膜与膜过程_第一章_序论.ppt

新和膜分离过程特点：利用生物特异性和选择性，不受分子量的大小的限制。原测上只要选择合适的膜，采用有效的活化手段，共价键合上能与这种物质产生亲和相互作用的配位基就可以从复杂体系，尤其是细胞培养液和发酵液中分离出任何一种目标物。 生物大分子的分离纯化是一项十分艰巨复杂的任务。亲和膜技术是解决生物技术下游产品的回收和纯化的高效方法。随生命科学与生物技术的飞速发展，可用亲和膜技术分离相对分子质量差别很小的大分子。纯化和分离干挠素、单克隆和多克隆抗体、胰蛋白酶及其抑制剂、白蛋白葡萄糖酶、纤维蛋白等多种生物医药制品。 处于实验室研究阶段。 15.促进传递（Facilitated Transport，FT） 促进传递是在膜中进行抽提的一种新型膜分离方法。 与一般固体膜分离过程相比：具有极高的选择性，通量大，但极易中毒。 仍处于实验室研究，主要研究集中在改进膜的稳定性。 应用：酸气处理、金属离子回收和药剂纯化等。金属离子分离中铜离子的分离，气体分离中用于空气中分离氧和氮. HEM：人体球蛋白 促进传递膜 液膜 离子交换膜 固定载体膜 16.膜控制释放（Membrane Control Release，CR） 控制释放是将药物或其它活性物质以一定形式与膜结构相结合，使这些活性物质只能以一定的速率通过扩散释放到环境中。 优点：可将药物浓度控制在需要的浓度范围，延长药效作用时间、服用量和服用次数，在医药、农药、化肥的使用上极有价值。 膜材料：乙基纤维素，乙烯-乙酸乙烯共聚物、羟丙甲基纤维素，聚乙烯吡咯烷酮（PVP），聚甲基丙煅酸-2-羟乙酯（HEMA），聚乙烯醇（PVA）。 17.膜生物传感器（Membrane Biosensor） 膜生物传感器是模仿生物膜对化学物质的识别能力制成的，它由催化剂酶或微生物与合成电极转换装置组成为酶膜传感器或微生物传感器。 特别：具有很高的识别专一性。 用途：已用于发酵过程中葡萄糖、乙醇等成分的在线检测。 已工业应用膜过程的基本特性 已工业应用膜过程的基本特性（续） 已工业应用膜过程的基本特性（续） 膜在不同行业中的销售额 膜在不同行业中的销售额（续） 1.4.3应用领域 1 水处理：饮用水处理，海水淡化，废水处理。 2 生物工程，制药领域 ：膜过程一般不发生相变，适合于热敏性物系的处理。 3 气体分离：空分，常规为低温蒸馏 4 有机物/有机物的分离：包括液气。 膜技术在水处理方面的应用举例 1.海水和苦咸水淡化 50年代提出反渗透(RO)的研发的目的是为了海水淡化，现在反渗透已成为海水和苦咸水淡化制取饮用水最经济的手段，世界上反渗透淡化的水日产量达1千万吨，是中东、沙漠地区、滨海和岛屿地区社会和经济发展的生命线。 2.饮用水净化 环境的污染影响到饮用水的质量，饮用水的质量直接影响人们的健康，世界各国都在不断改进饮用水的制备技术，如日本的MAC-21和新MAC-21计划对微滤(MF)、超滤(UF)和纳滤(NF)在除菌、去浊、去大分子胶体、TXM、农药、异味及部分SO42-、NO3-、F-、As等方面的作用进行了深入研发和肯定；反渗透几乎可除去各种杂质…… 3.地下水补救 北方地区甚至苏、浙地区的主要城市地下水超采十分严重，造成地下水位下降、呈漏斗形分布，地壳下降、地面塌陷，海水入侵和地下水污染等，仅靠天然降水难以弥补其欠缺，除控制开采量外，将污水或废水进行高级处理后回灌是一良策，美国加州等地的实践表明，这一措施十分有效。我国在有必需和有条件的地区，也应尽早考虑这一问题。 4.改造传统工艺、实现清洁生产 与国外工艺相比，我国许多传统产业是耗水大户，也是污水排放大户。用高新技术改造传统工艺，降低能耗和水耗，实现清洁生产势在必行。 5.污水、废水深度处理回用与资源化 近年来，我国每年排放污水量约400-500亿m3，经处理后排放的仅15-25%左右，由于污水到处横流，使我国各大水系都产生不同程度的污染，水环境严重恶化，所以，加强污水治理，使之不仅达标排放，而且可大量回用，非常必要，这对消除污染，改善水环境，缓解水资源的不足，节约宝贵的水资源，及促进环保产业的发展等都是十分重要的；同时污水回用的经济和社会效益，又反过来促进和带动污水再用的进一步发展，这样既实现了污水的资源化，又推动了清洁生产。 用传统工艺与膜技术集成，可将污水或废水变为不同水质标准的再用水，或使之循环回用，这样既缓解了供求矛盾，又减少了污染，还促进了环保产业的发展。目前污水回用已有作工业冷却水、灌溉用水和市政用水的大量实践，经济社会和环境效益显著。 浸没式膜生物反应器对生活、食品和医药工业污