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膜分离技术的分类:

膜分离技术是一项新兴的流体分离技术,目前越来越多的领域开始利用这一技术进行流体的分离并获得了很好的效果。随着膜分离技术的不断进步,膜分离技术应用日趋广阔并取得了显著的经济效益,现已得到世界各国的普遍重视,在能源紧张、资源短缺、生态环境不断恶化的今天,产业界和科技界把膜分离技术视作21世纪技术改造中一项重要的高新技术。

膜分离技术及其特点:膜分离技术是以选择性多孔薄膜为分离介质,使分离的溶液借助外界压力以一定的流速,沿着具有一定孔径的膜表面流动,低分子溶质通过膜,大分子溶质被截留,以此来分离溶液中不同分子量的物质,从而达到分离、提纯的目的。与传统的分离技术相比,膜分离过程是以分子的级别进行分离,所以分离效率高。膜分离过程是在常温下进行的,特别适用热敏性物质,例如果汁、酶或药品等的分离和浓缩,在膜分离过程中不发生相变,是单纯的物理变化,能耗低、运行成本低并且无二次污染。一般膜分离是在压力的作用下进行的,分离过程在瞬间完成,因此具有装置简单,结构紧凑,设备体积小,更易于操作和实现系统自动化运行等优点。

膜分离技术在众多领域里可以替代离心、沉降、蒸发、吸附等传统的分离手段,提高生产效率,降低运行成本,简化操作。

膜的分类:

  目前,以压力作为推动力的膜分离过程共有四种,按膜的分离精度以过滤孔径由小到大的顺序排列依次是:反渗透膜、纳滤膜、超滤膜、微滤膜。

膜分离的过滤方式:

  膜分离过程有两种过滤方式:终端过滤和错流过滤,目前普遍使用错流过滤。与终端过滤相比,错流过滤具有以下特点:渗透液通过过滤介质的方向垂直于进料的方向,进料以一定的流速冲刷膜表面,从而有效的控制膜污染,使过滤过程得以连续进行。

膜产品的结构形式分为卷式膜、管式膜、板式膜、中空纤维等形式。

 

分离的分类:

微滤:

利用孔径为0.1-1.0μm的多孔膜来过滤含有大分子或微细粒子的流体,微滤可有效的去除物料中的悬浮固体、细菌、胶体及固体蛋白等。常用膜元件有:卷式膜、板式膜、不锈钢管式膜、中空纤维膜等。

超滤:

超滤是一种压力驱动的膜过滤工艺,超滤膜表面坚硬,其性质类似筛网的有孔膜。小孔网络无规则地分布在膜表面上而且每个小孔都穿透膜壁。分离的功能主要是将孔径大的粒子和分子截留下来而让孔径小的粒子和分子完全通过。超滤膜的孔径一般范围是在0.001-0.02μm(截留分子量的范围由几千至几百万不等),从而实现溶液纯化、分离或浓缩等目的。使用适当孔径的超滤膜可实现不同相对分子质量或形状的大分子物质的分离,如酶、蛋白质、多酞、细胞、病毒及多聚糖的纯化和浓缩,以及抗生素发酵液的澄清、脱色等领域。它主要具有以下优点:稳定的高渗透通量;耐游离氯;PH和温度使用范围宽;操作简单、能耗低;操作成本低,废液排放量少;设备体积小,便于设备生产能力的扩充。

纳滤:

纳滤膜介于反渗透膜与超滤膜之间,对NaCl的脱除率在90%以下,反渗透膜几乎对所有的溶质都有很高的脱除率,但纳滤膜只对特定的溶质具有高脱除率。纳滤膜主要去除直径为1个纳米(nm)左右的溶质粒子,截留分子量为100-1000,在饮用水领域主要用于脱除三卤甲烷中间体、异味、色度、农药、合成洗涤剂,可溶性有机物、CaMg等硬度成分及蒸发残留物质。纳滤膜的一个很大特征是膜本体带有电荷性。这是它在很低压力下仍具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜也可脱除无机盐的重要原因。纳滤膜具有以下优点:化学稳定性好、耐酸碱和有机溶剂、使用寿命长、截留效率高。

反渗透:

利用反渗透膜选择性地只透过溶剂(通常是水)的性质,通过对溶液施加压力来克服溶剂的渗透压,使溶剂通过反渗透膜从溶液中分离出来,从而达到淡化、净化或浓缩分离的目的。其截留分子量为100以下,通常截留物质为:无机盐、糖类、氨基酸等。反渗透膜目前已被普遍应用于水处理领域,如水的脱盐、水的污染控制、纯水制备、废水处理等行业。

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