膜分離技術(shù)簡(jiǎn)介
閱讀：350發(fā)布時(shí)間：2024-10-15
膜分離技術(shù)受到世界各技術(shù)*國(guó)家的高度重視,近30年來(lái)，美國(guó)、加拿大、日本和歐洲技術(shù)*國(guó)家，一直把膜技術(shù)定位為*，投入大量資金和人力，促進(jìn)膜技術(shù)迅速發(fā)展,使用范圍日益擴(kuò)大。
膜分離技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，為許多行業(yè),如純水生產(chǎn)、海水淡化、苦咸水淡化，電子工業(yè)、制藥和生物工程、環(huán)境保護(hù)、食品、化工、紡織等工業(yè)，高質(zhì)量地解決了分離、濃縮和純化的問題，為循環(huán)經(jīng)濟(jì)、清潔生產(chǎn)提供依托技術(shù)。
1膜分離技術(shù)簡(jiǎn)介
1.1膜的定義
膜是一種起分子級(jí)分離過濾作用的介質(zhì)，當(dāng)溶液或混和氣體與膜接觸時(shí)，在壓力下，或電場(chǎng)作用下，或溫差作用下，某些物質(zhì)可以透過膜，而另些物質(zhì)則被選擇性的攔截，從而使溶液中不同組分，或混和氣體的不同組分被分離,這種分離是分子級(jí)的分離。
1.2膜的種類
分離膜包括：反滲透膜（0.0001～0.005μm），納濾膜（0.001～0.005μm），超濾膜（0.001～0.1μm），微濾膜（0.1～1μm）、電滲析膜、滲透氣化膜、液體膜、氣體分離膜、電極膜等。他們對(duì)應(yīng)不同的分離機(jī)理，不同的設(shè)備，有不同的應(yīng)用對(duì)象。膜本身可以由聚合物,或無(wú)機(jī)材料，或液體制成，其結(jié)構(gòu)可以是均質(zhì)或非均質(zhì)的，多孔或無(wú)孔的，固體的或液體的,荷電的或中性的。膜的厚度可以薄至100μm，厚至幾毫米。不同的膜具有不同的微觀結(jié)構(gòu)和功能，需要用不同的方法制備。制膜方法一直是膜領(lǐng)域的核心研究課題,也是各公司嚴(yán)格保密的核心技術(shù)。
1.3膜分離技術(shù)的定義
把上述的膜制成適合工業(yè)使用的構(gòu)型，與驅(qū)動(dòng)設(shè)備（壓力泵、或電場(chǎng)、或加熱器、或真空泵）、閥門、儀表和管道聯(lián)成設(shè)備。在一定的工藝條件下操作,就可以來(lái)分離水溶液或混和氣體。透過膜的組分被稱為透過流分。這種分離技術(shù)被稱為膜分離技術(shù)。
2膜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
2.1供水
2.1.1高質(zhì)量飲用水供給
隨著水體的污染和人民生活水平提高，人們?cè)絹?lái)越希望得到高質(zhì)量的飲用水供給。采用活性炭吸附過濾和超濾結(jié)合制取高質(zhì)量飲用水，設(shè)備投資少，制水成本低,是飲用水制備的經(jīng)濟(jì)有效方法，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
2.1.2工業(yè)供水
自來(lái)水和地下水的水質(zhì)不能滿足許多化學(xué)工業(yè)、電子工業(yè)和紡織工業(yè)的要求，需要經(jīng)過凈化處理方可以使用，超濾膜技術(shù)是凈化工業(yè)用水的重要技術(shù)之一。
2.1.3醫(yī)藥用水
醫(yī)藥針劑用水是采用多級(jí)蒸餾制備的，其工藝繁瑣、能耗高、而且質(zhì)量常常得不到保證。用超濾膜技術(shù)除針劑熱源和終端水熱源，取得很好效果。
2.2工藝水的處理（分離、濃縮、分級(jí)和純化）
在各工業(yè)生產(chǎn)過程中，往往有分離、濃縮、分級(jí)和純化某種水溶液的需求。傳統(tǒng)用的方法是沉淀、過濾、加熱、冷凍、蒸餾、萃取和結(jié)晶等過程。這些方法表現(xiàn)出流程長(zhǎng)、耗能多、物料損失多、設(shè)備龐大、效率低、操作繁瑣等缺點(diǎn)，以超濾膜技術(shù)取代某種傳統(tǒng)技術(shù)可以獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
2.2.1膜技術(shù)在制藥工業(yè)的應(yīng)用
膜技術(shù)廣泛應(yīng)用于生物制備和醫(yī)藥生產(chǎn)中的分離、濃縮和純化。如血液制備的分離、抗菌素和干擾素的純化、蛋白質(zhì)的分級(jí)和純化、中草藥劑的除菌和澄清等。發(fā)酵是生物制藥的主流技術(shù)，從發(fā)酵液中提取藥物，傳統(tǒng)工藝是溶劑萃取或加熱濃縮，反復(fù)使用有機(jī)溶劑和酸堿溶液,耗量大，流程長(zhǎng)，廢水處理任務(wù)重。特別是許多藥物熱敏性強(qiáng)，使傳統(tǒng)工藝的實(shí)用性多受限制。*的制藥生產(chǎn)線，大量采用膜分離技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分離、濃縮和純化工藝。如以膜設(shè)備濃縮純化抗生素、中藥湯及中藥針劑澄清等。
2.2.2膜技術(shù)在食品領(lǐng)域工業(yè)的應(yīng)用
利用超濾膜技術(shù)把發(fā)酵液中產(chǎn)品和菌體分離，再采用其它方法精制流程。其優(yōu)點(diǎn)是：生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量提高；簡(jiǎn)化了工藝流程；菌體蛋白不含外加雜質(zhì),利用價(jià)值高，達(dá)到資源綜合利用。醬油、醋的澄清、果汁澄清和濃縮、乳制品生產(chǎn)、制糖工業(yè)都采用了膜技術(shù)。
2.2.3膜技術(shù)在各種工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
凡是涉及分子級(jí)的濃縮和分離的過程，都有膜技術(shù)應(yīng)用的機(jī)會(huì)。汽車電泳漆的在線純化采用超濾膜除去雜質(zhì)，持續(xù)保證涂漆質(zhì)量;燃料工業(yè)泳超濾膜技術(shù)分離和濃縮中間體。
2.3在環(huán)境保護(hù)和水資源化的應(yīng)用
膜技術(shù)在廢水處理、污染防治和水資源綜合利用方面得到廣泛應(yīng)用。在許多情況下，不僅處理了廢水，還能回收有用物質(zhì)和能量。
2.3.1各種含油廢水及廢油的處理
?、俨捎突刈⑺奶幚?膜法可以除去在水中的乳化溶解油，提高注入水的質(zhì)量。②含油廢水的處理：許多工業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)輸業(yè)都產(chǎn)生大量的含油廢水，膜濾技術(shù)是達(dá)標(biāo)排放zui有效的方法。③廢潤(rùn)滑油的純化：用常規(guī)技術(shù)加膜分離，可得到很純的潤(rùn)滑油，適用于汽車等廢機(jī)油的處理。④機(jī)床切削油的純化回收:膜法可除去廢切削油中的細(xì)菌和雜質(zhì)，處理后回用。⑤廢食用油的純化處理技術(shù):食用油在連續(xù)高溫下產(chǎn)生致癌物質(zhì)，用膜法可將這部分除去。⑥食用菜籽油的純化：菜籽油中含有15%～48%高含炭量的芥子酸。用膜法可除去,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)（芥子酸<5%）。
2.3.2廢水的處理及回用
?、倌ど锓磻?yīng)器處理生活污水回用中水，其占地面積小，設(shè)備投資低,處理水質(zhì)好。②印刷顯影廢水的處理及回用，采用膜技術(shù)處理可以達(dá)標(biāo)排放，也可回收。③電鍍廢水可采用膜技術(shù)處理，水回用，污染物回槽利用。④印染廢水采用膜分離可除去有色染料，得到的水回用。牛仔布印染廢水可回收靛藍(lán)燃料。⑤造紙廢水用膜可將廢水中的木質(zhì)素、色素等分離出來(lái)，凈化水可排放或回用。
2.3.3水的淡化技術(shù)
?、俸Ｋ夹g(shù):應(yīng)用的膜蒸餾技術(shù)，和船用發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器連用，利用廢熱生產(chǎn)淡水，適合于中、小型漁船遠(yuǎn)航捕撈使用。②咸水淡化技術(shù):將天然咸水用膜淡化到應(yīng)用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
2.4氣體分離、濃縮技術(shù)及其應(yīng)用
①氧化濃縮：可用膜裝置制成安全、簡(jiǎn)便的醫(yī)療和理療設(shè)備，也可用于煉鋼吹氧或助燃等工業(yè)生產(chǎn)，富氧濃度35%～80%。②氮?dú)鉂饪s:氮?dú)饪捎糜谑称繁４?、汽車存?chǔ)、飛機(jī)加油、防爆及化學(xué)工業(yè)，膜設(shè)備的氮可濃縮至90%～98%。③二氧化碳、二氧化硫、氫氣的分離:當(dāng)二氧化碳、二氧化硫、氫氣分別和其它氣體混和在一起時(shí)，可用膜將它們分離出來(lái),滿足工業(yè)的需要。④氫氣的分離和濃縮:在化工產(chǎn)品制造時(shí),往往排出大量氫氣,可用膜法將氫氣分離出來(lái)。
2.5其它
?、倌しūｕr劑：在水果、蛋類外部侵涂一層膜可達(dá)保鮮目的。保鮮后，存放期長(zhǎng)，外觀色澤好。②制造*的膜法分離技術(shù):用膜可以從黃豆油中提取VE的混合物,其抽提劑可循環(huán)使用。
3膜分離技術(shù)的國(guó)內(nèi)發(fā)展動(dòng)態(tài)
中國(guó)的膜技術(shù)從60年代中期起步研究,長(zhǎng)時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)和中試規(guī)模徘徊。從“七五”計(jì)劃開始，國(guó)家科委把膜技術(shù)列為國(guó)家重大科研項(xiàng)目加以支持，膜技術(shù)取得較大進(jìn)展，特別是改革開放的國(guó)策促進(jìn)了廣泛的交流,膜技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要性日益增大，國(guó)內(nèi)膜工業(yè)產(chǎn)值也逐漸增加。
近10年來(lái)，中國(guó)的膜技術(shù)的總體水平有了很大的進(jìn)展，但與技術(shù)*國(guó)家的差距仍然很大。問題主要表現(xiàn)在:生產(chǎn)現(xiàn)代化、產(chǎn)業(yè)化程度低,原料不規(guī)范,工藝參數(shù)未嚴(yán)格控制,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定;膜的品種少，應(yīng)用范圍小。尤其應(yīng)用的工藝設(shè)計(jì)、系統(tǒng)成套能力、膜組件水平、相關(guān)機(jī)電產(chǎn)品等方面,尚未達(dá)到*水平,遠(yuǎn)不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求，膜技術(shù)存在著很大的發(fā)展空間。
首先,我們要加強(qiáng)研發(fā)能力,推動(dòng)膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,依靠科技進(jìn)步，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，增加品種，擴(kuò)大應(yīng)用面。
再者，,通過招商引資,引進(jìn)技術(shù),消化吸收,提高膜技術(shù)應(yīng)用的工藝設(shè)計(jì)、系統(tǒng)成套能力，膜制備和膜組件水平,膜品種及相關(guān)機(jī)電產(chǎn)品等方面達(dá)到*水平。
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