦溶液的品质， 而且在浓 缩过程中减少了二次污染和降 低了能耗。
生物农 药生产
其他 ……
膜分离技术的前景展望
膜分离技术的发展趋势
膜材料
膜分离技术的分类
按材料 性质
高分子膜 金属膜 无机膜 均质膜、非对称膜
膜分 离
按结构
复合膜、离子交换膜
荷电膜、液膜
按成膜 方法
微孔膜（即核孔膜） 控制拉伸膜 海绵状结构膜
常见膜结构
均质膜
非对称性膜
微孔对称性膜
铝膜
聚酰胺转相膜
纳米管膜
膜分离过程
微滤是最早使用的膜分离技术， 是在压力差 作用下进行的筛孔分离、使不溶物浓缩的过
程，主要用于滤除 0.05 ～ 10 μ m 的悬浊物
质颗粒。主要应用于截留颗粒物、液体澄清 以及除菌。 超滤是在压力差作用下进行的筛孔分离过程。 纳滤是从水溶液中分离除去中小分子物质的 过程( 分子量为 300 ～ 500) 。其原理是在超 滤和反渗透间提供了一种选择性媒介， 在浓 缩有机溶质的同时，也可脱盐。