① 膜分離法的介紹
萊特.萊德⑴膜:能夠把流體相分隔為互不相通的兩部分,這兩部分之間能存在「傳質」的薄的物質。⑵膜的特徵:一是無論厚度多少都必須有兩個界面,兩個界面分別與兩側流體相接觸,二是要具有選擇透過性,可允許一側流體中一種或幾種物質通過,而不允許其他物質通過。⑶膜分離:利用膜的選擇透過性能將離子或分子或某些微粒從水中分離出來的過程。用膜分離溶液時,使溶質通過膜的方法稱為滲析,使溶劑通過膜的方法稱為滲透。⑷膜分離的特點:⑸根據溶質或溶劑透過膜的推動力和膜種類不同,水處理中膜分離法通常可以分為:電滲析、反滲透、超濾、微濾。膜分離法是利用特殊結構的薄膜對廢水中的某些成分進行選擇性透過的一類方法的總稱。水過膜的過程稱為滲透,水中溶質透過膜的過程成為滲析。常用於廢水處理的膜分離方法有電滲析(ED)、反滲透(R0)、微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)等,這些分離方法的基本特陛對比見表5—8。與常規分離技術相比,膜分離過程具有無相變、能耗低、工藝簡單、不污染環境、易於實現自動化等優點,可以在常溫下進行。在廢水處理領域,常被用做污水回用前的一種水質深度處理工藝,其中電滲析和反滲透有時也被用做高含鹽廢水或含金屬離子廢水進生物法處理系統前的預處理。氣體膜分離技術是20世紀70年代開發成功的新一代氣體分離技術,其原理是在壓力驅動下,藉助氣體中各組分在高分子膜表面上的吸附能力以及在膜內溶解-擴散上的差異,即滲透速率差來進行分離的。現已成為比較成熟的工藝技術,並廣泛用於許多氣體的分離,提濃工藝。工業發達國家稱之為「資源的創造性技術」,目前主要有兩種工藝流程,即正壓法和負壓法,前者適用於氧氮同時應用或對氧濃度要求較高的場合。早在80年代初,許多發達國家都投入了大量人力物力來研究膜法富氧技術,特別是日本,其通產省就資助了旭硝子等7家公司和研究所參加「膜法富氧燃燒技術研究組」。由於能源緊張,日本先後有近20家推出膜法富氧裝置。膜法的主要特點是無相變,能耗低,裝置規模根據處理量的要求可大可小,而且設備簡單,操作方便安全,啟動快,運行可靠性高,不污染環境,投資少,用途廣等優點。各種氣體分離方法的規模,經濟性,技術成熟程度,能耗和用途如下:高分子分離膜是用高分子材料製成的具有選擇性透過功能的半透性薄層物材料。主要有聚酸胺類,聚酸亞胺類,聚碸類,聚乙烯酸類,丙烯類衍生物聚合物及纖維素類等。但大多數高分子材料均存在PO2和αO2/N2相互制約的關系且不耐高溫、易腐蝕等缺點。聚碸是一種機械性能優良、耐熱性好、耐微生物降解、價廉易得的膜材料。由於以聚碸製成的膜具有膜薄、內層孔隙率高且微孔規則等特點,
因而常作為氣體分離膜的基本材料。
② 膜分離法的膜分離:
現已成為比較成熟的工藝技術,並廣泛用於許多氣體的分離,提濃工藝。工業發達國家稱之為「資源的創造性技術」,主要有兩種工藝流程,即正壓法和負壓法,前者適用於氧氮同時應用或對氧濃度要求較高的場合。早在80年代初,許多發達國家都投入了大量人力物力來研究膜法富氧技術,特別是日本,其通產省就資助了旭硝子等7家公司和研究所參加「膜法富氧燃燒技術研究組」。由於能源緊張,日本先後有近20家推出膜法富氧裝置。
膜法濃縮分離設備工作原理是:在一定的壓力下,當原液流過膜表面時,膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液,而原液中體積大於膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側,成為濃縮液,因而實現對原液的分離和濃縮的目的。
採用不同截留分子量的(PSPP)超濾膜技術進行酶試劑、硫酸軟骨素、氨基酸、多肽、果汁、動植物提取液、多糖、甘素、生物發酵制劑、中葯、蛋白質類等物料的分離與濃縮,不但無環境污染,節約人力、物力,而且無須加熱,在低溫下運行,不破壞上述物質的結構,保證物料的原質原味,節約能耗。
③ 常見的膜分離技術有哪些,分別適用於什麼情況
根據膜的種類可分為微濾、超濾、反滲透、納濾、透析、電滲析、滲透氣化和氣體分離。
常見的膜分離技術的特點介紹:
(1)膜分離過程不發生相變化,與有相變化的分離法和其他分離法相比,能耗要低。
(2)膜分離過程是在常溫下進行,因而特別適用於對熱敏感的物質,假如汁、酶、葯品等的分離、分級、濃縮與富集。
(3)膜分離技術不僅適用於有機物和無機物,從病毒、細菌到微粒的廣泛分離的范圍,而且還適用於很多特殊溶液體系的分離,如溶液中大分子與無機鹽的分離、一些共沸物或近沸點物系的分離等。
(4)由於只是用壓力作為膜分離的推動力,因此分離裝置簡單,操縱輕易,易自控、維修。
④ 膜分離法分離過程中發生了什麼變化
膜技術作為分離、萃取、濃縮、凈化技術,具有以下的特點。
(1)膜分離技術在分離和濃縮過程中,不發生相變化,是一個純物理性的單元操作,不消耗相變能,耗能較少。
(2)在膜分離過程中,不需要從外界加入其他物質,可以節省原材料和化學葯劑。
(3)在膜分離過程中,分離和濃縮同時進行,可以很方便地回收有價值的物質。
(4)根據膜的選擇透過性和膜孔徑的大小的不同,可以將不同粒徑或者不同分子量的物質有選擇地分開,使物質得到了純化而又不改變它們的原有屬性。
(5)膜分離工藝是以組件的形式構成的,可以適應不同生產能力的需要,而且會使水廠用地大大減少;膜分離是一種相對簡單的分離工藝,操作維護方便,易於實現自動化控制,使水廠成為真正意義上的「造水工廠」。
(6)膜分離工藝不損壞對熱敏感或對熱不穩定的物質,可以在常溫下實現從有機物到無機物、從細菌到微粒廣泛體系的分離,而
且還可以實現許多特殊體系如共沸物或近沸點體系的分離。
(7)膜分離技術是一種純物理處理單元操作,其處理效果受原水水質及工藝操作條件的影響較小,處理效果穩定可靠。
⑤ 超濾膜裝置有什麼特點,其適用於哪些地方
超濾裝置是一種加壓膜分離技術,即在一定的壓力下,使小分子溶質和溶劑穿過一定孔徑的特製的薄膜,而使大分子溶質不能透過,留在膜的一邊,從而使大分子物質得到了部分的純化。超濾膜裝置採用最新的膜分離技術,廣泛應用於澄清過濾,酶類提取、分離、濃縮等物料分離、提純、濃縮領域。所有組件選用集成化程度較高的產品,盡可能節約了設備佔地面積;核心超濾膜元件選用了0.01μm以上過濾精度的產品,保證了產水端處於無菌狀態(最小的細菌直徑也有0.02μm);超濾工藝使得產水水質穩定,特別是濁度和SDI值,能分布穩定控制在0.5NTU和3以下;外觀整齊大方,模塊化設計,維護擴建方便。 適用范圍: 1、反滲透裝置的預處理,高效、緊湊的超濾因過濾精度很高,可以為反滲透膜提供最大限度的保護;
2、大中型飲用水廠的深度處理;3、市政及工業廢水處理,超濾可比傳統處理工藝提供更好的處理效果實現中水、廢水回用; 4、循環排污水回用凈化處理; 5、污水中有用物質的回收; 6、礦泉水的制備、飲用水、井水的脫菌處理,去除水中各種懸浮物、膠體雜質,特別是去除隱孢子、鞭毛蟲、大腸桿菌等致病微生物; 7、口服液、生物製品的除菌、澄清、純化分離; 8、高純水終端處理; 9、果汁、蛋白質、酶制劑的濃縮分離。
⑥ 實驗室用納濾膜分離可以嗎
納濾膜具有較好的分離過濾性能,其過濾精度相對較高,且適應性較強,因而在各個行業都已經得到了很好的應用。
⑦ 什麼是膜分離設備
膜分離設備是利用膜分離技術而在生產工廠按照其膜分離的技術參數標准製造的大型機械設備,其設備能夠起分離的作用,效果遠遠超出傳統的分離方式。
膜分離設備的核心技術就是膜分離技術,分離膜是具有選擇性分離功能的材料,工作原理是物理機械篩分原理,分離過程是利用膜的選擇性分離機理實現料液的不同組分間的分離或有效成分濃縮的過程。
膜分離技術設備與傳統的過濾不同在於:膜可以在分子范圍內進行選擇性地分離,膜的錯流式運行工藝可以解決污染堵塞問題,是一種科學先進的分離技術和工藝。
膜分離的工藝應用開發需以物料體系特性和工藝要求為基準,結合實驗開展科學驗證,在解決物料精製難題的同時,還要保證工藝的可行性,並適合於工業化的清潔生產為標准。
用於超過濾、反滲透、氣體滲透分離、滲析、電滲析以及液膜分離等一系列膜分離操作的設備。由於膜的構型和分離過程各具特點,設備也有多種類型。有時根據過程目的或用途,分別稱為超過濾器、滲透器、滲析器、電滲析器或淡化器等,其未來發展趨勢為自動化,簡潔化。
類型
由有機合成膜構成的膜分離設備,主要類型為:①板框式裝置。在尺寸相同的片狀膜組之間,相間地插入隔板,形成兩種液流的流道。由於膜組可置於均勻的電場中,這種結構適用於電滲析器。板框式裝置也可應用於膜兩側流體靜壓差較小的超過濾和滲析。②螺卷式裝置。把多孔隔板(供滲透液流動的空間)夾在兩張膜之間,使它們的三條邊粘著密合,開口邊與用作滲透液引出管的多孔中心管接合。再在上面加一張作料液流動通道用的多孔隔板,並一起繞中心管捲成螺卷式元件(圖1)。料液通道與中心管接合邊及螺卷外端邊封死。多個螺卷元件裝入耐壓筒中,構成單元裝置。操作時料液沿軸向流動,可滲透物透過膜進入滲透液空間,沿螺旋通道流向中心管引出。該設備適用於反滲透和氣體滲透分離,不能處理含微細顆粒的液體。③管式裝置。用管狀膜並以多孔管支撐,構成類似於管殼式換熱器的設備,分內壓式和外壓式,各用多孔管支撐於膜的外側或內側。內壓式的膜面易沖洗,適用於微過濾和超過濾。④中空纖維式裝置。中空纖維不需要支撐而能承受較高的壓差,在各種膜分離設備中,它的單位設備體積內容納的膜面積最大。用中空纖維構成類似於管殼式換熱器的設備(圖2)。中空纖維直徑約0.1~1mm,並列達數百萬根,纖維端部用環氧樹脂密封,構成管板,封裝在壓力容器中。中空纖維式適用於反滲透和氣體滲透分離。
⑧ 什麼是膜分離裝置哪些地方能用
膜分離技術是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時,實現選擇性分離的技術,半透膜又稱分離膜或濾膜,膜壁布滿小孔,根據孔徑大小可以分為:微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)、反滲透膜(RO)等,膜分離都採用錯流過濾方式。
微濾
具體涉及領域主要有:醫葯工業、食品工業(明膠、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等)、高純水、城市污水、工業廢水、飲用水、生物技術、生物發酵等。
超濾
早期的工業超濾應用於廢水和污水處理。三十多年來,隨著超濾技術的發展,如今超濾技術已經涉及食品加工、飲料工業、醫葯工業、生物制劑、中葯制劑、臨床醫學、印染廢水、食品工業廢水處理、資源回收、環境工程等眾多領域。
納濾
納濾的主要應用領域涉及:食品工業、植物深加工、飲料工業、農產品深加工、生物醫葯、生物發酵、精細化工、環保工業等。
反滲透
由於反滲透分離技術的先進、高效和節能的特點,在國民經濟各個部門都得到了廣泛的應用,主要應用於水處理和熱敏感性物質的濃縮,主要應用領域包括以下:食品工業、牛奶工業、飲料工業、植物(農產品)深加工、生物醫葯、生物發酵、制備飲用水、純水、超純水、海水、苦鹹水淡化、電力、電子、半導體工業用水、醫葯行業工藝用水、制劑用水、注射用水、無菌無熱源純水、食品飲料工業、化工及其它工業的工藝用水、鍋爐用水、洗滌用水及冷卻用水。
其他
除了以上四種常用的膜分離過程,另外還有滲析、控制釋放、膜感測器、膜法氣體分離、液膜分離法等。