膜分离技术研究概况及在医药工业中的应用.pdfVIP

维普资讯 7羊第穸期 医菊化工 5 匿 膜分离技术研究概况及在医药工业中的应用 高海燕 膜分离技术的研究概况 力下 ，对 35000mg／LNaC1溶液 ，脱盐率 99．4％一 99．7％，水通量 20-30L／ m2·h 。 膜分离法按其分离对象可分为气体 蒸汽 分离 2 复合膜 和液体分离等。按分离方法又可分为反渗透法 RO 、 复合膜的概念是在 1963年提出的，其创新点在 微滤法 MF 、超滤法 UF 、透析 D 、电渗析法 ED 、 于膜的脱盐层和支撑层分别 由优选的材料来制备，如 气体分离 GS 和渗透蒸发 PV 以及与其他过程相结 脱盐层 约 0．2lxm厚 是芳香族聚酰胺，支撑层是聚 合的分离过程，如膜蒸馏、膜萃取等。就膜本身而言， 砜，这使膜的性能进一步提高。历年来，开发了许多不 按膜的材料 ，可分为有机膜 或高分子膜 及无机膜 ； 同用途的复合膜，如用于海水淡化的”高脱盐型”，纯 按膜的结构又可分为对称膜和不对称膜。 水制备的”超低压和极低压型”，废水处理的”耐污染 下面就介绍一下几种膜的研究进展情况。 型”等．最近海水淡化的”高脱盐型”复合膜性能大大提 高，在5．52MPa操作压力下，对 35000mg／LNaC1溶 1．1反渗透膜分离技术1]【 目前主要海水淡化方法有多级闪蒸 MSF 、海水 液 ，脱盐率为 99．8％，水通量40L／ m2·h 以上 。 反渗透 SWRO 、多效蒸发 MED 等，其 中反渗透约 1．1．2膜组器技术的发展 占44％。 反渗透膜组器技术的创新，使膜的性能得以充分 除SWRO淡化之外 ，反渗透 RO 还广泛用于苦 的发挥，这里特别提出的是中空纤维反渗透器和卷式 咸水淡化以及纯水和超纯水的制备 ，并成为其最经济 反渗透元件． 的制备工艺过程。纯水和超纯水的制备在电子、电力、 1 中空纤维反渗透器 化工、石化、医药、饮料、食品、冶金等各行业广泛采 经多年的研究开发 ，1975年美 国DuPont公司推 用；苦咸水淡化在西部大开发中将进一步发挥作用。 出B一1O型海水脱盐用聚酰胺 中空纤维反渗透器 ； RO预浓缩技术是在膜下游获得淡水的同时，上游料 1980年 13本 Toyobo公司推 出Hollosep型海水脱盐用 液被浓缩，这已在化工、医药、食品和中草药等领域得 CTA中空纤维反渗透器．其特点是一支反渗透器内可 以应用 ；在环保方面 ，RO也用于 电镀 、矿山、放射 、垃 含几十万到几百万条 中空纤维 ，具有最高的膜面积堆 圾渗滤等废水的浓缩处理，水 回用或达标排放等。 砌密度 。 1．1．1反渗透膜的发展 2 卷式反渗透元件 在反渗透膜发展的历史中，不对称膜和复合膜 的 卷式元件概念是 1964年提出的，经 1O多年的多 研发是创新的2个范例。 次更新换代，上世纪 7O年代中商品化，其构思是数个 1 不对称膜 膜片对和流道隔网绕 中心多孔产水管卷起来 ，呈筒 Loeb和Sourirajan于 1960年制得了世界上第一 状 ；使用时几个元件以串接方式放入压力容器中。经 高脱盐率，高通量，不对称醋酸纤维素 CA 反渗透 膜片对的数 目和宽度、流道隔网的式样和厚度、粘合 膜 ，其创新在于，以往的膜皆为均相致密膜 约0．Imm 和密封方式、多个元件产水的收集方式和端封等的不 厚 ，传质速度极低，无实用价值，而不对称膜仅表皮 断研究和改进，目前，复合膜广泛用于卷式元件的大 层是致密的 约 0．2m厚 ，就这一点 ，使传质速度提 规模生产，元件的直径为4英寸、8英寸、l6一l8英寸 高了近 3个数量级 。上世纪 7O年代研制 了优异的 等，以8英寸的居多。 CA—CTA膜，其 中之一的性能为在 1O．2MPa操作压 1．1．3 关键设备的不断改进 维普资讯 6 医药化工 羊穸月 SWRO用的关键设备，如高压泵和能量 回收装置 件下加热沸腾含有／不含模板剂的水溶液活化凝胶 晶 也得到快速的发展。除高压泵 的品种和型号不断增 化成膜。与传统的水热法相比，合成过程 中配置的合 多，容量不断增大 ，以及效率不断提高 达 80％以上 成液可以循环使用多次，可减少溶液的浪费，同时提 之外，特别应提及的是能量 回收装置 ，第一代能量 回 高分子筛的产量，但利用该法很难保证其硅铝凝胶的 收装置是与高压泵电机主轴相连的涡轮机 ，之后是水 全部转化，而且在晶化的同时会有几种分子筛 同时形 力涡轮增压器，效率都在60％～70％；新一代产品为功 成，这不利于分子筛膜 的稳定性 。另外，要在载体表面 或压力交换器，直接将压力由浓海水传给新进 的海 形成均匀且较薄的凝胶层也较困难。 水，效率大于 90％，这样反渗透