膜技術(shù)及性能概述

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包括反滲透膜、納濾膜、超濾膜、微濾膜等

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( ]; F0 p- r; P6 @2 A$ _膜技術(shù)：
2 c% I. ]3 h" {1 |　　膜是具有選擇性分離功能的材料。利用膜的選擇性分離實(shí)現(xiàn)料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過程稱作膜分離。它與傳統(tǒng)過濾的不同在于，膜可以在分子范圍內(nèi)進(jìn)行分離，并且這過程是一種物理過程，不需發(fā)生相的變化和添加助劑。膜的孔徑一般為微米級(jí)，依據(jù)其孔徑的不同（或稱為截留分子量），可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜，根據(jù)材料的不同，可分為無機(jī)膜和有機(jī)膜，無機(jī)膜主要還只有微濾級(jí)別的膜，主要是陶瓷膜和金屬膜。有機(jī)膜是由高分子材料做成的，如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。
+ c6 j0 `4 X9 w' O, J% _$ c" ~　　同時(shí)，膜技術(shù)在日常生活中也日益顯示出它的重要作用和光明前景。以飲用水為例，自從人們發(fā)現(xiàn)自來水含有三鹵甲烷、農(nóng)藥、洗滌劑以及自來水管、水塔的二次污染后，就開始用反滲透膜制備純凈水。但是由于純凈水制作成本較高，而且在去除水中有害物質(zhì)的同時(shí)，也把對(duì)人體有益的無機(jī)鹽剔除掉了。于是，人們又用純膜裝置生產(chǎn)出具有礦泉水和純凈水兩者優(yōu)點(diǎn)的、具有生物活性的、可直接生飲的過濾水。
　　超濾膜技術(shù)既可除去水中病菌、病毒、熱源、膠體、COD等有害物質(zhì)，又可透析對(duì)人體有益的無機(jī)鹽，已廣泛應(yīng)用于牛奶脫脂、果汁濃縮、黃酒純化、白酒陳化、啤酒除菌、味精提純 、蔗糠脫色、氨基酸濃縮、醬油除菌等生產(chǎn)中，而且還廣泛應(yīng)用于醫(yī)療針劑水、輸液水、洗瓶水、外科手術(shù)洗潔水的制備。因其克服了蒸餾水中含有細(xì)菌尸體的缺點(diǎn)，且具有生物活性，所以更有利于病人恢復(fù)健康而備受醫(yī)學(xué)界推崇。
　　富氧膜以其分離氣體的特殊功能，產(chǎn)生富氧空氣，目前廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、養(yǎng)魚場(chǎng)、工業(yè)發(fā)酵與氧化等場(chǎng)所，尤其在高山缺氧地區(qū)特別需要。
　　膜技術(shù)正在把我們的生活帶入一個(gè)更新的時(shí)代。
& a' x6 I/ a* h1 `; z; s2 ~膜技術(shù)-膜
5 j; d. P1 k2 ?* g9 Q# u0 z6 W　　是一種具有特殊選擇性分離功能的無機(jī)或高分子材料，它能把流體分隔成不相通的兩個(gè)部分，使其中的一種或幾種物質(zhì)能透過，而將其他物質(zhì)分離出來。膜技術(shù)是環(huán)境保護(hù)和環(huán)境治理的首選技術(shù)。在食品工業(yè)中也正在發(fā)揮著重要的作用。
　　膜是膜技術(shù)的核心，膜材料的性質(zhì)和化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)膜分離性能起著決定性的影響。
2 u1 ^  L( K7 s/ G) t5 r& L　　⑴、 按材料來源分：天然膜和合成膜，合成膜又分為有機(jī)膜與無機(jī)膜。
　　⑵、 按結(jié)構(gòu)分有七類：
6 T$ y% L, k9 f8 T8 i$ h' c　　a.均質(zhì)膜或致密膜，為結(jié)構(gòu)均勻的致密膜。
3 I: y5 w% {) Y% Q　　b.對(duì)稱微孔膜，平均孔徑為0.02~10μm。按成膜方法不同，有三種類型的微孔膜，即核孔膜、控制拉伸膜和海綿狀結(jié)構(gòu)膜。
. |% L) `; O+ k( p1 }　　c.非對(duì)稱膜。膜斷面為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，是工業(yè)上應(yīng)用最多的膜。
　　d.復(fù)合膜。在多孔膜表面加涂另一種材料的致密復(fù)合層。
　　e.離子交換膜。
/ b9 U& l7 H: Q* z  v" `% d　　f.荷電膜。
　　g.液膜。包括支撐液膜和乳狀液膜。
- T, t4 x1 q( t$ F1 i9 N　　⑶、 按形狀分：平板膜、管式膜、中空纖維膜和卷式膜。
$ M" h$ A' j$ H5 q3 ~　　膜技術(shù)在日常生活中也日益顯示出它的重要作用和光明前景。自從人們發(fā)現(xiàn)自來水含有三鹵甲烷、農(nóng)藥、洗滌劑以及自來水管、水塔的二次污染后，就開始用反滲透膜制備純凈水。但是由于純凈水制作成本較高，而且在去除水中有害物質(zhì)的同時(shí)，也把對(duì)人體有益的無機(jī)鹽剔除掉了。于是，人們又用純膜裝置生產(chǎn)出具有礦泉水和純凈水兩者優(yōu)點(diǎn)的、具有生物活性的、可直接生飲的過濾水。

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膜技術(shù)-超濾膜技術(shù)
　　既可除去水中病菌、病毒、熱源、膠體、COD等有害物質(zhì)，又可透析對(duì)人體有益的無機(jī)鹽，已廣泛應(yīng)用于牛奶脫脂、果汁濃縮、黃酒純化、白酒陳化、啤酒除菌、味精提純 、蔗糠脫色、氨基酸濃縮、醬油除菌等生產(chǎn)中，而且還廣泛應(yīng)用于醫(yī)療針劑水、輸液水、洗瓶水、外科手術(shù)洗潔水的制備。因其克服了蒸餾水中含有細(xì)菌尸體的缺點(diǎn)，且具有生物活性，所以更有利于病人恢復(fù)健康而備受醫(yī)學(xué)界推崇。
　　富氧膜以其分離氣體的特殊功能，產(chǎn)生富氧空氣，目前廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、養(yǎng)魚場(chǎng)、工業(yè)發(fā)酵與氧化等場(chǎng)所，尤其在高山缺氧地區(qū)特別需要。
' C" P& H9 L: w3 S  y4 ~$ X' x/ y! Q　　膜技術(shù)正在把我們的生活帶入一個(gè)更新的時(shí)代。
9 P4 J& E! G1 \+ l膜技術(shù)-膜分離技術(shù)
) K7 y. k1 _- {8 S9 d　　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，它與傳統(tǒng)過濾的不同在于，膜可以在分子范圍內(nèi)進(jìn)行分離，并且這過程是一種物理過程，不需發(fā)生相的變化和添加助劑。膜的孔徑一般為微米級(jí)，依據(jù)其孔徑的不同（或稱為截留分子量），可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜，根據(jù)材料的不同，可分為無機(jī)膜和有機(jī)膜，無機(jī)膜主要是陶瓷膜和金屬膜，其過濾精度較低，選擇性較小。有機(jī)膜是由高分子材料做成的，如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。錯(cuò)流膜工藝中各種膜的分離與截留性能以膜的孔徑和截留分子量來加以區(qū)別，下圖簡單示意了四種不同的膜分離過程：（箭頭反射表示該物質(zhì)無法透過膜而被截留）：
- Q5 @8 c, Q" }& O) r$ C' L膜分離技術(shù)
" ?8 i$ ^2 S$ D$ Q. L5 D　　微濾（MF） 又稱微孔過濾，它屬于精密過濾，其基本原理是篩孔分離過程。微濾膜的材質(zhì)分為有機(jī)和無機(jī)兩大類，有機(jī)聚合物有醋酸纖維素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。無機(jī)膜材料有陶瓷和金屬等。鑒于微孔濾膜的分離特征，微孔濾膜的應(yīng)用范圍主要是從氣相和液相中截留微粒、細(xì)菌以及其他污染物，以達(dá)到凈化、分離、濃縮的目的。
　　對(duì)于微濾而言，膜的截留特性是以膜的孔徑來表征，通常孔徑范圍在0.1～1微米，故微濾膜能對(duì)大直徑的菌體、懸浮固體等進(jìn)行分離。可作為一般料液的澄清、保安過濾、空氣除菌。 超濾（UF） 是介于微濾和納濾之間的一種膜過程，膜孔徑在0.05um至1000um分子量之間。超濾是一種能夠?qū)⑷芤哼M(jìn)行凈化、分離、濃縮的膜分離技術(shù)，超濾過程通常可以理解成與膜孔徑大小相關(guān)的篩分過程。以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動(dòng)力，以超濾膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當(dāng)水流過膜表面時(shí)，只允許水及比膜孔徑小的小分子物質(zhì)通過，達(dá)到溶液的凈化、分離、濃縮的目的。
　　對(duì)于超濾而言，膜的截留特性是以對(duì)標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)物的截留分子量來表征，通常截留分子量范圍在1000～300000，故超濾膜能對(duì)大分子有機(jī)物（如蛋白質(zhì)、細(xì)菌）、膠體、懸浮固體等進(jìn)行分離，廣泛應(yīng)用于料液的澄清、大分子有機(jī)物的分離純化、除熱源。
　　納濾（NF） 是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術(shù)， 其截留分子量在80～1000的范圍內(nèi)，孔徑為幾納米，因此稱納濾。基于納濾分離技術(shù)的優(yōu)越特性，其在制藥、生物化工、 食品工業(yè)等諸多領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用前景。
8 o" {( }+ C6 v, p$ Q/ L$ }4 Q　　對(duì)于納濾而言，膜的截留特性是以對(duì)標(biāo)準(zhǔn)NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率來表征，通常截留率范圍在60～90%，相應(yīng)截留分子量范圍在100～1000，故納濾膜能對(duì)小分子有機(jī)物等與水、無機(jī)鹽進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)脫鹽與濃縮的同時(shí)進(jìn)行。
　　反滲透（RO） 是利用反滲透膜只能透過溶劑（通常是水）而截留離子物質(zhì)或小分子物質(zhì)的選擇透過性，以膜兩側(cè)靜壓為推動(dòng)力，而實(shí)現(xiàn)的對(duì)液體混合物分離的膜過程。反滲透是膜分離技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，因具有產(chǎn)水水質(zhì)高、運(yùn)行成本低、無污染、操作方便運(yùn)行可靠等諸多優(yōu)點(diǎn) ，而成為海水和苦咸水淡化，以及純水制備的最節(jié)能、最簡便的技術(shù).目前已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、電子、化工、食品、海水淡化等諸多行業(yè)。反滲透技術(shù)已成為現(xiàn)代工業(yè)中首選的水處理技術(shù)。
　　反滲透的截留對(duì)象是所有的離子，僅讓水透過膜，對(duì)NaCl的截留率在98%以上，出水為無離子水。反滲透法能夠去除可溶性的金屬鹽、有機(jī)物、細(xì)菌、膠體粒子、發(fā)熱物質(zhì)，也即能截留所有的離子，在生產(chǎn)純凈水、軟化水、無離子水、產(chǎn)品濃縮、廢水處理方面反滲透膜已經(jīng)應(yīng)用廣泛。

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下面我們來了解一下膜技術(shù)的發(fā)展。
' v+ K# ]& ?' j+ e　　1.低污染膜：膜污染是反滲透膜技術(shù)應(yīng)用中的最大危害。目前已有幾種抗污染性能強(qiáng)、使用壽命長、清洗頻度低且易清洗的低污染膜在膜技術(shù)領(lǐng)域問世。
　　2.超低壓膜：由于節(jié)省電耗和降低相關(guān)機(jī)械部件的壓力等級(jí)引起材料費(fèi)下降等優(yōu)點(diǎn)，自1999年以來超低壓膜在膜技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用比重日益增大，這在以使用4英寸膜為主的小型裝置中應(yīng)用最為突出，大型裝置中應(yīng)用超低壓膜也呈上升趨勢(shì)。
　　3.帶正電荷的反滲透膜：現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的低壓、超低壓復(fù)合膜的材質(zhì)均為芳香族聚酸胺，其膜表面均帶有負(fù)電荷，膜技術(shù)的發(fā)展帶來了表面帶正電荷的低壓復(fù)合膜，這種膜目前主要應(yīng)用于制備高電阻率的高純水系統(tǒng)中。
& K0 h6 H& l. ^; w4.耐高溫、食品級(jí)、衛(wèi)生級(jí)反滲透膜：普通水處理膜技術(shù)采用反滲透膜的使用溫度均為0-45攝氏度，但在需要耐90攝氏度高溫殺菌的特殊場(chǎng)合，可使用耐高溫、耐化學(xué)藥品的反滲透膜。此外，各種有特殊膜元件結(jié)構(gòu)的食品級(jí)或衛(wèi)生級(jí)的反滲透膜技術(shù)也開始在國內(nèi)應(yīng)用。

開心

謝謝樓上的，理解萬歲！

小白菜

先留一記號(hào)，用時(shí)再看吧。

單飛燕

真是好東西呀，需要好好學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)