膜分离技术及应用新进展

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1、膜分离技术及应用新进展膜分离技术及其应用新进展Thedevelopmentofmembraneseparationtechnologyanditsapplicationprospect摘要:介绍了纳滤、超滤、微滤、反渗透、渗透汽化等膜分离技术原理、膜技术设备组成及其特点；综合概述了膜分离技术在生物农药、化工生产中的应用进展，展望了膜分离技术的发展趋势。关键词：膜分离,原理,应用,进展Abstract:Themembraneseparationmechanismandcharacteristicso

2、fdifferentkindsofseparationtechnologieswereintroduced,includingnanofiltration,ultrafiltration,microfiltration,reverseosmosis,pervaporation.Furthermore,theprogressoftheapplicationofmembraneseparationtechnologiesinbio-pesticides,chemicalproductionwereex

3、tensivelysummarized.Finally,thedevelopmenttrendofmembraneseparationtechnologyinthefuturewasprospected.Keywords:membraneseparation,principle,application,progress1.前言膜分离是指在液体混合物中，对于不同的气体或液体组分，膜的选择渗透作用性能是不同的，膜分离技术就是利用膜的选择渗透作用的差异而发挥作用的，它的推动力是外界能量、化学位差，对多组

4、分混合的气体或液体，进行分离，分级，提纯,它在污水处理、食品、能源、医药以及化工生产等行业中，得到了广泛的应用，取得了迅速的发展。膜分离技术作为一种新的分离净化方法，与传统的分离净化方法相比,它的特点在于工艺简单，能耗低，无二次污染，分离系数大、无相变、高效等优点，操作无需特许条件，可在常温下进行，也可直接放大。膜技术的发展虽然不长，但因为该技术独具的优越性，目前广泛应用于食品行业、医药生产、生物科技、节能环保、水处理、化工生产、造纸工业、能源开发、石油、冶金、电子生产等领域，不但使企业收获了巨大

5、的经济效益，而且对社会具有很好的环保功效，在当今分离科学中，膜分离技术成为了首屈一指的重要技术，受到了越来越多行业专业人士的重视。2.膜分离技术2.1纳滤纳滤膜具有纳米级孔径，截留相对分子质量为200～1000，能使溶剂、有机小分子和无机盐通过[1,2]。纳滤膜的分离机理模型目前的看法主要是空间位阻－孔道模型。与超滤膜相比，纳滤膜有一定的荷电容量[3,4];与反渗膜相比，纳滤膜又不是完全无孔的。纳滤膜传质机理为溶解-扩散方式[5,6]，具体分为3个步骤：（1）溶质和溶剂在膜外表面吸附溶解；（2）溶

6、质和溶剂之间无相互影响，它们在各自化学位差的推动力下以分子扩散方式通过渗透膜；（3）溶质和溶剂在膜的透过侧解吸。纳滤膜广泛用于溶液脱色、去除有机物、去除饮用水中加氯前三卤代烷前驱物、硬水软化和海水脱硫酸盐等。2.2超滤超滤的截留相对分子质量在1000～10000之间。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，是膜表面上的机械截留(筛分)、在膜孔中的停留(阻塞)、在膜表面及膜孔内的吸附三种形式。2.3微滤微滤是发展最早、制备技术最成熟的膜形式之一，孔径在0.05～10μm之间，可以将细菌、

7、微粒、亚微粒、胶团等不溶物除去，滤液纯净，国际上通称为绝对过滤。微滤分离的实质是利用膜的“筛分”作用来进行的。即:比膜孔大的颗粒的机械截留、颗粒间相互作用及颗粒与膜表面的吸附、颗粒间的桥架作用这三种方式来实现的。微滤膜的特点（1）孔隙大，流速快.由于膜很薄，阻力小，其过滤速度较常规过滤介质快几十倍。（2）孔径均匀，过滤精度高。能够将液体中所有大于制定孔径的微粒全部截留。（3）无吸附或少吸附，微孔膜厚度一般在90~150μm之间，因而吸附量很少，可忽略不计。（4）无介质脱落，微滤膜为均一的高分子材料

8、，过滤时没有纤维或碎屑脱落，因此能得到高纯度的滤液[7]。2.4反渗透反渗透又称逆渗透，是利用反渗透膜选择性地透过溶剂（通常是水）而截留离子物质的性质，以膜两侧静压差为推动力，克服溶剂的渗透压，是溶剂通过反渗透膜而实现对液体混合物进行分离的过程。进行反渗透分离过程有2个必要条件[8]：一是外加压力必须大于溶液的渗透压力（操作压力一般为1.5至10.5MPa）；二是必须有一种高透水性、高选择性的半透膜。反渗透膜微孔孔径一般小于1nm，对绝大部分无机盐、溶解性有机物和胶体有很高的去除率