分離與富集技術第三章膜分離

1、3.1概論概論膜的定義膜的定義：在一種流體相內或兩種流體相之間有一薄層凝聚相物質把流體相分隔成兩部分，這一薄層物質就是膜。?膜分離膜分離：以固相膜作為選擇障礙層，利用膜的選擇性（孔徑大?。?，以膜的兩側存在的能量差作為推動力，對雙組分或多組分的溶質和溶劑進行分離、分級、提純和富集的方法。1膜分離的發(fā)展史2膜分離的特點膜分離的特點?操作在常溫下進行；物理過程，不需加入化學試劑；?不發(fā)生相變化（因而能耗較低）；?在很多情況下選擇性較高；?濃縮

2、和純化可在一個步驟內完成；?設備易放大，可以分批或連續(xù)操作。3膜的分類膜的分類?按孔徑大?。何V膜、超濾膜、反滲透膜、納濾膜?按膜結構：對稱性膜、不對稱膜、復合膜?按材料分：天然膜、合成有機聚合物膜、無機材料膜?多孔膜與致密膜：前者具有多孔性結構，膜內孔徑0.0520μm，如微濾膜、超濾膜、納濾膜，后者無多孔性結構，其通過速率主要取決于擴散速率，如反滲透膜、滲透蒸發(fā)幾種常見的膜幾種常見的膜：（1）對稱膜）對稱膜：結構與方向無關的膜，孔徑

3、可一致，結構可不規(guī)則（2）不對稱膜：）不對稱膜：由一個很薄但比較致密的分離層和多孔支撐層組成，此類膜具有高的傳質速率和良好的機械強度，膜通量比對稱膜高10100倍。（3）復合膜：）復合膜：結構與不對稱膜相似，其中選擇性膜層（活性膜層）沉積于具有微孔的支撐層表面。復合膜的性能不僅取決于具有選擇性的表面薄層，而且受微孔支撐層的影響。（4）無機膜）無機膜:化學穩(wěn)定性好、耐強酸、強堿、強氧化劑、化學溶劑；熱穩(wěn)定性好，耐高溫；通量較大，污染少；機

4、械強度高，使用周期長；允許條件苛刻的清洗操作(蒸汽滅菌、高壓反沖洗等)常見膜分離方法常見膜分離方法?按分離粒子大小分類：透析（Dialysis，DS）微濾（Microfiltration，MF）超濾（Ultrafiltration，UF）納濾（Nanofiltration，NF）反滲透（Reverseosmosis，RO）電滲析（Electrodialysis，ED）滲透氣化（Pervapation，PV）?按照截留分子量：微濾0.02

5、～10μm微孔濾膜的制備方法微孔濾膜的制備方法（1）相轉化法將配制好的制膜液，經(jīng)過濾、除氣后在金屬或玻璃上流延成薄層，在一定溫度、濕度下，讓溶劑蒸發(fā)而成膜；（2）燒結法取顆粒大小一定的膜材料細粉置于一定的模具內，嚴格控制溫度和壓力，使細粉粒子表面由軟變熔，進而互相粘結而形成多孔體，經(jīng)機械加工后制得濾膜；（3）溶出法本法是在制膜基材中混入某些可溶性固體細粉，成膜后用水或其他溶劑將其溶出，從而形成多孔膜。微孔濾膜的品種2反滲透反滲透——分離

6、溶劑分子與溶質分子的方法新型膜分離技術，近二十年來取得很大進展：19531960發(fā)明，首次用于海水淡化，與蒸餾法相比顯示出它的優(yōu)越性。?對海水和苦咸水的脫鹽淡化、鍋爐水處理、超純水制備、廢水凈化等，反滲透法有其它方法不可取代的優(yōu)勢。?已用于世界上最大的海水淡化廠，沙特的捷達廠，56800m3d反滲透的概念反滲透的概念?一種只能通過溶劑，而不能通過溶質的膜即為理想的半透膜。?在一種容器中間設置半透膜，一邊加入溶液，一邊加入溶劑，此時溶劑自

7、發(fā)的穿過半透膜向溶液擴散，這叫作滲透滲透，這個過程使得溶液液面升高，當高壓（H）達到一定程度，抵消了溶劑向溶液流動的趨勢，即達到平衡。H稱為溶液的滲透壓稱為溶液的滲透壓π。若在溶液液面加一個大于π的壓力P時，溶液中的溶劑將向相反的方向流動，即從溶液中向溶劑中流動，這就是“反滲透反滲透”（reverseOsmosis）。?基于此原理建立濃縮和純化的方法，叫反滲透工藝。反滲透工藝。?????乙酸纖維素與硝酸纖維素聚氯乙烯聚等四氟乙烯應用：除