1、膜分離：膜分離： 一般是指利用膜對流體混合物中不同組分的選擇性滲透的特點來分離流體混合物的操作過程 膜分離的應用：膜分離的應用：(1) 分散得很細的固體，特別是與液體密度相近，膠狀的可壓縮的固體微粒；(2) 低分子量的不揮發的有機物、藥物與溶解的鹽類；(3) 對溫度、酸堿度等物理化學條件特別敏感的生物物質。 涉及氣體分離、水溶液分離、生化產品的分離與純化等操作的食品和飲料加工過程、工業污水處理、大規模空氣分離、濕法冶金、氣體和液體燃料的生產及石油化工制品的生產等過程過程 膜膜 主要功能主要功能 推動力推動力 微濾微濾對稱細孔高分子膜對稱細孔高分子膜孔徑孔徑0.0310 nm 濾除濾除 50 n

2、m的顆的顆粒粒 壓差壓差 0.1 MPa 超濾超濾非對稱多孔膜非對稱多孔膜孔徑孔徑120 nm 濾除濾除 5100 nm的的顆粒顆粒 壓差壓差 0.1 MPa 反滲透反滲透非對稱性或復合膜非對稱性或復合膜孔徑孔徑0.11 nm 水溶液中溶解鹽類水溶液中溶解鹽類的脫除的脫除 壓差壓差1 10 MPa 滲析滲析( (透析透析非對稱離子交換膜非對稱離子交換膜孔徑孔徑110 nm 水溶液中無機酸、水溶液中無機酸、鹽的脫除鹽的脫除 濃度差濃度差 電滲析電滲析陰、陽離子交換膜陰、陽離子交換膜孔徑孔徑110 nm 水溶液中酸、堿、水溶液中酸、堿、鹽的脫除鹽的脫除 電位差電位差 氣體分離氣體分離均質膜和非對稱

3、膜均質膜和非對稱膜 濾除濾除 50 nm的顆的顆粒粒 壓差壓差110 Mpa濃度差濃度差 滲透汽化滲透汽化復合膜復合膜 水、有機物的分離水、有機物的分離 滲透邊的分壓下滲透邊的分壓下降降 液膜液膜液體保存在多孔膜中液體保存在多孔膜中 鹽、生理活性物質鹽、生理活性物質的分離的分離 濃度差濃度差 常見的膜分離過程常見的膜分離過程 膜材料膜材料材料特點纖纖維維素素二醋酸纖維素二醋酸纖維素 (CDA)(CDA)、三醋酸纖、三醋酸纖維素維素 (CTA)(CTA)、硝化纖維素、硝化纖維素(CN)(CN)，混合纖維素混合纖維素(CN-CA)(CN-CA)、乙基纖維素、乙基纖維素(EC)(EC)等。等。成孔性

4、、親水性好、價廉易得，使用溫成孔性、親水性好、價廉易得，使用溫度范圍較廣，可耐稀酸，不適用于酮類，度范圍較廣，可耐稀酸，不適用于酮類，酯類、強酸和堿類等液體的過濾。酯類、強酸和堿類等液體的過濾。聚聚酰酰胺胺尼龍尼龍-6(NY-6)-6(NY-6)、尼龍、尼龍-66(NY-66)-66(NY-66)、芳香聚酰胺芳香聚酰胺(PI)(PI)、芳香聚酰胺酰、芳香聚酰胺酰肼肼(PPP)(PPP)、聚苯砜對苯二甲酰、聚苯砜對苯二甲酰(PSA)(PSA)具親水性能，較耐堿而不耐酸，在酮、具親水性能，較耐堿而不耐酸，在酮、酚、醚及高相對分子質量醇類中，不易酚、醚及高相對分子質量醇類中，不易被浸蝕，孔徑型號也較

5、多。被浸蝕，孔徑型號也較多。聚聚砜砜聚砜聚砜(PS)(PS)、聚醚砜、聚醚砜 (PES)(PES)微濾膜微濾膜具有良好的化學穩定性和熱穩定性，耐具有良好的化學穩定性和熱穩定性，耐輻射，機械強度較高。輻射，機械強度較高。含含氟氟材材料料聚偏氟乙烯膜聚偏氟乙烯膜(PVDF)(PVDF)、聚四氟乙、聚四氟乙烯膜烯膜(PTFE)(PTFE)、聚全氟磺酸、聚全氟磺酸化學穩定性好，耐高溫。如化學穩定性好，耐高溫。如PTFEPTFE膜，膜，4040260260o oC C，可耐強酸，強堿和各種有機，可耐強酸，強堿和各種有機溶劑。具疏水性，可用于過濾蒸氣及腐溶劑。具疏水性，可用于過濾蒸氣及腐蝕性液體。蝕性液體

6、。一、板框式一、板框式二、圓管式二、圓管式圓管式膜組件的機構主要將膜和支撐體均制成管狀。 螺旋卷式膜組件是將做好的平板膜密封成膜袋，在兩膜螺旋卷式膜組件是將做好的平板膜密封成膜袋，在兩膜袋間襯以網狀間隔材料并緊密地卷繞在多孔中心管上制成。袋間襯以網狀間隔材料并緊密地卷繞在多孔中心管上制成。 1-密封圈(原溶液)；2-滲透物收集管；3、4-濃縮物；5、9-進料-分隔板；6、8-膜；7-滲透物-分隔板；10-膜的粘合；11-外殼；12-滲透槽三、螺旋式膜組件三、螺旋式膜組件 將幾十萬根或更多的中空纖維束的一端封死，另一端固定將幾十萬根或更多的中空纖維束的一端封死，另一端固定在管板上，再裝入圓筒型耐

7、壓容器內制成。特點是自承式。在管板上，再裝入圓筒型耐壓容器內制成。特點是自承式。四、中空纖緯式膜組件四、中空纖緯式膜組件一、反滲透一、反滲透滲透現象：滲透現象：即純溶劑通過半透膜由純溶劑一側向溶液一側即純溶劑通過半透膜由純溶劑一側向溶液一側的自發流動過程。的自發流動過程。滲透壓：滲透壓：滲透過程達平衡時半透膜兩側形成的壓差滲透過程達平衡時半透膜兩側形成的壓差 。反滲透：反滲透：在濃溶液一側加壓，使膜兩側的壓差大于溶液的在濃溶液一側加壓，使膜兩側的壓差大于溶液的滲透壓滲透壓( ( pp ) )，溶劑從溶液一側向純溶劑一側液流動。，溶劑從溶液一側向純溶劑一側液流動。 稀溶液 濃溶液 半透膜 滲透

8、稀溶液 濃溶液 半透膜 平衡 稀溶液 濃溶液 半透膜 反滲透 p 在一半透膜兩側的兩種溶液中的小分子溶質或溶劑通在一半透膜兩側的兩種溶液中的小分子溶質或溶劑通過膜進行交換，而大分子被截留在各自的一側的現象，稱過膜進行交換，而大分子被截留在各自的一側的現象，稱為透析。為透析。 人工腎是透析過程最成功人工腎是透析過程最成功的范例。自的范例。自19431943年年KolffKolff用用醋酸纖維素膜制成的人工醋酸纖維素膜制成的人工腎對血液進行透析治療尿腎對血液進行透析治療尿毒癥獲得成功后，透析技毒癥獲得成功后，透析技術在血液濾過、血液灌流術在血液濾過、血液灌流和血漿分離等多種治療方和血漿分離等多種治

9、療方法上得到應用。法上得到應用。 水 x1 溶質 B A 滲出液 原液 x 2 水或溶劑 滲析液 溶劑+擴散分子 二、滲透二、滲透原理：壓力差的作用下，利用膜的孔徑的大小對原理：壓力差的作用下，利用膜的孔徑的大小對微粒進行機械篩分和截留，而吸附截留的作用相微粒進行機械篩分和截留，而吸附截留的作用相對較小。對較小。 三、微孔過濾三、微孔過濾常用的膜是醋酸纖維素和硝酸纖維素等混合常用的膜是醋酸纖維素和硝酸纖維素等混合組成。其它商業化膜有再生纖維素膜，聚氯組成。其它商業化膜有再生纖維素膜，聚氯乙烯膜，聚酰胺膜和陶瓷膜等。乙烯膜，聚酰胺膜和陶瓷膜等。工業上主要用于無菌液體、超純水的生產和工業上主要用于

10、無菌液體、超純水的生產和空氣過濾。空氣過濾。 原理：原理：溶液在壓力差的作用下，溶劑和小于膜孔徑的溶質由膜溶液在壓力差的作用下，溶劑和小于膜孔徑的溶質由膜透過，而大于膜孔徑的溶質則被截留，從而達到溶液的凈化、透過，而大于膜孔徑的溶質則被截留，從而達到溶液的凈化、分離和濃縮。分離和濃縮。 四、超濾四、超濾 A+B 溶液 A 溶液 B 溶液 超濾與微濾的不同之處在于能截留溶解的大分子，與反超濾與微濾的不同之處在于能截留溶解的大分子，與反滲透的不同之處在于所截留的大多為大分子溶質。滲透的不同之處在于所截留的大多為大分子溶質。 超濾應用非常廣泛，從家用凈水器到現代化工業生產。超濾應用非常廣泛，從家用凈水器到現代化工業生產。 混合氣體在壓差作用下通過分離膜，利用混合氣中的各組混合氣體在壓差作用下通過分離膜，利用混合氣中的各組分分子在膜中的透過速率不同而達到分離的目的。分分子在膜中的透過速率不同而達到分離的目的。滲透物 殘留物 原料氣 氣體膜分離過程示意圖 特點：特點：能耗低、操作簡單、裝置緊湊并