膜概述及其应用.docx

膜（微滤、超滤、纳滤、反渗透）概述及其应用膜技术简介为了满足工业生产和饮用水方面的要求，各种膜的技术应运而生它与传统过滤的不同在于，膜可以在 分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂 膜是具有选择性分 离功能的材料，利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离膜的孔 径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗 透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择 性较小有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等微滤（MF）又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程微滤膜的材质分为 有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等无机膜材料有陶瓷 和金属等鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其 他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1〜1微米，故微滤膜能对大直 径的菌体、悬浮固体等进行分离。

可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌超滤（UF）是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1000um分子量之间超 滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的 筛分过程以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只 允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在1000〜 300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液 的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源应用：澄清纯化分离所采用的膜主要是超/微滤膜，由于其所能截留的物质直径大小分布范围广，被广泛应 用于固液分离、大小分子物质的分离、脱除色素、产品提纯、油水分离等工艺过程中超/微滤膜分离可取代传统工艺中的自然沉降、板框过滤、真空转鼓、离心机分离、溶媒萃取、树脂提 纯、活性炭脱色等工艺过程澄清纯化技术可采用的膜分离组件主要有：陶瓷膜、平板膜、不锈钢膜、中空纤维膜、卷式膜、管式 膜纳滤（NF）是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在80〜1000的范围内， 孔径为几纳米，因此称纳滤。

基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、食品工业等诸多领域 显示出广阔的应用前景对于纳滤而言，膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征，通常截留率 范围在60〜90%，相应截留分子量范围在100〜1000，故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分 离，实现脱盐与浓缩的同时进行应用：在浓缩提纯工艺上主要采用截留分子量在100〜1000Dal的纳滤膜纳滤膜的主要特点是对二价离 子、功能性糖类、小分子色素、多肽等物质的截留性能高于98%，而对一些单价离子、小分子酸碱、醇等 有30〜50%的透过性能，常被应用于溶质的分级、溶液中低分子物质的洗脱和离子组分的调整、溶液体系 的浓缩等物质的分离、精制、浓缩工艺过程中纳滤膜分离技术常被用于取代传统工艺中的冷冻干燥、薄膜蒸发、离子交换除盐、树脂工艺浓缩、中 和等工艺过程浓缩提纯技术可采用的膜组件主要有：卷式膜、管式膜反渗透（R0）是利用反渗透膜只能透过溶剂（通常是水）而截留离子物质或小分子物质的选择 透过性，以膜两侧静压为推动力，而实现的对液体混合物分离的膜过程反渗透是膜分离技术的一个重要 组成部分，因具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作方便运行可靠等诸多优点，而成为海水和苦咸 水淡化，以及纯水制备的最节能、最简便的技术.目前已广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等 诸多行业。

反渗透技术已成为现代工业中首选的水处理技术反渗透的截留对象是所有的离子，仅让水透过膜，对NaCl的截留率在98%以上，出水为无离子水 反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质，也即能截留所有的离子，在生 产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛膜分离的基本工艺原理是较为简单的在过滤过程中料液通过泵的加压，料液以一定流速沿着滤膜的 表面流过，大于膜截留分子量的物质分子不透过膜流回料罐，小于膜截留分子量的物质或分子透过膜，形 成透析液故膜系统都有两个出口，一是回流液（浓缩液）出口，另一是透析液出口在单位时间（Hr）单位膜面积（m2）透析液流出的量（L）称为膜通量（LMH），即过滤速度影响膜通量的因素有：温度、 压力、固含量（TDS）、离子浓度、黏度等由于膜分离过程是一种纯物理过程，具有无相变化，节能、体积小、可拆分等特点，使膜广泛应用 在发酵、制药、植物提取、化工、水处理工艺过程及环保行业中对不同组成的有机物，根据有机物的分 子量，选择不同的膜，选择合适的膜工艺，从而达到最好的膜通量和截留率，进而提高生产收率、减少投 资规模和运行成本。