《膜分离.pptx

膜分离 膜分离是在20世纪初出现，20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，因此，已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。膜分离机理： 依靠推动力(如浓度差、压力差或电压差等）膜选择性的将液体中的组分进行分离。其核心是膜本身，膜必须是半透膜，即能透过一种物质，阻碍另一种物质。膜的分类按通过方式分：离子交换膜按膜结构分：对称膜溶解扩散膜非对称膜滤孔膜膜组件 由膜、固定膜的支撑体、间隔物以及容纳这些部件的容器构成的一个单元称为膜组件。膜组件的种类管式膜组件中空纤维式平板膜组件卷式膜组件管式膜组件特点：结构简单、适应性强、压力损失小、透过量大，清洗、安装方便、可耐高压，适宜处理高粘度及稠厚液体。但比表面积小。适于微滤和超滤。平板膜组件特点：较管式组件比表面积大得多，易于更换膜，适于微滤、超滤。螺旋卷式膜组件特点：膜面积大，湍流情况好，但制造装配要求高、清洗检修不方便，不能处理悬浮液浓度较高的料液。可用于微滤、超滤和反渗透。中空纤维式膜组件特点：中空纤维状超滤膜的外径为0.5~2um。特点是直径小，强度高，不需要支撑结构，管内外能承受较大的压力差。此外，单位体积中空纤维状超滤膜的内表面积很大，能有效提高渗透通量。几种主要的膜过滤ultrafiltrationnanofiltration超滤microfiltrationreverse osmosis微滤纳滤反渗透超滤 超滤是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05μm-1nm之间。通过膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离。机理：当液体混合物在一定压力下流经膜表面时，小分子溶质透过膜（称为超滤液），而大分子物质则被截留，使原液中大分子浓度逐渐提高（称为浓缩液），从而实现大、小分子的分离、浓缩、净化的目的。 超滤膜均为不对称膜，形式有平板式、卷式、管式和中空纤维式。膜性能参数：主要是膜的截留率、截留分子量范围和膜的纯水渗透流率纯水渗透流率：单位时间、单位膜面积透过的水的体积。截留率:超滤膜对溶质的截留能力。影响截留率的因素：312溶液的浓度及温度溶质的分子大小及溶质的分子形状膜对溶质的吸附54PH、离子强度错流的速度浓差极化当溶剂透过膜，而溶质留在膜上时，膜面上溶质浓度增高，这种膜面上溶质浓度高于主体中溶质浓度的现象。不良影响：浓差极化可造成膜的通量大大降低，对膜分离过程产生不良影响，因此，实际操作过程尽量减小膜面上溶质的浓差极化作用。解决方法：采用错流过滤。影响超滤速度的因素压力进料浓度温度流速超滤的主要应用应用领域具体应用实例应用领域具体应用实例 食品发酵工业乳品工业中乳清蛋白的回收，脱脂牛奶的浓缩酒的澄清、除菌和催熟酱油、醋的除菌、澄清与脱色发酵液的提纯精制果汁的澄清明胶的浓缩糖汁与糖液的回收 废水处理 与回收 与生物反应器结合处理各种废水淀粉废水的处理与回收含糖废水的处理与回收电镀废水的处理含原油污水的处理乳化油废水的处理与回收纺织工业PVA、染料及染色废水处理与回收照相工业废水的处理印钞擦版液废液的处理与回收电泳漆废水的处理与回收造纸废水的处理放射性废水的处理 医药工业抗生素、干扰素的提纯精制针剂、针剂用水除热源血浆、生物高分子处理腹水浓缩蛋白质、酶的分离、浓缩和纯化中草药的精制与提纯 金属加工工业延长电浸渍涂漆溶液的停留时间油/水乳浊液的分离脱脂溶液的处理 水处理医药工业用无菌、无热原水及大输液的生产饮料及化妆品用无菌水的生产电子工业用纯水、高纯水及反渗透组件进水的预处理中水回收饮用水的生产 汽车工业电泳漆回收微滤微滤又称微孔过滤，是以多孔膜(微孔滤膜)为过滤介质，在0.1~0.3MPa的压力推动下，截留溶液中的砂砾、淤泥、黏土等颗粒和贾第虫、隐抱子虫、藻类和一些细菌等，而大量溶剂、小分子及少量大分子溶质都能透过膜的分离过程。特点：微滤能截留0.1~1微米之间的颗粒，微滤膜允许大分子有机物和无机盐等通过，但能阻挡住悬浮物、细菌、部分病毒及大尺度的胶体的透过，微滤膜两侧的运行压差(有效推动力)一般为0.7bar。属于精密过滤，具有高效、方便及经济的特点。机理：微滤的分离机理为筛分机理，膜的物理结构起决定作用。根据微粒在微滤过程中的截留位置，可分为3种截留机制:筛分、吸附及架桥，它们的微滤原理如下:(1)筛分:微孔滤膜拦截比膜孔径大或与膜孔径相当的微粒，又称机械截留。(2)吸附:微粒通过物理化学吸附而被滤膜吸附。微粒尺寸小于膜孔也可被截留。(3)架桥:微粒相互堆积推挤，导致许多微粒无法进入膜孔或卡在孔中，以此完成截留。应用领