膜分离技术;研究;应用;展望.docVIP

现代膜分离技术的研究与应用 刘敏勇 （广东橘香斋陈皮有限公司，广东 广州 510630） 摘要：膜分离技术是一项新兴的高效分离浓缩技术，具有快速、高效和节能等优点。本文综述了膜分离技术的发展历史、分离机理、特点和分类；并归纳了膜分离的研究进展及其在各个领域的应用现状，同时指出了该技术目前存在的问题并对其前景进行了展望。 关键词:膜分离技术；研究；应用；展望 Modern Research Progress and Applications of Membrane Separation Technology Abstract: Membrane separation technology was a new and highly efficient separation and concentration technology of separation and purification of products，good effect，the membrane separation technology in research history,separation mechanism，characteristics，and types were reviewed，the membrane separation and its research progress in various aspects of the application of separation and purification were summarized，and the existing problems and prospect were pointed out． Key words: membrane separation technology；research；application；prospect 1 膜分离技术简介 1.1 膜分离技术的发展历史 膜分离现象早在２５０多年以前就被发现，但是膜分离技术的工业应用是在２０世纪６０年代［１］以后。其大致的发展史为：２０世纪３０年代微孔过滤（MF）；４０年代渗析；５０年代电渗析(ED)；６０年代反渗透(RO) ；７０年代超 滤(UF) ；８０年代气体分离；９０年代渗透汽化。数十年来，膜分离技术发展迅速，特别是９０年代以后，随着膜（TFC膜）的研制成功，膜分离技术的应用 领域已经渗透到人们生活和生产的各个方面。膜分离技术作为一种新兴的高效分离技术，已经被广泛应用于化工、环保、电子、轻工、纺织、石油、食品、医药、生物工程、能源工程等。国外有关专家甚至把膜分离技术的发展称为“第三次工业革命”。膜分离技术被认为是２０世纪末至２１世纪中期最有发展前途的高新技术之一［２］。 我国膜分离技术的开放是从1958年研究离子交换膜开始的，20世纪60年代中期开始研制膜分离技术设备。我国膜分离技术广泛应用于工业始于20世纪70年代，最早多限于电子，半导体纯水的制作，80年代以后逐渐扩大到其他工业，90年代起在饮用水、纯水方面获得广泛使用。经过30多年的努力，中国在膜分离技术的研究开发方面已涌现出一批具有实用价值，接近或达到国际先进水平的成果。但从总体上讲，中国的膜分离技术和世界先进水平相比还有不小的差距，还有待于进一步研究开发［3~4］。 1.2 原理 膜分离技术是一种使用半透膜分离方法，其分离原理是依据物质分子尺度的大小，借助膜的选择渗透作用，在外界能量、浓度或化学位差的推动作用下对混合物中双组分或多组分溶质和溶剂进行分离、分级提纯和富集，从而达到分离、提纯和浓缩的目的。 1.3 特点 膜分离技术具有如下特点: 膜分离过程不发生相变化，无化学变化，是典型的物理分离过程，不用化学试剂和添加剂，能保持产物原有的风味，且能耗极低。 膜分离过程是在压力驱动下，可在常温或低温下进行操作，特别适合于对热敏感物质，如酶、果汁、某些药物分离、浓缩、精制等。 膜分离技术选择性好，应用对象十分广泛，从微粒级到微生物菌体，甚至离子级等都适用，其关键在于选择不同的膜类型。 膜分离技术由于只是以压力差作为驱动力。因此，该项技术所采用装置简单，操作方便，易于自动化。 1.4 膜的分类 膜按照结构可以分为对称膜和非对称膜；按照材料来分可以分为有机膜和无机膜；按照膜孔径的大小划分为微滤( MF) 膜(≥0.1mm) ，超滤(UF)膜(10～100 nm)，纳滤(NF)膜(1～10nm)，反渗透(RO) 膜(≤1nm) ，电渗析（ED）和液膜（LM）等。 2 膜分离技术目前在各方面的应用现状及研究进展 2.1 膜分离技术在生化产品制备中的应用［6］ 随着生物工程技术和生物化学的发展，推动了膜分离技