现代分离技术与方法论文

浅谈膜分离技术的应用与前景

目录

引言

(一)、膜分离技术概述

1—1、膜分离技术的原理及优势

1—2、膜分离技术的种类

1—3、膜材料及特点

（二）、膜分离技术的设备及应用

2—1、相关设备

1、陶瓷膜分离技术和设备

2、超滤膜分离技术和设备

3、不锈钢膜分离技术和设备

4、反渗透膜分离技术和设备

5、多功能集成膜设备

6、中空纤维膜分离技术和设备

2—2、相关应用

1、膜分离技术在食品工业中的应用

2、膜分离技术在水处理中的应用

3、膜分离技术在生物技术中的应用

4、在医药工业中的应用

（三）、膜分离技术的前景及个人建议

参考文献

浅谈膜分离技术的应用与前景

摘要：膜分离技术是一种新型的分离技术，它是一种分离效率高、快速而且节能的21世纪的高新技术。膜分离技术被作为一种新型的分离技术应用于现代。按照其分离过程和特征的不同，膜分离技术可以分为几种，包括电渗析、反渗透、超滤、气体分离等等。然后，介绍了膜分离的设备、应用及其一些优势。最后，张望了一下膜分离技术的前景并且提出了一些我个人的建议。

关键词:膜分离，技术，应用，前景

Abstract:The membrane extraction technique is a new type extraction technique with high efficiency,high speed and saving energy in the 21st century.Membrane separation is applied as a new kind of separation technology .The separation mechanism and characteristics of different kinds of membrane technologies were introduced,including electrodialysis,reverse osmosis,ultrafiltration,gas separation, membrane reactor and so on.Further more,the equipment ,the application , and some advantage of it. Finally, application prospect of membrane separation technology was presented ,and my opinion advise.

Keywords:membrane separation; technique； application;progress

引言:人们对膜进行科学研究是近几十年来的事。1950年朱达W.Juda试制出选择透过性能的离子交换膜，奠定了电渗析的实用化基础。1960年洛布和索里拉简(首次研制成世界上具有历史意义的非对称反渗透膜，这在膜分离技术发展中是一个重要的突破，使膜分离技术进入了大规模工业化应用的时代。其发展的历史大致为：20世纪30年代微孔过滤；40年代透析；50年代电渗析；60年代反渗透；70年代超滤和液膜；80年代气体分离；90年代渗透汽化。[1]此外，以膜为基础的其它新型分离过程，以及膜分离与其它分离过程结合的集成过程也日益得到重视和发展。我国的膜分离技术的发展是从1958年对离子交换膜的研究开始的，起步比较晚，但经过数十年坚持不懈的努力，我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。

(一)、膜分离技术概述

膜分离技术被公认为20世纪末至21世纪中期最有发展前途的高新技术之一。膜分离技术目前已广泛应用于各个工业领域，并已使海水淡化、烧碱生产、乳品加工等多种传统的工业生产面貌发生了根本性的变化，膜分离技术已经形成了一个相当规模的工业技术体系。

[2]

1—1、膜分离技术的原理及优势

膜分离是指用半透膜作为障碍层,借助于膜的选择渗透作用,在能量、浓度或化学位差的作用下对混合物中的不同组分进行分离提纯。由于半透膜中滤膜孔径大小不同,可以允许某些组分透过膜层,而其它组分被保留在混合物中,以达到一定的分离效果。

膜分离兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，与蒸馏、吸附、吸收、萃取、深冷分离等传统分离技术相比，与传统的蒸馏、吸附、吸收、萃取、深冷分离等分离技术相比，膜分离具有以下优点[3]：

（1）膜分离通常是一个高效的分离过程

（2）膜分离过程的能耗(功耗)通常比较小

（3）多数膜分离过程的工作温度在室温附近，特别适用于对热敏物质的处理

（4）膜分离设备本身没有运动的部件，工作温度又在室温附近，所以很少需要维护，可靠度很高。它的操作十分简单，而且从开动到得到产品的时间很短，可以在频繁的启、停下工作。

（5）膜分离过程的规模合处理能力可在很大范围内变化，而它的效率、设备单价、运行费用等都变化不大。

（6）膜分离由于分离效率高，通常设备的体积比较小，占地较少，可以直接插入已有的生产工艺流程，不需要对生产线进行大的改变。

1—2、膜分离技术的种类

膜分离过程按照其开发的年代先后有微孔过滤（MF,1930）、透析（D，1940）、电渗析（ED，1950）、反渗透（RO，1960）、超滤（UF，1970）、气体分离（GP,1980）和纳滤（NF，1990）等，正在研究中的新的膜技术有真空膜蒸馏、支撑液膜、膜萃取、膜生物反应器、膜控制释放、仿生膜以及生物膜等过程[4]，膜分离技术相关特性如表1所示:

表 1 膜分离技术的特性[5]

分离过程透过组

分

截留组分分离驱

动力

分离原理膜类型进料或透过

物的物理状

态

微滤溶液、气

体0.02～

10um

压力差筛分多孔膜液体或气体

超滤小分子

溶液

1～20um

大分子溶

质

压力差筛分非对称

膜

液体

纳滤溶剂、低

价小分

子溶质1nm以上

溶质

压力差溶解～扩

散（唐南效

应）

非对称

膜或复

合膜

液体

反渗透溶剂、可

被电渗

析截留

的组分

0.1～1nm

小分子溶

质

压力差优先吸附、

毛细管流

动、溶解～

扩散（唐南

效应）

非对称

膜或复

合膜

液体

渗析小分子

溶质

>0.02um

截留，血

液渗析

中>0.05u

m截留

浓度差筛分微孔

膜内的受

阻扩散

非对称

膜或离

子交换

膜

液体

电渗析小离子

组分

同性离

子、大离

子和水

电化学

势、电

渗透

反离子经

离子交换

膜的迁移

离子交

换膜

液体

气体分离气体、较

小组分

或膜中

易溶组

分

较大组分

（除非膜

中溶解度

高）

压力差溶解～扩

散

均质膜、

复合膜、

非对称

膜、多孔

膜

气体