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膜分离技术

膜分离技术

膜分离技术

膜分离法是利用特殊薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过的方法的统称。溶剂透过膜的过程称为渗透,溶质透过膜的过程称为渗析。膜分离技术主要包括透析、超滤及反渗透、微滤、电渗析、液膜技术、气体渗透和渗透蒸发等方法,应用最广泛的是超滤和反渗透。近年来,膜分离技术发展很快,在水和废水处理、化工、医疗、轻工、生化等领域得到了大量的应用。

超滤

超滤是在压差推动力作用下进行的筛孔分离过程,它介于纳滤和微滤之间,膜孔径范围在0.01~0.1μm之间。超滤可分离相对分子质量大于500的大分子和胶体,操作压力较小,一般为0.1~0.5MPa。超滤的分离机理主要包括筛分理论,即原料液中的溶剂和小的溶质粒子从高压料液侧透过膜到低压侧,而大分子及微粒组分则被膜截留形成浓缩液,通过膜孔对原料液中颗粒物及大分子的筛分作用,将污染物质截留去除。

纳滤

纳滤是一种介于反渗透和超滤之间的新型膜分离技术。纳滤膜的截留相对分子质量在200~1000之间,膜孔径约为1nm左右,适宜分离大小约为1nm的溶解组分,故称为纳滤。纳滤的操作压力通常为0.5~1.0MPa,纳滤技术是为了适应工业软化水及降低成本的需要而发展起来的一种新型的压力驱动膜过滤。

纳滤膜分离在常温下进行,无相变,无化学反应,不破坏生物活性,能有效地截留二价及高价离子和相对分子质量高于200的有机小分子,而使大部分一价无机盐透过,可分离同类氨基酸和蛋白质,实现高分子量和低分子量有机物的分离,且成本比传统工艺低,因而被广泛应用于超纯水的制备、食品、化工、医药、生化、环保、冶金等领域的各种浓缩和分离过程。

反渗透

反渗透膜分离过程是利用反渗透膜选择性地透过溶剂(通常是水)而截留离子物质的性质,以膜两侧的静压差为推动力,克服溶剂的渗透压,使溶剂通过反渗透膜而实现对液体混合物进行分离的膜过程。

反渗透膜分离过程可在常温下进行,且无相变、能耗低,可用于热敏感性物质的分离、浓缩;可以有效地去除无机盐和有机小分子杂质;具有较高的脱盐率和较高的水回用率;膜分离装置简单,操作简便,易于实现自动化;分离过程要在高压下进行,因此需配备高压泵和耐高压管路;反渗透膜分离装置对进水指标有较高的要求,需对原水进行一定的预处理;分离过程中,易产生膜污染,为延长膜使用寿命和提高分离效果,要定期对膜进行清洗。

反渗透系统应用领域很广泛;

1)电力工业:锅炉补给水;

2)电子工业:半导体工业超纯水;

3)食品医药行业:生产用水;

4)化学工业:生产用水、废水处理;

5)饮水工程:超纯水制备、饮用水净化;

6)石油化工:油田注入水、石化废水深度处理;

7)海水淡化:海岛地区、沿海缺水地区、船舶、海水油田等生活用水;

8)环保领域:电镀漂洗水中贵金属、水的回收、实现零排放或微排放。