① 膜分离法的介绍
莱特.莱德⑴膜:能够把流体相分隔为互不相通的两部分,这两部分之间能存在“传质”的薄的物质。⑵膜的特征:一是无论厚度多少都必须有两个界面,两个界面分别与两侧流体相接触,二是要具有选择透过性,可允许一侧流体中一种或几种物质通过,而不允许其他物质通过。⑶膜分离:利用膜的选择透过性能将离子或分子或某些微粒从水中分离出来的过程。用膜分离溶液时,使溶质通过膜的方法称为渗析,使溶剂通过膜的方法称为渗透。⑷膜分离的特点:⑸根据溶质或溶剂透过膜的推动力和膜种类不同,水处理中膜分离法通常可以分为:电渗析、反渗透、超滤、微滤。膜分离法是利用特殊结构的薄膜对废水中的某些成分进行选择性透过的一类方法的总称。水过膜的过程称为渗透,水中溶质透过膜的过程成为渗析。常用于废水处理的膜分离方法有电渗析(ED)、反渗透(R0)、微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)等,这些分离方法的基本特陛对比见表5—8。与常规分离技术相比,膜分离过程具有无相变、能耗低、工艺简单、不污染环境、易于实现自动化等优点,可以在常温下进行。在废水处理领域,常被用做污水回用前的一种水质深度处理工艺,其中电渗析和反渗透有时也被用做高含盐废水或含金属离子废水进生物法处理系统前的预处理。气体膜分离技术是20世纪70年代开发成功的新一代气体分离技术,其原理是在压力驱动下,借助气体中各组分在高分子膜表面上的吸附能力以及在膜内溶解-扩散上的差异,即渗透速率差来进行分离的。现已成为比较成熟的工艺技术,并广泛用于许多气体的分离,提浓工艺。工业发达国家称之为“资源的创造性技术”,目前主要有两种工艺流程,即正压法和负压法,前者适用于氧氮同时应用或对氧浓度要求较高的场合。早在80年代初,许多发达国家都投入了大量人力物力来研究膜法富氧技术,特别是日本,其通产省就资助了旭硝子等7家公司和研究所参加“膜法富氧燃烧技术研究组”。由于能源紧张,日本先后有近20家推出膜法富氧装置。膜法的主要特点是无相变,能耗低,装置规模根据处理量的要求可大可小,而且设备简单,操作方便安全,启动快,运行可靠性高,不污染环境,投资少,用途广等优点。各种气体分离方法的规模,经济性,技术成熟程度,能耗和用途如下:高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄层物材料。主要有聚酸胺类,聚酸亚胺类,聚砜类,聚乙烯酸类,丙烯类衍生物聚合物及纤维素类等。但大多数高分子材料均存在PO2和αO2/N2相互制约的关系且不耐高温、易腐蚀等缺点。聚砜是一种机械性能优良、耐热性好、耐微生物降解、价廉易得的膜材料。由于以聚砜制成的膜具有膜薄、内层孔隙率高且微孔规则等特点,
因而常作为气体分离膜的基本材料。
② 膜分离法的膜分离:
现已成为比较成熟的工艺技术,并广泛用于许多气体的分离,提浓工艺。工业发达国家称之为“资源的创造性技术”,主要有两种工艺流程,即正压法和负压法,前者适用于氧氮同时应用或对氧浓度要求较高的场合。早在80年代初,许多发达国家都投入了大量人力物力来研究膜法富氧技术,特别是日本,其通产省就资助了旭硝子等7家公司和研究所参加“膜法富氧燃烧技术研究组”。由于能源紧张,日本先后有近20家推出膜法富氧装置。
膜法浓缩分离设备工作原理是:在一定的压力下,当原液流过膜表面时,膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的分离和浓缩的目的。
采用不同截留分子量的(PSPP)超滤膜技术进行酶试剂、硫酸软骨素、氨基酸、多肽、果汁、动植物提取液、多糖、甘素、生物发酵制剂、中药、蛋白质类等物料的分离与浓缩,不但无环境污染,节约人力、物力,而且无须加热,在低温下运行,不破坏上述物质的结构,保证物料的原质原味,节约能耗。
③ 常见的膜分离技术有哪些,分别适用于什么情况
根据膜的种类可分为微滤、超滤、反渗透、纳滤、透析、电渗析、渗透气化和气体分离。
常见的膜分离技术的特点介绍:
(1)膜分离过程不发生相变化,与有相变化的分离法和其他分离法相比,能耗要低。
(2)膜分离过程是在常温下进行,因而特别适用于对热敏感的物质,假如汁、酶、药品等的分离、分级、浓缩与富集。
(3)膜分离技术不仅适用于有机物和无机物,从病毒、细菌到微粒的广泛分离的范围,而且还适用于很多特殊溶液体系的分离,如溶液中大分子与无机盐的分离、一些共沸物或近沸点物系的分离等。
(4)由于只是用压力作为膜分离的推动力,因此分离装置简单,操纵轻易,易自控、维修。
④ 膜分离法分离过程中发生了什么变化
膜技术作为分离、萃取、浓缩、净化技术,具有以下的特点。
(1)膜分离技术在分离和浓缩过程中,不发生相变化,是一个纯物理性的单元操作,不消耗相变能,耗能较少。
(2)在膜分离过程中,不需要从外界加入其他物质,可以节省原材料和化学药剂。
(3)在膜分离过程中,分离和浓缩同时进行,可以很方便地回收有价值的物质。
(4)根据膜的选择透过性和膜孔径的大小的不同,可以将不同粒径或者不同分子量的物质有选择地分开,使物质得到了纯化而又不改变它们的原有属性。
(5)膜分离工艺是以组件的形式构成的,可以适应不同生产能力的需要,而且会使水厂用地大大减少;膜分离是一种相对简单的分离工艺,操作维护方便,易于实现自动化控制,使水厂成为真正意义上的“造水工厂”。
(6)膜分离工艺不损坏对热敏感或对热不稳定的物质,可以在常温下实现从有机物到无机物、从细菌到微粒广泛体系的分离,而
且还可以实现许多特殊体系如共沸物或近沸点体系的分离。
(7)膜分离技术是一种纯物理处理单元操作,其处理效果受原水水质及工艺操作条件的影响较小,处理效果稳定可靠。
⑤ 超滤膜装置有什么特点,其适用于哪些地方
超滤装置是一种加压膜分离技术,即在一定的压力下,使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜,而使大分子溶质不能透过,留在膜的一边,从而使大分子物质得到了部分的纯化。超滤膜装置采用最新的膜分离技术,广泛应用于澄清过滤,酶类提取、分离、浓缩等物料分离、提纯、浓缩领域。所有组件选用集成化程度较高的产品,尽可能节约了设备占地面积;核心超滤膜元件选用了0.01μm以上过滤精度的产品,保证了产水端处于无菌状态(最小的细菌直径也有0.02μm);超滤工艺使得产水水质稳定,特别是浊度和SDI值,能分布稳定控制在0.5NTU和3以下;外观整齐大方,模块化设计,维护扩建方便。 适用范围: 1、反渗透装置的预处理,高效、紧凑的超滤因过滤精度很高,可以为反渗透膜提供最大限度的保护;
2、大中型饮用水厂的深度处理;3、市政及工业废水处理,超滤可比传统处理工艺提供更好的处理效果实现中水、废水回用; 4、循环排污水回用净化处理; 5、污水中有用物质的回收; 6、矿泉水的制备、饮用水、井水的脱菌处理,去除水中各种悬浮物、胶体杂质,特别是去除隐孢子、鞭毛虫、大肠杆菌等致病微生物; 7、口服液、生物制品的除菌、澄清、纯化分离; 8、高纯水终端处理; 9、果汁、蛋白质、酶制剂的浓缩分离。
⑥ 实验室用纳滤膜分离可以吗
纳滤膜具有较好的分离过滤性能,其过滤精度相对较高,且适应性较强,因而在各个行业都已经得到了很好的应用。
⑦ 什么是膜分离设备
膜分离设备是利用膜分离技术而在生产工厂按照其膜分离的技术参数标准制造的大型机械设备,其设备能够起分离的作用,效果远远超出传统的分离方式。
膜分离设备的核心技术就是膜分离技术,分离膜是具有选择性分离功能的材料,工作原理是物理机械筛分原理,分离过程是利用膜的选择性分离机理实现料液的不同组分间的分离或有效成分浓缩的过程。
膜分离技术设备与传统的过滤不同在于:膜可以在分子范围内进行选择性地分离,膜的错流式运行工艺可以解决污染堵塞问题,是一种科学先进的分离技术和工艺。
膜分离的工艺应用开发需以物料体系特性和工艺要求为基准,结合实验开展科学验证,在解决物料精制难题的同时,还要保证工艺的可行性,并适合于工业化的清洁生产为标准。
用于超过滤、反渗透、气体渗透分离、渗析、电渗析以及液膜分离等一系列膜分离操作的设备。由于膜的构型和分离过程各具特点,设备也有多种类型。有时根据过程目的或用途,分别称为超过滤器、渗透器、渗析器、电渗析器或淡化器等,其未来发展趋势为自动化,简洁化。
类型
由有机合成膜构成的膜分离设备,主要类型为:①板框式装置。在尺寸相同的片状膜组之间,相间地插入隔板,形成两种液流的流道。由于膜组可置于均匀的电场中,这种结构适用于电渗析器。板框式装置也可应用于膜两侧流体静压差较小的超过滤和渗析。②螺卷式装置。把多孔隔板(供渗透液流动的空间)夹在两张膜之间,使它们的三条边粘着密合,开口边与用作渗透液引出管的多孔中心管接合。再在上面加一张作料液流动通道用的多孔隔板,并一起绕中心管卷成螺卷式元件(图1)。料液通道与中心管接合边及螺卷外端边封死。多个螺卷元件装入耐压筒中,构成单元装置。操作时料液沿轴向流动,可渗透物透过膜进入渗透液空间,沿螺旋通道流向中心管引出。该设备适用于反渗透和气体渗透分离,不能处理含微细颗粒的液体。③管式装置。用管状膜并以多孔管支撑,构成类似于管壳式换热器的设备,分内压式和外压式,各用多孔管支撑于膜的外侧或内侧。内压式的膜面易冲洗,适用于微过滤和超过滤。④中空纤维式装置。中空纤维不需要支撑而能承受较高的压差,在各种膜分离设备中,它的单位设备体积内容纳的膜面积最大。用中空纤维构成类似于管壳式换热器的设备(图2)。中空纤维直径约0.1~1mm,并列达数百万根,纤维端部用环氧树脂密封,构成管板,封装在压力容器中。中空纤维式适用于反渗透和气体渗透分离。
⑧ 什么是膜分离装置哪些地方能用
膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时,实现选择性分离的技术,半透膜又称分离膜或滤膜,膜壁布满小孔,根据孔径大小可以分为:微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)、反渗透膜(RO)等,膜分离都采用错流过滤方式。
微滤
具体涉及领域主要有:医药工业、食品工业(明胶、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等)、高纯水、城市污水、工业废水、饮用水、生物技术、生物发酵等。
超滤
早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来,随着超滤技术的发展,如今超滤技术已经涉及食品加工、饮料工业、医药工业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等众多领域。
纳滤
纳滤的主要应用领域涉及:食品工业、植物深加工、饮料工业、农产品深加工、生物医药、生物发酵、精细化工、环保工业等。
反渗透
由于反渗透分离技术的先进、高效和节能的特点,在国民经济各个部门都得到了广泛的应用,主要应用于水处理和热敏感性物质的浓缩,主要应用领域包括以下:食品工业、牛奶工业、饮料工业、植物(农产品)深加工、生物医药、生物发酵、制备饮用水、纯水、超纯水、海水、苦咸水淡化、电力、电子、半导体工业用水、医药行业工艺用水、制剂用水、注射用水、无菌无热源纯水、食品饮料工业、化工及其它工业的工艺用水、锅炉用水、洗涤用水及冷却用水。
其他
除了以上四种常用的膜分离过程,另外还有渗析、控制释放、膜传感器、膜法气体分离、液膜分离法等。