膜分离过程课件.ppt

《膜分离过程课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第5章膜分离过程概述膜的类型及其特征膜的组件膜分离操作特性影响膜分离速度的因素膜分离过程膜污染与清洗膜分离应用1概述膜分离法：利用特殊的薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过的方法的统称。优点：a.操作不涉及相变，对能量要求低，分离精度高，无二次污染---一般被认为是高效节能的新型分离技术b.条件较温和--因而特别适于对热敏性物料，如果汁、酶、药物等的分离、分级和浓缩；c.操作方便、结构紧凑、维修费用低、易于自动化膜分离技术特点缺点：a.膜材质价格较贵b.在操作中膜面会发生污染，使膜性能降低c.膜的耐药性、耐热性、耐溶剂能力有限，故使用范围受限d.单独采用膜分离技术

2、效果有限-5-膜分离技术的应用应用水的脱盐和净化食品工业医疗、卫生方面石油、化工方面环境工程其他方面海水与苦咸水淡化电厂锅炉供水脱盐超纯水制备城市家庭饮用水的净化乳品加工酒类生产果汁加工酶制剂生产医疗、卫生用水药品生产医疗应用中药提炼回收有机蒸气制取富氧空气无水乙醇生产膜与生物技术国防交通、运输方面电泳漆废水电镀废水纤维工业废水造纸工业废水其他废水2膜分离过程的类型膜分离过程：是一种物质被透过或被截留于膜的过程，近似于筛分过程，依据滤膜孔径的大小而达到物质分离的目的，故可按分离粒子或分子的大小予以分类膜分离的推动力静压力差浓度差蒸气分压差电位差2.1以静压力差为推

3、动力的过程1.微滤(MF)（1）定义：利用微孔滤膜的筛分作用，在静压力差推动下，将滤液中尺寸大小0.01-10um的微生物和微粒子截留下来，实现溶液分离、浓缩的技术。（2）特点(I)微滤过程不受渗透压影响（II）渗透量远大于纳滤、超滤、反渗透（III）操作压0.05-0.5MPa微粒和细菌的过滤；食糖与酒类的精制；药物中除菌和微粒；微粒与细菌的检测；（3）微滤的应用△气体、溶液、水的净化a.定义：也是利用膜的筛分性质，以静压差为推动力。但UF膜具有明显的孔道结构，主要用于截留分子量大于500各种溶性大分子如多糖、蛋白质、酶等及胶体，达到分离纯化浓缩的目的2.超滤(

4、UF)b.原理：根据高分子溶质之间或高分子与小分子溶质之间相对分子质量的差别进行分离的方法。（相对分子质量较小的溶质和水分透过膜，而相对分子质量较大的溶质被截留。）c超滤的应用：用于溶液中分子量500—5000000的高分子物质与溶剂或含小分子物质的溶液的分离。纯水的制备；食品工业中的废水处理；果汁、酒等饮料的消毒与澄清蛋白质等热敏性物质的纯化、浓缩与脱盐工业废水处理-14-3反渗透(RO）用一张半透膜将淡水和某种溶液隔开，该膜只让水分子通过，由于淡水中水分子的化学位比溶液中水分子的化学势高，所以淡水中的水分子自发地透过膜进入溶液中，这种现象叫做渗透。-15-纯水

5、废水纯水废水纯水废水(a)渗透(b)渗透平衡(c)反渗透反渗透原理示意图反渗透膜Pπ反渗透：在溶液一侧施加大于渗透压的压力，则溶液中的水就会透过半透膜，流向淡水一侧，使溶液浓度增加，这种作用称为反渗透。反渗透的特点①压力（1.0－10MPa）大于超滤、微滤；无孔。②溶剂从盐类、糖类等浓溶液中透过膜。工业废水的处理；医药、食品工业中，抗生素、维生素、激素和氨基酸等溶液的浓缩；果汁、咖啡浸液的浓缩；海水、苦咸水的淡化，硬水软化制备锅炉用水，高纯水的制备；反渗透应用a.定义：通过渗透选择性膜，在膜两侧组分的蒸汽分压差的作用下，使液体混合物部分蒸发，从而达到分离的一种方法

6、。b.渗透蒸发的原理膜前侧的组分在膜表面溶解，进而向膜内扩散，再透过膜而蒸发，利用膜的选择透过性，可使含量少的溶质透过膜得以分离。2.2以蒸汽分压差为推动力的过程1.渗透蒸发c.过程：固体无孔膜的一侧通入料液，另一侧(透过侧)抽真空或通入惰性气体，使膜两侧产生溶质分压差。在分压差的作用下，料液中的溶质溶于膜内，扩散通过膜，在透过侧发生气化，气化的溶质被膜装置外设置的冷凝器冷凝回收。因此，渗透蒸发法根据溶质间透过膜的速度不同，使混合物得到分离。膜与溶质的相互作用决定溶质的渗透（或扩散）速度。d.适用：共沸物、沸点差很小的混合物分离2.膜蒸馏a.定义：在膜两侧不同温度

7、下分离水溶液的过程。b.原理：所使用的膜为疏水性膜，气相透过膜而液相因膜的疏水性被阻止透过。水和挥发性有机溶剂在较高的溶剂蒸汽压下（温度高一侧）流向膜的冷测（温度低一侧）并凝结成一个馏分。c.适用：高纯水的生产；溶液脱水浓缩；挥发性有机溶剂的分离（丙酮、乙醇）a.定义：利用具有一定孔径大小、高分子溶质不能透过的亲水膜将含有高分子溶质和其他小分子溶质的溶液(左侧)与纯水或缓冲液(右侧)分隔，由于膜两侧的溶质浓度不同，在浓差的作用下，左侧高分子溶液中的小分子溶质(例如无机盐)透向右侧，右侧中的水透向左侧，这就是透析。b.原理小分子溶质根据扩散的原理水（溶剂）根据渗透的

8、原理图图3