第五章 膜分离法

膜分离技术

水的深度处理工艺综述 人类对膜的认识是从自然界中存在的膜开始的，到现在，各种人工合成膜已成为了我们生活中不可或缺的一部分。其种类繁多，作用也千差万别，但他们具有一个共同的特点-选择透过性。 水的膜技术的应用开始于20世纪60年代，最早使用反渗透膜进行海水淡化。其后膜技术得到了迅速发展，并被众多领域应用。自用于反渗透脱盐后，又开发出纳滤、超滤和微滤技术，这些不同的膜都有其独特的性能，可满足不同的处理要求。 1定义 膜从广义上可以定义为两相之间的一个具有选择透过性的薄层屏障。 膜分离是指在某种推动力作用下，利用膜的选择透过性能，达到分类混合物（如溶液）中离子、分子以及某些微粒的过程。与传统过滤器的最大不同是，膜可以在离子或分子范围内进行分离，并且该过程是一种物理过程，不需发生相变化和添加助剂。在某种推动力的作用下，利用某种隔膜特定的透过性能，使溶质或溶剂分离的方法，称为膜分离。 膜分离是用天然或人工合成膜，以外界能量或化学位差作推动力，对双组份或多组分溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。膜分离可以用于液相和气相分离，可以用于水溶液体系、非水溶液体系、水溶胶体系以及含有其他微粒的水溶液体系等。 分离溶质时一般叫渗析，分离溶剂时一般叫渗透。 2分类与特点 膜可以是固态的，也可以是液体甚至是气态的。膜可以是均相的或非均相的，对称的或非对称的，可以是带电的或中性的，而带电膜又可以是带正电或带负电的，或二者兼而有之。膜可以是具有渗透性的，也可以是具有半渗透性的，但不能是完全不透过性的。目前使用的分离膜绝大多数是固相膜。由于膜材料的种类非常丰富，制备条件也多种多样，一般来说膜的分类有以下几种： （1）按分离机理：反应膜、离子交换膜、渗透膜等； （2）按膜的形态：均质膜和非对称膜；

第五章提取、分离与精制

第五章提取、分离与精制 习题 一、选择题 【A型题】 1．浸提的基本原理是 A．溶剂的浸润与渗透，成分的溶解浸出 B．溶剂的浸润，成分的解吸与溶解 C．溶剂的浸润与渗透，成分的解吸与溶解，溶质的扩散与置换 D．溶剂的浸润，成分的溶解与滤过，浓缩液扩散 E．溶剂的浸润，浸出成分的扩散与置换 2．药材浸提过程中推动渗透与扩散的动力是 A．温度 B．溶媒用量 C．时间 D．浸提压力 E．浓度差3．与溶剂润湿药材表面无关的因素是 A．浓度差 B．药材性质 C．浸提压力 D．溶剂的性质 E．接触面的大小 4．浸提时，一般温度应控制在 A．浸提溶剂的沸点或接近沸点 B．100℃ C．100℃以下 D．100℃以上 E．150℃ 5．浸提过程中，溶剂通过下列哪一个途径进入细胞组织 A．毛细管 B．与蛋白质结合 C．与极性物质结合 D．药材表皮 E．细胞壁破裂 6．浸提药材时 A．粉碎度越大越好 B．温度越高越好 C．时间越长越好 D．溶媒pH越高越好 E．浓度差越大越好 7．下列哪一种方法不能增加浸提浓度梯度 A．不断搅拌 B．更换新鲜溶剂 C．连续逆流提取 D．动态提取 E．高压提取 8．在扩散公式中dc/dx代表 A．浓度差 B．扩散速率 C．扩散系数 D．扩散半径

E．扩散浓度 9．乙醇作为浸出溶媒不具备的特点是 A．极性可调 B．溶解范围广 C．可以延缓酯类药物的水解 D．具有防腐作用 E．可用于药材脱脂 10．浸提过程中加入酸、碱的作用是 A．增加浸润与渗透作用 B．增加有效成分的溶解作用 C．增大细胞间隙 D．增加有效成分的扩散作用 E．防腐11．下列关于单渗漉法的叙述，正确的是 A．药材先湿润后装筒 B．浸渍后排气 C．慢漉流速为1～5ml／min D．快漉流速为5～8ml／min E．大量生产时，每小时流出液应相当于渗漉容器被利用容积的1/24～1/12 12．渗漉法提取时，影响渗漉效果的因素是 A．与渗漉柱高度成正比，与柱直径成反比 B．与渗漉柱高度成反比，与柱直径成正比 C．与渗漉柱高度成反比，与柱直径成反比 D．与渗漉柱高度成正比，与柱直径成正比 E．与渗漉柱大小无关 13．回流浸提法适用于 A．全部药材 B．挥发性药材 C．对热不敏感的药材 D．动物药 E．矿物药 14．下列哪一种操作不属于水蒸气蒸馏浸提法 A．水中蒸馏 B．挥发油提取 C．水上蒸馏 D．多效蒸发 E．通水蒸气蒸馏 15．煎煮法作为最广泛应用的基本浸提方法的原因是 A．水经济易得 B．水溶解谱较广 C．可杀死微生物 D．浸出液易于滤过 E．符合中医传统用药习惯

膜分离的原理

膜分离的原理是什么? 何为纳滤膜？ 答：纳滤膜的透过物大小在1－10nm，科学家们推测纳滤膜表面分离层可能拥有纳米级（10nm以下）的孔结构，故习惯上称之为"纳滤膜"又叫"纳米膜"、"纳米管"。 纳滤膜净化原理？ 答：（1）溶解--扩散原理：渗透物溶解在膜中，并沿着它的推动力梯度扩散传递，在膜的表面形成物相之间的化学平衡，传递的形式是：能量=浓度o淌度o推动力，使得一种物质通过膜的时候必须克服渗透压力。 （2）电效应：纳滤膜与电解质离子间形成静电作用，电解质盐离子的电荷强度不同，造成膜对离子的截留率有差异，在含有不同价态离子的多元体系中，由于道南（DONNAN）效应，使得膜对不同离子的选择性不一样，不同的离子通过膜的比例也不相同。 道南平衡：当把荷电膜置于盐溶液中会发生动力学平衡。膜相中的反离子浓度比主体溶液中的离子浓度高而同性离子的浓度低，从而在主体溶液中产生道南能位势，该能位势阻止了反离子从膜相向主体溶液的扩散和同性离子从主体溶液向膜的扩散。当压力梯度驱动水通过膜进同样会产生一个能位势，道南能位势排斥同性离子进入膜，同时保持电中性，反离子也被排斥。 三达纳滤膜具有哪些特点？ 答：①超低压力下工作（0.15Mpa的压力下就可以稳定工作）。 ②大通量供水。在普通的市政水压下就可以使用，水通量可达15m2／小时。 ③选择性离子脱除。在去除细菌、病毒、过量金属离子、低分子有机物、氟、砷等有害物质的同时，保留一定量钾、钠、钙、铁等对人体有益矿物质。 ④使用领域广。在淡水处理、工业废水处理、医药和食品领域都有广泛的应用。 如何保存纳滤膜？ 答：纳滤膜的保存目标是防止微生物在膜表布的繁殖及破坏，防止膜的水解，冻结及膜的收缩变形。前人就有微生物对膜性能的影响进行过多种试验，结果表明：不同的微生物对膜的性能产生不同的影响。防止膜的水解，对任何膜都很重要。温度和PH值是醋酸纤维素膜水解的两个主要因素。对芳香聚酰胺膜，PH值及水中游离氯的含量则是其水解的主要因素。纳滤膜的冻结在冬季运输过程中常常发生。经验表明膜的冻结使膜中的水分形成冰晶而使膜结构膨胀，造成膜的性能大幅度下降或破坏。膜的收缩变形，发生在湿态膜保存时的失水、及膜在与高深度溶液接触时膜中的水急剧向溶液中扩散。不同种类的纳滤膜，其保存方法不同。醋酸纤维素纳滤膜在干态时应避免阳光直接照射，要保存在荫凉、干燥的地方。保存温度以8～35℃。 三达纳滤膜用在水处理时与反渗透膜有什么区别？ 答：纳滤膜是荷电膜，能进行电性吸附，它具有敏锐的分子截留区，对不同物质能有目的地提纯或去除的优越分离效果。反渗透膜的滤分子量在100以下，只能过滤掉水中的水分子和气体。在相同的水质及环境下制水，纳滤膜所需的压力小于反渗透膜所需的压力。 三达纳滤膜与反渗透制水水质有何不同？ 答：经纳滤膜过滤后的自来水能脱除细菌、病毒、低分子有机物、重金属等物质，保留部分

油气回收膜分离法

油气回收膜分离法 1国内外发展现状 国外对膜法油气回收的研究和工业应用较早。日本公司1988年建造了第一套用于油库油气回收的膜装置。1989年德国公司也成功推出了膜法油气回收装置,至今已有180多套大型装置在运行。德国的公司、日本的日东电工和美国的公司都在膜法油气回收方面实现了工业应用。欧洲建造了很多安装在输油管线终端的大型膜装置,用来从输送过程产生的气流中分离和回收油气。 由于国外在气体分离膜领域开展的研究较早，目前国外己经实现工业化的膜分离法回收的生产厂家以及回收体系有: 我国对气体分离膜的研究开发和应用开始的较晚，20世纪80年代初才开始。但由于气体分离技术与催化燃烧、吸附等传统处理方法比较，具有效率高、能耗低、操作简单、装置紧凑、占地面积少、无二次污染等显著特点，所以得到了广泛推广和深入研究。 中科院大连化学物理所、中科院长春应用化学所等单位在该方面进行了积极有益的探索，并取得了长足进步。我国目前使用膜分离技术主要应用的领域有:氢气的回收和利用、从空气中制取富氮、从空气中富集氧气、二氧化碳的回收和脱除、工业气体脱湿、从天然气中提取浓氦气、空气中易挥发有机物的回收等。在这些领域，膜分离技术基本都得到了工业化应用，但在回收废气中的挥发性有机物领域的研究应用工作只是最近几年才开始。

在化工生产、油罐、油轮及加油站等有机物质制造、贮存、运输和使用过程中，经常要排放挥发性有机气体。他们通常由惰性气体和烷烃、烯烃等有机气体组成，采用膜技术实现有机混合气体的分离，不仅可以回收附加值高的烷烃、烯烃等有机物和等，获得可观的经济效益。2002年，中国科学院大连化学物理研究所和吉化公司合作进行了现场实验，采用螺旋卷式膜分离器回收聚乙烯生产过程中排放的乙烯和丁烯单体，取得了较好的结果。但在膜材料的研究和生产领域，我国还没有全部实现自己研制开发。寻找成本低，分离效率高、化学稳定性好、耐热、并具有优良的机械加工性能的膜材料，并将其工业化应用将是我国研究人员面临的挑战。 近几年来，国外的实验室研究分离使用得最多的膜分离材料是聚二甲基硅氧烷P()。它从结构上看属半无机、半有机结构的高分子，具有许多独特性能，是目前发现的气体渗透性能好的高分子膜材料之一。研究人员大多是采用聚枫()、聚偏氟乙烯()、聚间苯二甲酸乙二酯()等材料作为支撑层，使用涂层堵孔，作为选择性分离层，选择性分离2或空气体系，都取得了理想的实验结果。 2003年,大连欧科力德环境技术有限公司与德国研究所、公司合作,率先引进膜法油气回收技术,在中石油上海灵广加油站应用成功。这座加油站安装上膜法油气回收装置后,油气回收率达到98%以上,尾气排放浓度降到15 g 3以内,低于欧洲标准(35 g 3),是国内第一座真正意义上的安全、环保、效益型的加油站。 2膜分离机理 膜法气体分离的基本原理就是根据混合气中各组分在压力的推动下透过膜的传递速率不同,从而达到分离目的。对不同结构的膜,气体通过膜的传递扩散方式不同,因而分离机理也不同。目前常见的气体通过膜的分离机理包括: (1)气体通过非多孔膜即致密膜(如,高分子聚合物膜)的溶解—扩散的分离机理。一般橡胶态聚合物的气体渗透是溶解控制，玻璃态聚合物为扩散控制。此时,气体透过膜的过程可认为由3个环节(步骤)组成:①吸着过程,即气体在膜的上游侧表面被吸附、凝聚、溶解。这个过程带有一定的选择性;②扩散过程,即该被吸着的气体在膜两侧压力差、浓度差的推动下,按不同扩散系数扩散透过膜另一侧;③解吸过程,即该已扩散透过的气体在膜下游侧表面被解吸、剥离过程。

膜分离技术

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，半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔。 膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。 微滤（MF）通常孔径范围在0.1～1微米，大于1微米不能通过。 又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。 对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1～1微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。 超滤（UF），膜两侧需压力差，膜孔径在0.05um至1nm之间，通常截留分子量范围在1000～300000。 是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1nm 之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，

超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。 对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在1000～300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。 纳滤（NF），孔径为几纳米，截留分子量在80～1000的范围内。 是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在80～1000的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。 对于纳滤而言，膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征，通常截留率范围在60～90%，相应截留分子量范围在100～1000，故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离，实现脱盐与浓缩的同时进行。 反渗透（RO），以膜两侧静压为推动力，反渗透仅让水透过膜，能截留所有的离子。 是利用反渗透膜只能透过溶剂（通常是水）而截留离子物质或小分子物质的选择透过性，以膜两侧静压为推动力，而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分，因具

食品加工新技术 膜分离技术

第五章膜分离技术 第一节膜分离的原理和方法 一、膜分离的基本概念 （一）膜分离概念 １、广义膜分离用天然或人工合成的高分子膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的方法，统称为膜分离法。包括膜浓缩和膜分离。 ２、膜浓缩如果在分离过程中，通过半透膜的只有溶剂，则溶液获得了浓缩，此过程称为膜浓缩。 ３、狭义膜分离如果在分离过程中，通过半透膜不仅是溶剂，而且有选择性地让某种溶质组分通过，则溶液中不同溶质得到分离，此分离过程称为膜分离。 （二）膜分离的分类 根据分离过程中推动力的不同，膜分离技术可分为两类: 一类是以压力为推动力的膜分离，如超滤和反渗透。 另一类是以电力为推动力的分离过程，所用的是一种特殊的半透膜，称为离子交换膜，这种分离技术叫做离子交换，如电渗析。 几种常见的膜分离方法及其适用范围如图5-1和图12-1。

（三）膜的性能 １、膜的抗氧化和抗水解性能 膜的抗氧化和抗水解性能，既取决于膜材料的化学结构，又取决于被分离的溶液的性质。氧化和水解的最终结果，是膜的色泽变深、发硬脆裂、化学结构和外观形态受到破坏。 由于高分子材料因氧化而产生的主链断裂，首先发生在低能的键上。因此，希望高分子材料中各个共价键有足够的强度，即希望有高的键能。高分子材料的主链中，应尽量避免键能较低的O-O和N-N键。 膜的水解和氧化作用是同时发生的，水解作用与高分子材料的化学结构密切相关。当高分子链中具有易水解的化学基团-CONH-、-COOR-、-CN、-CH2 -O-等时，这些基团在酸和碱的作用下，会产生水解降解反应，使膜的性能受到破坏。 表１２－１是几种共价键的键能：

第五章 膜分离

纳米膜过滤是介于反渗透与超滤之间的液相膜处理新技术。其特点为： （1）能截留小分子的有机物并可同时透析除盐，集浓缩透析为一体； （2）操作压力远比反渗透低，具有节约动力的优点。 纳滤膜的性质与特点 大多数的纳滤膜是由多层聚合物薄膜组成。活性层通常带荷负电化学基团。一般认为纳滤膜是多孔性的，其平均孔径为2nm。作为一般规律，通常分子量截留范围为100一200道尔顿，纳滤膜具有良好的热稳定性，pH稳定性和有机溶剂的稳定性。 纳米过滤的分离机理 纳滤膜不仅具有依靠筛分作用进行分离，也显示有建立在离子电荷密度基础上的选择性，因为膜的离子选择性，对于含有不同自由离子的溶液，透过膜的离子分布是不相同的(透过率随离子浓度的变化而变化)，这就是Donnan效应。 Donnan平衡模型 对于荷电膜脱盐，多用Donnan平衡模型来解释。 当系统达到平衡时，膜相、水相、溶液相的离子的化学电位应该达到平衡态。虽然，利用Donna 平衡理论来说明荷电膜的脱盐机理有所依据，而对于在压力下透过膜的机理，还不能从膜、进料及传质过程等多方面来定量描述。 第二节膜材料及其特性 膜材料 ◆纤维素衍生物 醋酸纤维素（CA）：由纤维素和醋酸反应制得。是反渗透膜、微滤和超滤的膜材料。 优点：价格便宜，膜的分离和透过性能良好； 缺点：pH使用范围窄（pH=4~8），容易被微生物分解以及在高压操作下时间长了容易产生压密，引起透量下降。 硝酸纤维素（CN）：由纤维素和硝酸反应制得。价格便宜，广泛用作透析膜和微滤膜材料。为了增加膜的强度，一般与醋酸纤维素混合使用。 再生纤维素：纤维素溶于某些溶剂如铜氨溶液并在溶解过程中发生降解，在成膜过程中又回复到纤维素的结构，称为再生纤维素。广泛用于人工肾透析膜材料和微滤、超滤膜材料。 ◆聚砜类 是一类具有高机械强度的工程塑料。是目前最重要、生产量最大的高分子聚合膜。 用途：超滤和微滤的膜材料，多种商品复合膜的支撑层膜材料。 优点：耐酸、耐碱缺点：耐有机溶剂的性能差。 聚砜类材料可以通过化学反应，制成带有负电荷或正电荷的膜材料或膜。荷电聚砜可以直接用作反渗透膜材料。用它制成的荷电超滤膜抗污染性能特别好。经磺化的聚砜醚（SPES-C）可用于制造均相离子交换膜。 ◆聚酰胺类及杂环含氮高聚物 类型：芳香聚酰胺（APA）、芳香聚酰胺-酰肼（APAH）、聚苯砜酰胺（APSA）、聚苯并咪唑（PBI）、

膜分离试题及答案

1、什么是膜分离？膜材料为什么会有选择透过性？ 答：膜分离（Membrane Separation ）是以选择性透过膜为分离介质，在膜两侧一定推动力的作用下，使原料中的某组分选择性地透过膜，从而使混合物得以分离，以达到提纯、浓缩等目的的分离过程。 2、膜分离设备的主要类型，其主要结构和优缺点？ 答：①管式：管式膜组件由管式膜制成，管内与管外分别走料液与透过液，管式膜的排列形式有列管、排管或盘管等。内压式：膜涂在管内，料液由管内走；外压式：膜涂在管外，料液由管外间隙走。 优点：结构简单，适应性强，清洗方便，耐高压，适宜于处理高黏度及固体含量较高的料液。 缺点: 管式膜组件的缺点是单位体积膜组件的膜面积少,一般仅为33～330 ，保留体积大，压力降大，除特殊场合外，一般不被使用。 ②中空纤维式：有数百上万根中空纤维膜固定在圆形容器内构成，内径为40-80um 膜称中空纤维膜，0.25-2.5mm 膜称毛细管膜。前者耐压，常用于反渗透。后者用于微、超滤。料液流向：采用内压式时为防止堵塞，需对料液预处理去固形微粒，采用外压式时，凝胶层控制较困难。 内压管式： 多孔管 料液外压管式： 料液多通道组件 组件外壳 渗透液 渗透液 渗余液 渗透液 垫圈

优点:设备紧凑，单位设备体积内的膜面积大(高达16000～30000 ) 缺点:中空纤维内径小，阻力大，易堵塞，膜污染难除去，因此对料液处理要求高。 ③平板式：这类膜器件的结构与常用的板框压滤机类似，由膜、支承板、隔板交替重叠组成。滤膜复合在刚性多孔支撑板上，料液从膜面流过时，透过液从支撑板的下部孔道中汇集排出。为减小浓差极化，滤板的表面为凸凹形，以形成湍动。浓缩液从另一孔道流出收集。 优点:组装方便，膜的清洗更换容易，料液流通截面较大，不易堵塞，同一设备可视生产需要组装不同数量的膜。 缺点:需密封的边界线长 ④卷式（螺旋式）：将膜、支撑材料、膜间隔材料依次叠好，围绕一中心管卷紧即成一个膜组。料液在膜表面通过间隔材料沿轴向流动，透过液沿螺旋形流向中心管。 优点:目前卷式膜组件应用比较广泛、与板框式相比，卷式组件的设备比较紧凑、单位体积内的膜面积大，湍流状况好，适用于反渗透； 缺点:清洗不方便，尤其是易堵塞，因而限制了其发展。

膜分离实验

实验三膜分离实验装置 一、实验目的 1．了解超滤膜分离的主要工艺设计参数。 2．了解液相膜分离技术的特点。 3．训练并掌握超滤膜分离的实验操作技术。4．熟悉浓差极化、截流率、膜通量、膜污染等概念。二、实验原理 膜分离是近数十年发展起来的一种新型分离技术。常规的膜分离是采用天然或人工合成的选择性透过膜作为分离介质，在浓度差、压力差或电位差等推动力的作用下，使原料中的溶质或溶剂选择性地透过膜而进行分离、分级、提纯或富集。通常原料一侧称为膜上游，透 过一侧称为膜下游。膜分离法可以用于液- 固（液体中的超细微粒）分离、液-液分离、气- 气分离以及膜反应分离耦合和集成分离技术等方面。其中液- 液分离包括水溶液体系、非水溶液体系、水溶胶体系以及含有微粒的液相体系的分离。不同的膜分离过程所使用的膜不同，而相应的推动力也不同。目前已经工业化的膜分离过程包括微滤（MF）、反渗透（RO）、纳滤（NF）、超滤（UF）、渗析（D）、电渗析（ED）、气体分离（GS）和渗透汽化（PV）等，而膜 蒸馏（MD）、膜基萃取、膜基吸收、液膜、膜反应器和无机膜的应用等则是目前膜分离技术研究的热点。膜分离技术具有操作方便、设备紧凑、工作环境安全、节约能量和化学试剂等优点，因此在20 世纪60 年代，膜分离方法自出现后不久就很快在海水淡化工程中得到大规模的商业应用。目前除海水、苦咸水的大规模淡化以及纯水、超纯水的生产外，膜分离技术还在食品工业、医药工业、生物工程、石油、化学工业、环保工程等领域得到推广应用。

超虑膜分离基本原理是在压力差推动下， 利用膜孔的渗透和截留性质， 使得不同组分得 到分级或分离。超虑膜分离的工作效率以膜通量和物料截流率为衡量指标，两者与膜结构、 体系性质以及操作条件等密切相关。影响膜分离的主要因素有： R f 为膜污染阻力。 过滤时， 由于筛分作用， 料液中的部分大分子溶质会被膜截留， 溶剂及小分子溶质则能 自由的透过膜， 从而表现出超虑膜的选择性。 被截留的溶质在膜表面出积聚， 件孔道时，某组分可穿过膜孔而被分离。 通过测定料液浓度和流量可计算被分离物的脱除率、 回收率及其他有关数据。 当配置真空系统和其他部件后， 可组成多功能膜分离装置， 能进行 a 、膜材料，指膜的亲疏水 性和电荷性会影响膜与溶质之间的作用力大小； b 、膜孔径，膜孔径的大小直接影响膜通量 和膜的截流率， 一般来说在不影响截流率的情况下尽可能选取膜孔径较大的膜， 这样有利于 提高膜通量； c 、操作条件（压力和流量） ；另外料液本身的一些性质如溶液 PH 值、盐浓度、 温度等都对膜通量和膜的截流率有较大的影响。 从动力学上讲，膜通量的一般形式： J V △ R P (R m R c R f ) 式中， J V 为膜通量， R 为膜的过滤总阻力， R m 为膜自身的机械阻力， R c 为浓差极化阻力， 其浓度会逐渐 上升， 在浓度梯度的作用下， 接近膜面的溶质又以相反方向向料液主体扩散， 平衡状态时膜 表面形成一溶质浓度分布的边界层， 对溶剂等小分子物质的运动起阻碍作用， 如图所示。 这 种现象称为膜的浓差极化，是一可逆过程。 膜污染是指处理物料中的微粒、 胶体或大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作 用而引起的在膜表面或膜空内吸附和沉积造成膜孔径变小或孔堵塞， 使膜通量的分离特性产 生不可逆变化的现象。 膜分离单元操作装置的分离组件采用超滤中空纤维膜。 当欲被分离的混合物料流过膜组

第4、5章课后习题答案 膜分离技术概论 黄维菊

第四章超滤和纳滤 一、选择题 1. UF同RO、NF、MF一样，均属于压力驱动型膜分离技术。超滤主要用于从液相物质中分离大分子化合物（蛋白质，核酸聚合物，淀粉，天然胶，酶等），胶体分散液（粘土，颜料，矿物质，乳液颗粒，微生物），乳液（润滑脂-洗涤剂以及油-水乳液）。采用先与适合的大分子复合的办法时也可以用超滤来分离低分子量溶质，从而可达到某些含有各种小分子量可溶性溶质和高分子物质（入蛋白质、酶、病毒）等溶液的浓缩、分离、提纯和净化。 其操作静压差一般为（A）被分离组分的直径大约为（B）,这相当于光学显微镜的分辨极限，一般为分子量大于500-1000000的大分子和胶体粒子，这种液体的渗透压很小，可以忽略，总之超滤对去除水中的微粒、胶体、细菌、热源和各种的有机物有较好的效果，但它几乎不能截留（C）.UF的分离机理为（D）过程，但膜表面的化学性质也是影响超滤分离的重要因素。 A(1)1mpa-10mpa (2)0.01mpa-0.2mpa (3)0.1mpa-1mpa (4)0.2mpa-0.4mpa B(1)0.1nm-1nm (2)10nm-0.05um (3)0.05um-1um (4)0.005um-0.1um C(1)无机离子（2）大分子物质和胶体（3）悬浮液和乳浓液 D(1)筛孔分离（2）溶解-扩散机理 2. 纳滤膜大多从反渗透膜演化而来，但制作比反渗透膜更精细。日本学者大谷敏郎对纳滤膜进行了具体的定义：操作压力（A）,截留分子量（B）,NaCL的截留率<=90%的膜可以认为是纳滤膜。纳滤以压力为推动力，依靠（C）,可实现低分子有机物的脱盐纯化和高价离子脱除。 A(1)1mpa-10mpa (2)0.01mpa-0.2mpa (3)0.1mpa-1mpa (4)<=1.50mpa B(1)200-1000 (2)500-30万（3）>0.05um的颗粒 C(1)筛孔分离（2）溶解-扩散机理 （3）溶解扩散Donna效应（4）离子交换 1. A（3） B（4） C（1） D（1） 2、 A（4） B（1） C（3） 二、填空题 1、超滤是介于______之间的一种膜过程，膜孔径范围为________。超滤的典型应用是从溶液中分离________，所能分离的溶质分子量下限为几千Dalton。超滤和微滤膜均可视为多孔膜，其截留取决于溶质大小和形状（与膜孔大小相对而言）。溶剂的传递正比于操作压力。 2、纳滤膜与反渗透膜几乎相同，只是其网状结构更疏松，这意味着对__________离子的截留率很低，但对________离子的截留率仍很高。这两种膜的应用领域是不同的，当需要对浓度较高的NaCL进行高强度截留时，最后选择________过程。当需要对低浓度、二价离子

水处理中膜分离技术

浅谈水处理中的膜分离技术 摘要：膜分离技术是指利用一种透过性较强的薄膜，对混合物 中的成分进行分离处理的技术。本文就水处理中膜分离技术进行探析，首先对膜分离技术进行了概述，然后就水处理中膜分离技术的应用进行了探讨，最后，对水处理中膜分离技术存在的问题及发展前景进行了探析。 关键词：膜分离技术；水处理；应用 abstract: the membrane separation technology is refers to the use of a through the sexual strong films, the mixture of the ingredients in separation technique. this paper membrane separation technology in water treatment and analysis, first membrane separation technology are reviewed, and then water treatment in the application of membrane technology is discussed, finally, the water treatment membrane separation technology problems and the prospects on this. keywords: membrane separation technology; water treatment; application 中图分类号：tu74文献标识码：a 文章编号： 水是生命之源，是人类不可或缺的物质。随着社会进步的同时，水环境却日益恶化，水资源日益短缺，严重威胁着人类的生存与发展，在这种背景下，各种水处理技术应运而生。

膜分离技术

培训总结 培训时间:2012年10月29日 培训地点:公司会议室 主讲人:董事长高麟 培训主题:膜分离技术(二) 培训内容: 一、YT膜过滤系统同陶瓷膜过滤系统之间的差异性比较 1、陶瓷膜过滤系统一般用于轻工、食品与制药等领域,而YT膜过滤系统主要用于大化工与环保领域。所以,相比较而言,YT膜过滤系统更注重系统的安全性与可靠性。 2、陶瓷膜过滤系统多用于超滤,而YT膜过滤系统多用于微滤(0、1~10μm)。 3、YT膜过滤系统的使用条件更苛刻—戒指的温度高,酸碱性明显,固含量高,所以YT膜过滤系统更要注重膜面的清洗保护,以防止膜面污染与过度的浓差极化。 4、过滤操作中,循环流量大,需要进行阀门的定量、精确调节而且调节频繁。因此,在具体应用中一般不宜采用易发生故障、易泄漏的蝶阀,而采用球阀。 5、物料输送泵(补液泵与循环泵)就是过滤系统的核心工作机构,必须确保其具有优良的性能与功能。过滤系统的工艺参数的调节与控制十分重要,物料输送泵的电机最好采用变频调节。 6、YT膜过滤系统只能在临界跨膜压差附近正常工作,不应追求单纯的大通量过滤,否则会引起频繁的运行故障。 二、膜分离系统的集成分析

液—固浆料体系的过滤工艺控制 一、过滤温度控制 1、系统可以设置换热装置,对物料进行直接或间接加热或冷却。 2、换热过程既可以采用集中式换热方式也可以采用分散式换热方式。具体方式由系统的材质特性决定。 3、对于温度敏感系统,应对系统进行绝热保护(保温或保冷),以减少系统同外界之间的热传导或热辐射损失。 二、固含量的控制 1、要降低原液固含量,可以采用加入过滤后清液与原液混合的方式,不同的固含量可以通过不同的混合比例而得。

膜分离技术及其应用 本科教学大纲

膜分离技术及其应用 课程编码：课程名称：膜分离技术及其应用 总学分： 1.5 总学时：24 课程英文名称：Membrane Separation Technology and Their application 适用专业：与环境相关专业 一、课程性质、地位和任务 《膜分离技术》是环境工程和环境科学专业的专业特色课。通过本课程的学习，主要使学生掌握膜分离技术基础理论，熟悉反渗透、纳滤、超滤、微滤、电渗析等膜技术的工作原理和各种膜分离组件的结构和各种膜技术的特点，培养学生综合利用膜技术基本理论与各种具体膜技术相结合进行初步应用设计的能力。二、教学目标要求 1．掌握膜及膜分离技术的基本概念，了解国内外膜分离技术的发展现状及存在的主要问题。 2．理解并掌握电渗析、超滤、微滤、反渗透等分离膜的基本性质及工艺流程等。3．掌握不同膜分离过程的基本理论及影响因素，并运用实际中去。 三、理论教学内容及安排 第1章概述(4.0学时) 教学目标：理解膜及膜分离技术等概念及以及膜分离技术的发展现状与趋势。重点、难点：重点是对膜的认识；难点是膜分离过程的特点及其存在的问题。1.1 分离膜与膜分离技术的概念(1.0学时) 1.2 膜分离技术发展沿革(1.0学时) 1.3 功能膜的分类(0.5学时) 1.4 膜分离过程的类型(0.5学时) 1.5 膜材料及膜的制备(1.0学时) 第2章电渗析(3.0学时) 教学目标：理解电渗析的基本原理、渗析和电渗析等概念。 重点、难点：重点是离子迁移过程的的认识；难点是膜的选择透过性的影响因子。 2.1 概述(0.5学时) 2.2 电渗析基本原理(1.0学时) 2.3 电渗析主要组件(0.5学时) 2.4 电渗析器(0.5学时) 2.5 EDI (0.5学时)