膜分离技术PPT.ppt

膜分离技术简介 二○○七年七月 目录 发展简史 基础知识 常用技术 设备简介 特点 展望 致谢 人类对于膜现象的研究源于1748年，然而认识到膜的功能并用于为人类服务，却经历了200多年的漫长过程。大致历程（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 国内研究历程 1958年开始研究离子交换膜； 1965年开始对反渗透膜进行探索； 1966年上海化工厂聚乙烯异相离子交换膜正式投产，为电渗析工业应用奠定了基础； 70年代相继对电渗析、反渗透、超滤和微滤膜及组件进行研究开发，进而进入推广应用阶段； 80年代中期我国气体分离膜的研究取得长足进步； 90年代国家科技部对无机陶瓷微滤膜的工业化技术组织了科技攻关，推进了陶瓷微滤膜的工业化进程。 二、基础知识 1. 膜（membrane） （1） 定义：在一定流动相（液体or气体）中，有一薄层凝聚相物质，把流动相分隔成两部分，这一薄层即为膜。其厚度在0.5mm以下。 （2）分类： 按孔径不同（or截留分子量）:可分为 微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜 按材料不同：无机膜(微滤膜，如：陶瓷膜和金属膜) 有机膜（高分子材料做成，如醋酸纤维素CA、聚醚砜PES、芳香族聚酰胺、聚氟聚合物等）。 按结构分 对称膜 （均相膜） ：结构与方向无关 不对称膜（非均相膜）：结构与方向有关 2.?原理：膜分离技术是以选择性多孔薄膜为分离介质，使分离的溶液借助某种推动力（如：压力差、浓度差、电位差等）通过膜，低分子溶质透过膜，大分子溶质被截留，以此来分离溶液中不同分子量的物质，从而达到分离、浓缩、纯化目的。 示意图 3.膜分离过程类型 4.膜过滤方式： 终端过滤(dead end filtration )? 以压力作为推动力，料液流动方向 与滤膜表面垂直，并且透过液方向与料 液一致。 错流过滤（cross flow filtration） 透过液方向垂直于进料的方向，而 料液流动方向与滤膜表面平行，进料以 一定流速冲刷膜表面,减小浓差极化效应。  三、常用技术分类 1.微滤（Microfiltration,MF） 微滤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。 特别适用于微生物、细胞碎片、微细沉淀物和其他在“微米级”范围的粒子。 2.超滤(Ultrafiltration,UF) 原理：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。 分类：一般分为板框式（板式）、中空纤维式、管式、卷式等多种结构。 应用：浓缩，脱盐，分离，纯化，去热原，缓冲液置换等。 ★两种压力差 △p=p进-p出 （回流液的循环动力） 一般10 psi左右 调节方式：泵速，回流阀 △pt=[(p进-p0)+(p出-p0)]*1/2 =(p进+ p出)*1/2-p0 (膜过滤推动力) 3.纳滤(Nanofiltration ,NF) 介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程，孔径范围在几个纳米左右。与其他压力驱动型膜分离过程相比，出现较晚。 与反渗透相比，其操作压力更低，因此纳滤又被称作“低压反渗透”或“疏松反渗透”( Loose RO )。 应用：食品工业、植物深加工、饮料工业、农产品深加工、生物医药、生物发酵、精细化工、环保工业…… 纳滤膜三大特点 MWCO介于反渗透膜和超滤膜之间，一般为 150 ～ 1000 dalton；科学家推测其表面分离层可能拥有 1nm 左右的微孔结构，故被称之为 “ 纳滤 ” 。 纳