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1、第34卷 第5期化 工 技 術(shù) 與 開 發(fā)Vol134No152005年10月Technology&DevelopmentofChemicalIndustryOct12005膜分離及應(yīng)用展望陳紅霞(濟(jì)寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物化學(xué)工程系,山東濟(jì)寧 272037) 摘 要:膜技術(shù)是20世紀(jì)60年代后迅速崛起的一種分離技術(shù),在工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。本文介紹了膜分離技術(shù)的工作原理、特點(diǎn)和分類,闡述了膜分離技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用,分析了目前存在的問題,并展望了膜技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展趨勢?! £P(guān)鍵詞:膜分離;膜技術(shù);應(yīng)用 中圖分類號:TQ028.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:167129905(2
2、005)0520014205 膜分離技術(shù)是國際上公認(rèn)的20世紀(jì)末至21世1.2.1 按膜結(jié)構(gòu)分類紀(jì)中期最有發(fā)展前途的前沿技術(shù)。膜分離是以選擇 膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)決定了分離機(jī)理,也決定了其應(yīng)性透過膜為分離介質(zhì),當(dāng)膜兩側(cè)存在推動力時,原料用,可分為固膜和液膜。固膜又分為對稱膜(柱狀孔的組分可透過選擇膜而對混合物進(jìn)行分離、提純、濃膜、多孔膜、均質(zhì)膜)和不對稱膜(多孔膜、具有皮層縮的一種分離過程。膜分離作為一種新型的分離方的多孔膜、復(fù)合膜);液膜又分為存在于固體多孔支法,與傳統(tǒng)的分離過程如過濾、精餾、萃取、蒸發(fā)、重?fù)螌又械囊耗ず鸵匀橐盒问酱嬖诘囊耗ぁ=Y(jié)晶、脫色、吸附等相比,具有能耗低
3、、單級分離效率1.2.2 按化學(xué)組成分類高、設(shè)備簡單、無相變、無污染等優(yōu)點(diǎn)。因此,膜分離 不同的膜材料具有不同的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定技術(shù)廣泛應(yīng)用到化工、食品、醫(yī)藥醫(yī)療、生物、石油、性、機(jī)械性能和親和性能。目前已有數(shù)十種材料用于電子、飲用水制備、三廢處理等領(lǐng)域,并將對21世紀(jì)制備分離膜,分別為有機(jī)材料的纖維素類、聚酰胺的工業(yè)技術(shù)改造產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。類、芳香雜環(huán)類、聚砜類、聚烯烴類、硅橡膠類、含氟聚合物;無機(jī)材料的陶瓷(氧化鋁、氧化硅、氧化鋯1 膜分離技術(shù)等)、硼酸鹽玻璃、金屬(鋁、鈀、銀等);天然物質(zhì)改性1.1 膜分離原理或再生而制成的天然膜。 膜可以是固相、液相或氣相,膜
4、的結(jié)構(gòu)可是均質(zhì)1.2.3 按膜的作用機(jī)理分類或非均質(zhì)的,膜可以是中性的或帶電的,但必須具有 有吸附性膜(多孔膜、反應(yīng)膜)、擴(kuò)散性膜(高聚選擇性通過物質(zhì)的特性。它的工作原理為:一是根據(jù)物膜、金屬膜、玻璃膜)、離子交換膜、選擇滲透膜(滲混合物物質(zhì)的質(zhì)量、體積、大小和幾何形態(tài)的不同,透膜、反滲透膜、電滲析膜)、非選擇性膜(加熱處理[1]用過篩的方法將其分離;二是根據(jù)混合物的不同化的微孔玻璃、過濾型的微孔膜)。學(xué)性質(zhì)分離開物質(zhì),物質(zhì)通過分離膜的速度(溶解速1.3 膜分離過程的類型及特點(diǎn)度)取決于進(jìn)入膜內(nèi)的速度和進(jìn)入膜的表面擴(kuò)散到 膜分離過程有微濾、超濾、納濾、反滲透、電滲膜的另
5、一表面的速度(擴(kuò)散速度)。而溶解速度完全析、透析、膜蒸餾、滲透蒸發(fā)等,常見膜分離的特點(diǎn)見取決于被分離物與膜材料之間化學(xué)性質(zhì)的差異,擴(kuò)表1。散速度除化學(xué)性質(zhì)外還與物質(zhì)的分子量有關(guān),速度 各種膜分離裝置主要由膜分離器(膜組件)、泵、愈大,透過膜所需的時間愈短,混合物透過膜的速度過濾器、閥、儀表及管路組成。根據(jù)產(chǎn)生需要,常用的相差愈大,則分離效率愈高。膜組件形式主要有平板式、管式、螺旋卷式、中空纖1.2 膜的分類維式,最近又出現(xiàn)了動態(tài)膜。各種膜組件的優(yōu)缺點(diǎn)比 目前廣泛應(yīng)用的分離膜是高聚物膜,但具有分較見表2。離功能的膜種類繁多,具體分類如下:作者簡介:陳紅霞(19622),女
6、,山東濟(jì)寧人,濟(jì)寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授收稿日期:2005205209第5期 陳紅霞:膜分離及應(yīng)用展望 15[2]表1 主要膜分離過程分離過程特點(diǎn)微濾超濾納濾反滲透電滲析透析膜對稱微孔膜不對稱微孔膜不對稱微孔膜復(fù)合膜(不對稱膜)離子交換膜對稱或不對稱微孔膜推動力壓力差壓力差壓力差壓力差電位差濃度差截留粒徑0.02~10Lm0.001~0.01Lm2nm0.1~1nm機(jī)制篩分篩分篩分溶液2擴(kuò)散電子遷移篩分加上擴(kuò)散度差纖維素類、二醋酸纖維素類、聚酰胺、纖維素、三醋酸纖醋酸纖維素、芳香硝酸纖維素、再生聚偏氟乙烯、聚砜、維素、氰乙
7、基醋酸醋酸纖維素、醋酸聚酰胺2酰肼、聚苯纖維素、賽璐玢、聚丙烯腈、聚丙烯、纖維、聚砜、磺化纖維素2三醋酸纖聚乙烯、聚丙烯、砜酰胺、聚苯并咪纖維素、乙烯2乙烯膜材料聚碳酸酯、聚四氟聚砜、聚砜酰胺、維素、磺化聚砜、聚氯乙烯、聚砜、唑、聚苯并咪唑醇共聚物、甲基丙乙烯、氧化鋁和聚偏氟乙烯、聚丙磺化聚醚砜、芳香磷酸鋯、釩酸鋁酮、芳香聚醚酰胺、烯酸甲酯、聚丙氧化鋯制備的陶烯腈、聚酰亞胺、聚酰胺復(fù)合材料①芳香聚酰胺②烯③、聚碳酸酯④瓷膜、玻璃、金屬甲基丙烯酸甲酯2丙烯腈共聚物平板式、管式、管式、卷式、平板式、管式、膜組件卷式、中