第一節(jié)膜分離技術(shù)第一頁，共十四頁，2022年，8月28日第一節(jié)膜分離技術(shù)第二頁，共十四頁，2022年，8月28日膜分離：

一般是指利用膜對流體混合物中不同組分的選擇性滲透的特點(diǎn)來分離流體混合物的操作過程膜分離的應(yīng)用：(1)分散得很細(xì)的固體，特別是與液體密度相近，膠狀的可壓縮的固體微粒；(2)低分子量的不揮發(fā)的有機(jī)物、藥物與溶解的鹽類；(3)對溫度、酸堿度等物理化學(xué)條件特別敏感的生物物質(zhì)。

涉及氣體分離、水溶液分離、生化產(chǎn)品的分離與純化等操作的食品和飲料加工過程、工業(yè)污水處理、大規(guī)?？諝夥蛛x、濕法冶金、氣體和液體燃料的生產(chǎn)及石油化工制品的生產(chǎn)等第三頁，共十四頁，2022年，8月28日過程膜主要功能推動力微濾對稱細(xì)孔高分子膜孔徑0.03~10nm

濾除50nm的顆粒壓差~0.1MPa

超濾非對稱多孔膜孔徑1~20nm

濾除5~100nm的顆粒壓差~0.1MPa

反滲透非對稱性或復(fù)合膜孔徑0.1~1nm

水溶液中溶解鹽類的脫除壓差1~10MPa

滲析(透析非對稱離子交換膜孔徑1~10nm

水溶液中無機(jī)酸、鹽的脫除濃度差電滲析陰、陽離子交換膜孔徑1~10nm

水溶液中酸、堿、鹽的脫除電位差氣體分離均質(zhì)膜和非對稱膜濾除50nm的顆粒壓差1~10Mpa濃度差滲透汽化復(fù)合膜水、有機(jī)物的分離滲透邊的分壓下降液膜液體保存在多孔膜中鹽、生理活性物質(zhì)的分離濃度差常見的膜分離過程第四頁，共十四頁，2022年，8月28日

膜材料材料特點(diǎn)纖維素二醋酸纖維素(CDA)、三醋酸纖維素(CTA)、硝化纖維素(CN)，混合纖維素(CN-CA)、乙基纖維素(EC)等。成孔性、親水性好、價(jià)廉易得，使用溫度范圍較廣，可耐稀酸，不適用于酮類，酯類、強(qiáng)酸和堿類等液體的過濾。聚酰胺尼龍-6(NY-6)、尼龍-66(NY-66)、芳香聚酰胺(PI)、芳香聚酰胺酰肼(PPP)、聚苯砜對苯二甲酰(PSA)具親水性能，較耐堿而不耐酸，在酮、酚、醚及高相對分子質(zhì)量醇類中，不易被浸蝕，孔徑型號也較多。聚砜聚砜(PS)、聚醚砜(PES)微濾膜具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，耐輻射，機(jī)械強(qiáng)度較高。含氟材料聚偏氟乙烯膜(PVDF)、聚四氟乙烯膜(PTFE)、聚全氟磺酸化學(xué)穩(wěn)定性好，耐高溫。如PTFE膜，－40～260oC，可耐強(qiáng)酸，強(qiáng)堿和各種有機(jī)溶劑。具疏水性，可用于過濾蒸氣及腐蝕性液體。第五頁，共十四頁，2022年，8月28日一、板框式膜組件第六頁，共十四頁，2022年，8月28日二、圓管式圓管式膜組件的機(jī)構(gòu)主要將膜和支撐體均制成管狀。第七頁，共十四頁，2022年，8月28日

螺旋卷式膜組件是將做好的平板膜密封成膜袋，在兩膜袋間襯以網(wǎng)狀間隔材料并緊密地卷繞在多孔中心管上制成。1-密封圈(原溶液)；2-滲透物收集管；3、4-濃縮物；5、9-進(jìn)料-分隔板；6、8-膜；7-滲透物-分隔板；10-膜的粘合；11-外殼；12-滲透槽三、螺旋式膜組件第八頁，共十四頁，2022年，8月28日

將幾十萬根或更多的中空纖維束的一端封死，另一端固定在管板上，再裝入圓筒型耐壓容器內(nèi)制成。特點(diǎn)是自承式。四、中空纖緯式膜組件第九頁，共十四頁，2022年，8月28日膜分離過程簡介一、反滲透滲透現(xiàn)象：即純?nèi)軇┩ㄟ^半透膜由純?nèi)軇┮粋?cè)向溶液一側(cè)的自發(fā)流動過程。滲透壓：滲透過程達(dá)平衡時(shí)半透膜兩側(cè)形成的壓差。反滲透：在濃溶液一側(cè)加壓，使膜兩側(cè)的壓差大于溶液的滲透壓(p>)，溶劑從溶液一側(cè)向純?nèi)軇┮粋?cè)液流動。第十頁，共十四頁，2022年，8月28日

在一半透膜兩側(cè)的兩種溶液中的小分子溶質(zhì)或溶劑通過膜進(jìn)行交換，而大分子被截留在各自的一側(cè)的現(xiàn)象，稱為透析。人工腎是透析過程最成功的范例。自1943年Kolff用醋酸纖維素膜制成的人工腎對血液進(jìn)行透析治療尿毒癥獲得成功后，透析技術(shù)在血液濾過、血液灌流和血漿分離等多種治療方法上得到應(yīng)用。二、滲透第十一頁，共十四頁，2022年，8月28日原理：壓力差的作用下，利用膜的孔徑的大小對微粒進(jìn)行機(jī)械篩分和截留，而吸附截留的作用相對較小。三、微孔過濾常用的膜是醋酸纖維素和硝酸纖維素等混合組成。其它商業(yè)化膜有再生纖維素膜，聚氯乙烯膜，聚酰胺膜和陶瓷膜等。工業(yè)上主要用于無菌液體、超純水的生產(chǎn)和空氣過濾。第十二頁，共十四頁，2022年，8月28日原理：溶液在壓力差的作用下，溶劑和小于膜孔徑的溶質(zhì)由膜透過，而大于膜孔徑的溶質(zhì)則被截留，從而達(dá)到溶液的凈化、分離和濃縮。

四、超濾

超濾與微濾的不同之處在于能截留溶解的大分子，與反滲透的不同之處在于所截留的大多為大分子溶質(zhì)。超濾應(yīng)用非常廣泛，從家用凈水器到現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)。第十三頁，共十四頁，2022年，8月28日

混合氣體在壓差作用下通過分離膜，利用混合氣中的各組分分子在膜中的透過速率不同而達(dá)到分離的目的。特點(diǎn)：能耗