第六章膜分离过程(共118张课件).pptxVIP

;第一节概述

一、膜分离过程的概念和特征

膜：在一种流体相间有一层薄的凝聚相物质，把流体相分隔开来成为两部分，这一薄层物质称为膜。膜本身是均一的一相或由两相以上凝聚物构成的复合体，膜的厚度应在0.5mm以下，否则不能称其为膜，是具有一定选择性透过的过滤介质。

膜分离：利用具有一定选择性透过的过滤介质进行物质分离的技术。膜分离过程的实质是物质透过或被截留于膜的过程，近似于筛分过程。

通常将膜的原料侧称为膜上游侧,将透过侧称为膜下游侧.;;按孔径大小：微滤膜、超滤膜、反渗透膜、纳滤膜

按膜结构：对称性膜、不对称膜、复合膜

按材料分：天然高分子材料膜、合成高分子材料膜、无机材料膜;分离膜种类;膜分离技术类型;水;nm0.11101001000

μm0.1110100;膜分离的特点

（1）能耗低，通常无相变

（2）操作条件温和，可在室温或低温条件操作

（3）分离过程一般不需添加其他化学物质，化学强度与机械强

度小

（4）膜性能可调

（5）设备易于放大

（6）膜组件结构紧凑

（7）可密闭循环，连续分离，防止外来污染

（8）易于与其它技术结合应用

（9）污染难清除，不能耐受极端条件;;主要用于微滤、透析和电渗析过程

（1）高分子链上有可解离的活性基团，将膜投入水中后，膜发生吸水溶胀，使活性基团解离，解离出的H+和OH-进入水溶液，膜上留下带有一定电荷的固定基团。

具体示例：水果保鲜系统

将溶质通过一层具有选择性的半透膜，从溶液中分离出来。

电场,且在无需中断操作的情况下从界面上除去粒

膜：在一种流体相间有一层薄的凝聚相物质，把流体相分隔开来成为两部分，这一薄层物质称为膜。

支撑层的作用为起支撑作用，提高膜的机械强度。

螺旋卷绕式之间

这是一种具有独特分离性能和节能性能的分离方法。

让泡沫塑料球、海绵球反复经过膜表面,对污染物进行械性的去除。

与反渗透等过程相比，渗透蒸发的通量要小得多。

只要膜选择得当，甚至可???含量极少的溶质透过膜，而与大量的溶剂分离，从而节省大量的能耗。

在膜上施加电场,则带电粒子或分

在食品行业，纳滤膜可用于果汁生产，大大节省能源；

对膜材料的性能要求：高选择性、高渗透通量、足够的机械强度、化学及热稳定性。;几种主要分离膜的分离过程

;膜过程;三、分离膜;;;;;;多孔支撑层;第二节压力驱动膜过程;一、反渗透和纳滤

将溶质通过一层具有选择性的半透膜，从溶液中分离出来。分离时的推动力是压强，由于被分离物质的分子量和直径大小差别及膜孔结构不同，其采用的压强大小不同。反渗透膜的操作压力高达10MPa。

;;;;PEC-1000复合膜的

断面放大结构图;;;;;;二、超滤和微滤

超滤

适用范围：截留尺寸为500-2000nm以上高分子粒子。

特点：相态不变，无需加热、操作压力低，泵与管对材料要求不高，可用间歇和连续操作。

主要性能：水通量，截留率，合适的孔径尺寸，孔径的均一性与孔隙率，物理化学稳定性;超滤膜的结构一般由三层结构组成。

即最上层的表面活性层，致密而光滑，厚度为0.1～1.5μm，其中细孔孔径一般小于10nm；

中间的过渡层，具有大于10nm的细孔，厚度一般为1～10μm；

最下面的支撑层，厚度为50～250μm，具有50nm以上的孔。支撑层的作用为起支撑作用，提高膜的机械强度。

膜的分离性能主要取决于表面活性层和过渡层。;微滤

适用范围：尺寸为0.1-10μm（微米级）的微生物和微粒子的截留与浓缩、净化与分离

特点：相态不变，无需加热、操作压力低，泵与管对材料要求不高，可用间歇和连续操作。滤膜厚度薄，孔径均一，空隙率高，因此滤速快，吸附少及无介质脱落。;（一）分离基本原理;;;超滤与微滤原理示意图;;;;;;;;三、应用;;（1）纯水的制备。超滤技术广泛用于水中的细菌、

病毒和其他异物的除去，用于制备高纯饮用水、电

子工业超净水和医用无菌水等。

（2）食品工业中的废水处理。在牛奶加工厂中用超

滤技术可从乳清中分离蛋白和低分子量的乳糖。;（3）汽车、家具等制品电泳涂装淋洗水的处理。汽

车、家具等制品的电泳涂装淋洗水中常含有1％～2

％的涂料（高分子物质），用超滤装置可分离出清