膜分离技术在环境及生活中的应用
膜分离技术原理、特点及应用领域

膜分离技术原理、特点及应用领域
膜分离技术是一种基于膜的分离过程,利用不同大小、形状或化学特性的物质分离的方法。
它通过薄膜的选择性渗透性,将混合物中的组分分离出来,实现物质的分离和纯化。
膜分离技术的原理基于渗透性和选择性。
膜是由多种材料制成的,包括聚合物、陶瓷、金属等。
这些膜具有微孔或孔隙结构,允许某些分子或离子通过,而阻止其他分子或离子的通过。
膜材料选择和膜孔隙的大小决定了分离效果。
膜分离技术的特点有以下几个方面。
首先,它具有高效和低能耗的特点,相对于传统的分离方法,如蒸馏、萃取等,膜分离技术能够在较低的温度和压力下实现分离,从而节约能源成本。
其次,膜分离技术具有较高的分离效果和选择性,能够实现高纯度的分离产物。
此外,膜分离技术操作简单,设备结构紧凑,占地面积小,适用于连续操作。
膜分离技术在许多领域都有广泛的应用。
在生物医药领域,膜分离技术可用于药物的纯化和回收,生物分子的分离和纯化,如蛋白质、抗体等。
在环境保护领域,膜分离技术可用于水处理、废水处理和气体分离等。
在化工和食品工业中,膜分离技术可用于分离和浓缩有机溶剂、果汁、奶制品等。
此外,膜分离技术还在能源领域有应用,如燃料电池中的质子交换膜。
综上所述,膜分离技术是一种高效、低能耗、具有选择性的分离方法,广泛应用于生物医药、环境保护、化工和食品工业等领域。
它的原理
基于膜的渗透性和选择性,通过膜的特性实现混合物中组分的分离和纯化。
膜分离的应用

膜分离的应用膜分离是一种常用的分离技术,广泛应用于水处理、生物医药、食品加工、化工等领域。
通过使用不同孔径的膜,可以实现对溶剂、溶质、微生物等不同物质的分离和纯化。
本文将从不同方面介绍膜分离的应用。
一、水处理领域1. 脱盐膜分离技术在海水淡化和水处理领域被广泛应用。
通过反渗透膜,可以将海水中的盐分和杂质去除,得到高纯度的淡水。
这种技术在干旱地区和海岛地区具有重要的应用价值。
2. 污水处理膜分离技术在污水处理中起到了重要作用。
通过超滤膜和微滤膜,可以将污水中的悬浮固体、胶体物质和微生物去除。
同时,通过反渗透膜,可以将污水中的有机物和无机盐去除,得到清洁的水资源。
二、生物医药领域1. 药物纯化膜分离技术在药物生产中被广泛应用。
通过超滤膜和纳滤膜,可以将药物中的杂质和溶剂去除,得到纯净的药物。
这种技术可以提高药物的质量和纯度,减少对人体的副作用。
2. 血液透析膜分离技术在肾脏疾病治疗中起到了重要作用。
通过血液透析器,可以将血液中的废物和多余物质去除,保持血液中的正常成分。
这种技术可以帮助肾脏疾病患者维持生命,提高生活质量。
三、食品加工领域1. 浓缩和分离膜分离技术在食品加工中被广泛应用。
通过超滤膜和纳滤膜,可以将食品中的溶质和溶剂分离,实现浓缩和纯化。
这种技术可以提高食品的营养价值和口感。
2. 酿酒膜分离技术在酿酒过程中起到了重要作用。
通过微滤膜和超滤膜,可以去除酒中的悬浮物和微生物,保持酒的清洁度和稳定性。
这种技术可以提高酒的质量和口感。
四、化工领域1. 分离和纯化膜分离技术在化工生产中被广泛应用。
通过纳滤膜和反渗透膜,可以将化工产品中的溶剂、杂质和有害物质去除,实现分离和纯化。
这种技术可以提高化工产品的质量和纯度。
2. 膜催化膜分离技术在化学反应中起到了重要作用。
通过膜催化剂,可以提高反应的速率和选择性,减少反应的能耗和环境污染。
这种技术可以提高化学工艺的效率和可持续性。
膜分离技术具有广泛的应用前景。
膜分离技术原理及应用

膜分离技术原理及应用膜分离技术是一种利用半透膜分离溶液中组分的技术。
其原理是通过选择性渗透的膜,使得某些溶质或溶剂能够通过膜,而其他溶质或溶剂则被阻隔在膜的一侧。
膜分离技术在生物医药、化工和环境保护等领域有广泛的应用。
膜分离技术主要包括压力驱动型和浓度差驱动型两种。
压力驱动型膜分离技术是通过施加跨膜压力,使溶液通过膜的微孔、毛细孔或薄膜孔洞,实现不同组分的分离。
浓度差驱动型膜分离技术则是通过控制溶液浓度差,利用渗透压差引发溶质分子在膜上的传质过程,实现分离。
膜分离技术具有许多优点。
首先,膜分离过程无需添加化学药剂,对环境友好。
其次,相比传统的分离方法,膜分离技术具有高效、连续和节能的优势。
此外,不同孔径、材料和结构的膜可以根据需要进行选择,进行特定的分离过程。
在生物医药领域,膜分离技术被广泛应用于血液透析、血液灌流和体外膜氧合等治疗过程中。
通过选择性渗透膜,可以将溶质、代谢产物和有害物质从血液中移除,保障患者的生命健康。
在化工领域,膜分离技术常用于溶液的浓缩、纯化和分离等过程。
例如,在饮料工业中,可以使用膜分离技术去除水中的杂质,提高产品的质量。
在气体分离领域,可以利用选择性渗透的膜分离二氧化碳和氢气,用于碳捕获和氢气纯化等应用。
在环境保护领域,膜分离技术可以用于废水处理、海水淡化和酸碱废气处理等过程。
利用膜分离技术可以将废水中的有机物、重金属离子和微生物等物质分离出来,达到废水的净化和资源回收的目的。
同时,膜分离技术还可以用于海水淡化,通过选择性渗透将盐分和杂质分离出来,得到淡水资源。
此外,膜分离技术在食品加工、生物制药和能源领域也有着重要的应用。
在食品加工中,可以利用膜分离技术实现乳制品的浓缩和分离。
在生物制药中,膜分离技术可以用于蛋白质纯化和疫苗制备等过程。
在能源领域,膜分离技术可以应用于燃料电池的气体分离、油水分离和煤炭气化过程中。
综上所述,膜分离技术是一种有效、环保的分离技术,广泛应用于生物医药、化工和环境保护等领域。
膜分离技术的研究及应用现状

膜分离技术的研究及应用现状近年来,随着生物技术、食品工业、医药行业等行业的不断发展,膜分离技术得到了广泛的应用和研究。
膜分离技术以其高效、节能、环保的特点广受好评。
本篇文章将重点介绍膜分离技术的研究现状以及应用现状。
一、膜分离技术的概述膜分离技术是利用特定的膜材料对流体进行过滤、浓缩、分离甚至纯化的技术。
利用膜的分子筛分作用,将大分子、微生物、固体颗粒等物质分离出去,同时残留在膜上的溶质、小分子等物质通过膜材料的选择性通道迅速传递,从而实现分离作用。
膜分离技术的具体分类有微滤、超滤、纳滤、反渗透等,根据膜孔径的不同进行区分。
二、膜分离技术的研究现状随着生物技术、食品工业、医药行业等的不断进步,人们对膜分离技术的研究也在不断深入。
近年来,膜材料的研究中,高通量、高选择性、高耐受性、高透过率的特殊膜材料成为研究热点。
同时,利用纳米技术对膜进行改性以进行特殊过滤成为研究重点之一。
另外,随着膜分离技术的发展,膜脱水技术、膜萃取技术、膜反应器技术、膜析吸合一技术等新的应用领域正在不断涌现。
例如,利用膜脱水技术实现高盐水资源化,将高浓度的盐水进行膜过滤分离,达到资源化利用的效果。
三、膜分离技术在生物制剂制备中的应用生物技术的应用范围非常广泛,包括酶的制备、蛋白质分离纯化、DNA分离等等。
膜分离技术的优势在于可以进行多级、连续、高效的生物制剂分离纯化过程,从而大大提高了生产效率和产品质量。
在这个领域,使用超滤等膜分离技术分离出蛋白质、分离出目标酶等,与传统工艺方法相比,可以节省时间、成本和提高产率。
四、膜分离技术在食品工业中的应用食品工业是一个庞大而重要的产业,食品加工过程中需要精细的处理技术。
膜分离技术在食品加工中的应用日益普及,通过膜技术可以对液体进行过滤、浓缩、分离等处理从而改善产品的质量和纯度。
例如,膜过滤可以用于酸奶、酒类不同物质的分离;利用微过滤的方法检测饮料中的微生物,以及富含蛋白质的食品中去除其他成分等。
膜分离技术在我国水处理领域的应用实例

膜分离技术在我国水处理领域的应用实例膜分离技术是一种高效的水处理技术,通过膜材料对水中的污染物进行筛选和过滤,将水中的杂质和有害物质分离出来,从而实现水的净化和提纯。
在我国水处理领域,膜分离技术已经得到广泛的应用,下面将介绍几个具体的应用实例。
第一个实例是在饮用水处理中的应用。
随着人们对水质要求的不断提高,传统的水处理工艺已经不能满足需求,而膜分离技术具备高效、节能、环保等优点,正在逐渐成为饮用水处理的主流技术。
目前,全国各地已经建成了大量的膜分离饮用水处理厂,其中以反渗透膜和超滤膜为主要技术手段,能够使水中的有机物、无机盐、微生物等污染物得到有效去除,保证出水质量符合国家的饮用水标准。
第二个实例是在废水处理中的应用。
随着工业化的进程和城市化的发展,各种废水的产生量越来越大,如何有效地处理废水成为了一个紧迫的问题。
膜分离技术在废水处理中也有广泛的应用,可以对工业废水、生活污水等进行处理,将废水中的有害物质和污染物通过膜分离技术实现有效分离和去除,达到环保和资源化利用的目的。
第三个实例是在海水淡化中的应用。
由于我国南北水资源分布不均,南方地区缺水问题日益突出,而海水淡化技术能够将海水转化为可供人类直接使用的淡水资源,成为解决南方地区缺水问题的重要手段。
膜分离技术在海水淡化中也有着广泛的应用,能够对海水中的盐分、微生物、有机物等进行有效的分离和去除,产生出符合国家饮用水标准的淡水资源,为南方地区的水资源保障提供了有力保障。
综上所述,膜分离技术在我国水处理领域的应用实例十分广泛,涉及到饮用水处理、废水处理、海水淡化等多个方面,具有重要的经济、社会和环境保护意义。
环境工程中膜分离技术的应用

谭 潇 湖北武汉 4 3 0 0 0 0 ) ( 武 昌工学院食品工程学院 可生化性 。不过 , 此项技术需要 大通量 、 耐高温 、 抗 氧化性强的的
超滤膜及膜组件作为支持 , 这也是此项技术产 品研 发的重点 。
2 . 3反 渗 透 ( RO )
反渗透膜技术可以有效地脱 除所有 的溶质,提高了反 渗透水 质, 被广泛应用于水 的除盐处理 。同时此项技术在城市污水 , 饮用 水包括工业用水上的处理都有着 显著 的效果。能有效地去除高浓 度 的有机 物外 , 还可 以清 除水质 中所包含 的重金属及碱度含量较
经 过 多年 的科 研 , 我 国在 膜 分 离 技 术 已 经 达 到 了 国际 先 进 水 大 的等有害物质。 平, 此 间通 过对膜分离技 术的研究 , 在此领域研 发出 了众 多实用 2 . 4纳 滤 ( N F 1 产 品。 分离膜技 术以特有 的结构 和机能特性, 在环境工程 以及某些 此技术是一种新型 的膜分离技术 , 具有较强的离子选择性 , 可
理过程进 行分离 ,此 技术可通 过混合 物不 同的物理 特性进行 分 液膜分离技术 , 适用于对溶液 中含有的特定离子或者是有机 离, 甚 至包 括混合物通过分离膜不 同的速度进行分离 。作为一 门 物的分离。 它是一种悬 浮于液体 的乳液颗粒, 通过具有选择性 的渗 高新科技 ,膜分离技术 可以根据各不同机理类型的膜分离过程 , 透或者是化学反应进行有效 的萃 取和吸附的特性 ,在医药化 工 、 适应到各类不 同需求 的分离需要 。整个膜分离过程 , 可在常温下 冶炼 以及废水 处理行业 中得到 了广泛地应用。 液膜持 的传质速度 进行操作 , 无化 学反应 , 低 能高效 , 分 离过程不产 生污染 , 工艺 操 快 、 选择 性较 高 、 分离效率高 的特 点 , 可 以有效地去除工业废水 中 作简单等诸 多特点 ,与传统过 滤相 比更 适合于热敏 性物质 的分 所包含 的氨、 苯胺等 有害物质 , 与此 同时液膜分 离还具有 操作简 离, 以其特有 的性能在许多领域都得到 了广泛的应用 。 易、 设备简单 的点 , 只要 结合实 际需 求解决液膜稳 定性 的问题 以 1 . 2膜 分 离 技 术 与 环 境 保 护 的 关 系 及快速破乳 的方法 , 能有效地 把有用物 质进 行 回收 , 废水再 利用 膜分离技术通过把外部 能量 以及 化学位差当作动力 , 结合天 的环保效果 。 然膜或者合成膜进行双组分 以及 多组分溶质和溶剂进行分离 , 此 2 . 6集 成 膜 技 术 ( I MT ) 技术还可 以把物质进行等级 区分 、 物质提纯包括物质 收集 。膜分 所谓 的集 成膜技术 是通过是膜 技术结合其 它传统工 艺进行 离技术通过对多个技术过程对物 质进 行分离 , 可针对 固液 态物质 优化的技术 , 在拓宽膜分 离应用范 围上起到 了巨大的推动作用 。 有 以及气体 中的废物进行处 理 , 从而达 到排放标准 , 甚 至可 以达 到 效的结合 即提高 了膜技术能进行废物再利用 的效能 , 又能借助传 可利用物质二次回收的 目的 , 对环境保护起到了显著 的作用 。 统工艺技术对所需分离 的有害物质进行有效 的清 除效果 。 例如造 Biblioteka 资源再生方面应用前景可见 。
膜分离技术及其应用

膜分离技术及其应用膜分离技术是一种通过半透膜对流体进行分离的方法,广泛应用于水处理、生物科技、食品工业等领域。
本文将介绍膜分离技术的原理、分类及其在不同领域的应用。
一、膜分离技术的原理膜分离技术是利用半透膜的选择性通透特性,通过物质的分子大小、化学性质等差异,将混合物中的物质分离出来。
其原理主要包括渗透、扩散和分离。
渗透是指物质通过膜的透过性能,扩散是指物质在膜上的传递过程,而分离则是指膜对不同物质的选择性分离效果。
二、膜分离技术的分类根据膜的材料和分离方式的不同,膜分离技术可分为多种分类。
常见的分类包括微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。
微滤膜的分离范围通常在0.1-10微米之间,可以用于悬浊物的去除;超滤膜的分离范围为1万至100万道尔顿,可分离大分子物质;纳滤膜的分离范围在100-1000道尔顿之间,用于有机物质和溶解离子的去除;反渗透膜则是利用高压将溶剂逆向渗透,适合用于水处理等领域。
三、膜分离技术在水处理中的应用膜分离技术在水处理中具有重要的应用价值。
它可以有效地去除水中的悬浮物、细菌、病毒、颜色、异味等杂质,使水质得到提升。
其中反渗透膜是应用最为广泛的一种膜分离技术,其通过高压将溶液逆向渗透,将溶质与水分离,获得高纯度的水。
反渗透膜广泛用于饮用水处理、海水淡化、工业废水处理等领域。
四、膜分离技术在生物科技中的应用膜分离技术在生物科技领域有着广泛的应用,主要包括细胞培养、蛋白质纯化、基因工程等方面。
在细胞培养中,通过膜分离技术可以实现细胞和培养基的有效分离,保护细胞的生物完整性。
在蛋白质纯化方面,膜分离技术可以实现对不同大小、电荷的蛋白质的分离和富集。
而在基因工程中,膜分离技术则可以用于DNA片段的纯化和浓缩。
五、膜分离技术在食品工业中的应用膜分离技术在食品工业中有着广泛的应用,主要包括浓缩、分离和改良等方面。
在果汁加工中,膜分离技术可以实现果汁的浓缩和去除其中的水分,提高果汁的品质和口感。
膜分离技术的应用

7 ,’
T。应用于石油、化二『=、环保、 能源、食品、轻工等诸多领域。它有很多优 点,如分离精度高,选择性强;在常温下操作
这1%的自来水使用膜技术进行深度处理,使 之达到饮用水标准。目前,在北京、沈阳等城 市已经建成了分质供水的住宅小区。 城巾污水埘于缺水城市来说是一个重要的 潜在水源,使用膜生物反应器进行城市污水处 理,可以生产出不同用途的再生水。以北京为 例.北京每天排放200多万t废水,这些废水 若使用膜及相关技术进行深度处理,处理水可 作为工业冷却水、绿化用水和城市杂用水。这 样既可以极大地缓解城市用水需求,同时使水 资源得到充分利用。仅此一项北京每天至少可 以少排放100多万t废水,同时可节约100多 万t水资源,每年可以节水3.6亿多t。这样不 仅节约了水资源,也减少了水污染。 膜分离技术在食品工业中的应用始于20世 (下转48页)
无相态变化:能耗低,污染小:自动化程度高
等。我国在2000年将膜材料和膜产业列为国家 重点支持的22项化丁产业之一,充分反映了国 家对发展膜工业的高度重视。 水是我们生命中最重要的物质之一,殊小 知这众多的纯净水、太空水之类大多是膜的杰 作。膜是饮用水净水和纯化的最佳手段,使用 膜可以去除水中的悬浮物、细菌、有毒金属物 质和有机物,太大提高人们饮用水的质量。分 质供水是提高人们饮用水质量的有效措施。在 城市供水中,生产用水占90%,居民生活用水 占9%.而饮用水仅占1%。分质供水就是要把
万 方数据
膜分离技术的应用
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数: 齐中熙
高科技纤维与应用 HI-TECH FIBER & APPLICATION 2001,26(3) 0次
本文链接:/Periodical_gkjxwyyy200103009.aspx 授权使用:齐齐哈尔大学(qqhedx),授权号:99f239ed-df1c-49e6-9eb0-9e2b01789d76 下载时间:2010年11月11日
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膜分离技术在环境及生活中的应用-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII成绩批阅人2015-2016第二学期(课程考查论文)课程名称:现代分离方法与技术论文标题:膜分离技术在环境及生活中的应用专业班级:13应用化学(含职教师范)学号: 20134329姓名:张小龙考查时间: 2016年6月23选题结构表达格式综合总分批阅人目录1.前言 (3)1.膜分离技术 (3)1.1膜的基本概念 (3)1.2膜的基本特性 (3)1.3膜分离的基本原理 (3)2.膜分离法的分类 (4)3.膜分离技术的发展及特点 (4)3.1.1膜分离技术的发展 (4)3.1.2膜分离技术的特点 (4)4.膜分离技术在环境及生活中的一些应用 (5)4.1膜在环境上的应用 (5)4.1.1膜在大气中的应用 (5)4.1.2膜在固体废物中的应用 (5)4.1.3膜在废水中的应用 (6)4.2膜在生活中的应用 (6)4.2.1膜在饮水中的应用 (6)4.2.2膜在啤酒无菌过滤中的应用 (6)4.2.3膜在除油烟上的应用 (6)5.膜分离技术的发展前景 (6)6.结论 (7)参考文献 (8)膜分离技术在环境及生活中的应用摘要:膜分离技术( Membrane Separation Technologies)被公认为20世纪末至21世纪中期最有发展前途的高新技术之一。
随着膜设备和技术的不断发展和成熟,其在各行业中有着广泛的应用。
并以使海水淡化、烧碱生成、乳品加工等多种传统的工艺生产面貌发生了根本性的改变。
本文基于一系列文献基础上简单介绍了膜分离技术的特性以及它在环境如大气、水、废液、有机物处理和生活等方面的应用。
关键词:膜分离技术;环境;生活;应用前言:膜分离技术是指用天然或人工合成的具有选择透过性膜,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、提纯和浓缩的边缘学科高新技术[1]。
由于膜分离技术具有节能、高效、简单、造价低、无相变、可在常温下连续操作等优点,而且特别适合热敏性物质的处理的特点,其应用已渗透到人们生活和生产的各个方面,现已被广泛应用于化工、环保、生物工程、医药和保健、食品和生化工程等行业[2]。
虽然膜分离技术的应用在许多方面离产业化要求还有很长的距离,但是随着新型膜材料的不断开发、高效的强化膜过程分离技术研究的不断深入, 膜分离技术应将得到更加广泛的应用,其在未来是世界各国研究的热点,它将在各个领域发挥更引人注目的作用。
现本文对膜分离技术的一些特点及其环境与生活方面的应用现状进行综述,并且提出了膜分离技术的发展前景。
1、膜分离技术1.1膜的基本概念膜,是指在一种流体相内或是在两种流体相之间有一层薄的凝聚相,它把流体相分隔为互不相通的两部分,并能使这两部分之间产生传质作用。
膜的厚度在0.5mm以下,否则,就不称为膜。
1.2膜的基本特性(1)不管膜多薄, 它必须有两个界面,这两个界面分别与两侧的流体相接触。
(2)膜传质有选择性,它可以使流体相中的一种或几种物质透过,而不允许其它物质透过。
1.3膜分离的基本原理现代膜分离技术分离的根本原理在于膜具有选择透过性。
膜分离法是用天然或人工合成的高分子薄膜,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、提纯和富集的方法,可用于液相和气相。
对于液相分离,可用于水溶液体系、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。
例如以选择性膜为分离介质,通过在膜两边施加一个推动力(如浓度差、压力差或电位差等)时,使原料侧组分选择性地透过膜,以达到分离提纯的目的。
通常膜原料侧称为膜上游,透过侧称为膜下游。
2、膜分离法的分类膜分离法通常可以分为:电渗析、反渗透、超滤、微滤、纳滤、萃取。
3、膜分离技术的发展及特点3.1膜分离技术的发展[3](1)50年代初,为从海水或苦咸水中获取淡水,开始了反渗透膜的研究。
真正意义上的分离膜出现在20世纪60年代。
1961年,米切利斯(A. S. Michealis)等人用各种比例的酸性和碱性的高分子电介质混合物以水-丙酮-溴化钠为溶剂,制成了可截留不同分子量的膜,这种膜是真正的超过滤膜。
美国Amicon公司首先将这种膜商品化。
(2)1967年,DuPont公司研制成功了以尼龙-66为主要组分的中空纤维反渗透膜组件。
同一时期,丹麦DDS公司研制成功平板式反渗透膜组件。
反渗透膜开始工业化。
(3)自上世纪60年代中期以来,膜分离技术真正实现了工业化。
首先出现的分离膜是超过滤膜(简称UF膜)、微孔过滤膜(简称MF膜)和反渗透膜(简称RO膜)。
以后又开发了许多其它类型的分离膜。
(4)在此期间,除上述三大膜外,其他类型的膜也获得很大的发展。
80年代气体分离膜的研制成功,使功能膜的地位又得到了进一步提高。
具有分离选择性的人造液膜是马丁(Martin)在60年代初研究反渗透时发现的,这种液膜是覆盖在固体膜之上的,为支撑液膜。
60年代中期,美籍华人黎念之博士发现含有表面活性剂的水和油能形成界面膜,从而发明了不带有固体膜支撑的新型液膜,并于1968年获得纯粹液膜的第一项专利。
70年代初,卡斯勒(Cussler)又研制成功含流动载体的液膜,使液膜分离技术具有更高的选择性。
3.2膜分离技术的特点优点:(1)在常温下进行有效成分损失极少,特别适用于热敏性物质,如抗生素等医药、果汁、酶、蛋白的分离与浓缩(2)无相态变化保持原有的风味,能耗极低,其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8 (3)无化学变化典型的物理分离过程,不用化学试剂和添加剂,产品不受污染(4)选择性好可在分子级内进行物质分离,具有普遍滤材无法取代的卓越性能(5)适应性强处理规模可大可小,可以连续也可以间隙进行,工艺简单,操作方便,易于自动化(6)能耗低只需电能驱动,能耗极低,其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8 缺点:(1)膜面易发生污染,膜分离性能降低,故需采用与工艺相适应的膜面清洗方法;(2)稳定性、耐药性、耐热性、耐溶剂能力有限,故使用范围有限;(3)单独的膜分离技术功能有限,需与其他分离技术连用。
4、膜分离技术在环境及生活中的一些应用4.1膜在环境上的应用4.1.1膜在大气中的应用(1)在汽车尾气[6]的排放时,在尾气的处理过程上可能会用到膜的分离技术进行限制尾气排放中的有害气体(CO2、SO2 、CO、NO2 )等气体及杂质的排放到空气中,导致环境的破坏。
而在汽车的尾气排气系统上进行膜的分离从而可以很好的保护环境,也能使燃料充分的燃烧,既节省资源又保护了环境。
(2)用膜分离技术进行采样,分离效果好并且起富集作用,以硅铜膜渗透采样法测空气中的SO2为例SO2通过渗透膜,被塑料中的四氯汞钠[4]吸收液吸收,形成亚硫酸二氯化汞络合物,直接测定吸收液中SO2含量并以此求出周围空气中SO2浓度(mg/m3 ),这是一种实用价值较高的方法,该法设备简单且测定范围大(0.004—50mg/m3)。
以核膜孔作采样滤膜 HNO3-H2O2浸洗,无焰原子吸收光谱法可同时测大气飘尘中的锰和铅,检出限分别为5.0 x 10 和9.5 X 10克/米大气,此法的优点是:①膜的吸收性小,采样前后无需在干燥器中长时间衡重。
②重复试验使用一次或数次的空白膜、锰、铅、镉、镍的本底值均为零。
③采样效率高:两张滤膜叠放锰、铅的收集教率达 100%。
④洗脱方便,混酸(1M H N03 与3%H202按 4:1体积临时配制)浸洗30分钟,金属成分已浸洗完全。
⑤经浸洗冲净的滤膜,其性能不变,可继续使用。
故用此法,成本低,方法简单。
此外大气中微量 SO2还可用电导全传感膜进行分离测定,它不受 H2S 或CH3SH 的影响,重现性好。
(3)在工业上的有害气体排入到大气中时,用膜的分离技术在工厂尾气的排放的排出口采用膜分离,这样可以将气体中的有害杂质和气体阻挡,使其不进入大气,从而也避免了空气受污染,这样也使得空气更新鲜环境更美好。
4.1.2膜在固体废物中的应用随着经济的发展,生活水平的不断提高,工业发展的比较快速,有许多的含固体废物被到处乱排乱发放,导致了水体、空气及土壤含有重金属及不可降解的固体物。
在膜分离技术上存在含固体物时可以首先经过滤的方式先除去一些非金属及胶体类杂质,然后再用阳离子或者是阴离子交换膜除去其中的固体成分,这样也能在水体中通过膜的分离技术很好的使固体污染在水体中不存在,是水体的溶解平衡,水体没有固体污染,变得更加洁净。
4.1.3膜在废水中的应用随着工业化的发展,大量的工业废水和生活废水排入水体中,严重影响了水质。
为了保护环境不受污染,并能回收一些有用物质,需对工业和生活污水进行处理,以达到排放标准要求。
废水处理中常采用超滤和纳滤技术[5]。
据研究采用纳滤技术处理城市污水,可有限地降低水的浊度、色度及有机物;经超滤处理后的出水可用于循环冷却水、造纸用水等对水质要求不高的工业用水水源,这大大地提高了水的利用率,也保护了水资源的循环利用。
4.2、膜在生活中的应用4.2.1膜在饮用水中的应用近年来,膜分离技术在饮用水制取方面得到了广泛应用,而且处理规模也越来越大。
仅应用超滤工艺的水厂中净化规模每天在 20×104m3以上的已有数据,超滤水厂的总处理量已超过每天 800×104m3 [9]。
还有许多厂家利用微滤工艺进行处理,可见,膜处理法已经成为饮用水制取最常见的方法。
微滤可以有效去除小颗粒有机物和悬浮固体,但天然和人工合成的有机物仅用微滤的方法是不能去除的,需要与其他方法相结合,微滤结合混凝、吸附预饮用水越来越引起人们的关注,赵鹏[10]等人用两个 PAC结合微滤技术处理河水,在两个反应器中维持很高的出水通量达到 167L/m2·h,实验证明不同粒径的 PAC,在高通量下都对有机物有很好的去除率。
韩国的 Jeong-ikOh[10]等人研究微滤结合在线快速搅拌器加混凝剂生产饮用水,当加入混凝剂为1.1 mg/L时,膜阻力最小,电势接近于零,此时具有很好的处理效果。
4.2.2在啤酒无菌过滤中的应用啤酒的无菌过滤是啤酒生产过程中提高产品质量的重要环节,它直接关系着啤酒品质的稳定性、外观及口感。
曹义鸣等[7]采用无机陶瓷膜对啤酒进行除菌过滤,对膜孔径的选择、膜器结构优化、膜滤运行过程强化等方面进行了系统的试验研究,提出了一套新型高效的膜器结构与工艺设计的依据;翁佩芳等[8]还采用膜错流过滤和新型的无菌灌装系统的消毒灭菌方法对无菌生啤酒的生产工艺进行设计,使整个生产工艺系统高效、优化运行,同时加强生产操作及卫生的管理,生产出色泽、品质优良、保质期长的无菌鲜啤酒。