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反滲透膜的分離技術及注意事項
時間:2017-05-17 閱讀: 1570

     1、膜分離技術現狀及展望

 膜分離技術現狀

半個世紀以來,膜分離完成了從實驗室到大規模工業應用的轉變,成為一項高效節能的新型分離技術。1925年以來,差不多每十年就有一項新的膜過程在工業上得到應用。

由于膜分離技術本身具有的優越性能,故膜過程現在已經得到世界各國的普遍重視。在能源緊張、資源短缺、生態環境惡化的今天,產業界和科技界把膜過程視為二十一世紀工業技術改造中的一項極為重要的新技術。曾有專家指出:誰掌握了膜技術誰就掌握了化學工業的明天。

80年代以來我國膜技術跨入應用階段,同時也是新膜過程的開發階段。在這一時期,膜技術在食品加工、海水淡化、純水、超純水制備、醫藥、生物、環保等領域得到了較大規模的開發和應用。并且,在這一時期,國家重點科技攻關項目和自然科學基金中也都有了膜的課題。

目前,這一潛力巨大的新興行業正在以蓬勃的激情挑戰市場,為眾多的企業帶來了較為顯著的經濟效益、社會效益和環境效益。



◎ 展望
當前,膜分離技術已獲得巨大的進展,但它畢竟還是處于上升發展階段,還有許多工作要我們去做。21世紀的膜科學與技術將進一步改進、完善已有的膜過程,不斷探索和開拓新的過程與材料,并不斷擴充原有的應用領域,使膜技術發揮發揮更大的作用。
    ※ 展望之一 

我們要致力于將新興的膜分離技術與傳統的工藝技術有機的結合起來,不斷將膜技術的研究成果從實驗室推向產業化應用。

※ 展望之二 

我們要致力于研究新的膜材料,開發研究新的聚合膜材料。
※ 展望之三 

我們要致力于研究開發新的成膜工藝,進一步制備超薄、高度均勻、無缺陷的非對稱膜皮層技術與工藝。

※ 展望之四 

我們要致力于將無機膜的發展推向前。無機膜由于擁有其他聚合物膜所無法具有的一些優點,如:無機膜具有耐酸、堿、耐有機溶劑,化學穩定性好,機械強度大,抗微生物污染能力強,耐高溫,孔徑分布窄,分離效率高等,而受到學術界和工業化應用越來越多的重視。在以后的發展過程中,研究無機膜的新材料、新工藝是必然的趨勢。

※ 展望之五 

無論在學術上還是工業化應用當中,微濾、超濾、納濾、反滲透、電滲析、氣體分離、滲透汽化等課題的研究都將是重中之重。



2、膜分離技術特點

膜分離過程是一個高效、環保的分離過程,它是多學科交叉的高新技術,它在物理、化學和生物性質上可呈現出各各樣的特性,具有較多的優勢。

與傳統的分離技術如蒸餾、吸附、吸收、萃取、深冷分離等相比,膜分離技術具有以下特點:

◇ 高效的分離過程

它可以做到將相對分子量為幾千甚至幾百的物質進行分離(相應的顆粒大小為納米級)。

◇ 低能耗

因為大多數膜分離過程都不發生相的變化,相變化的潛熱是很大的。傳統的冷凍、萃取和閃蒸等分離過程是發生相的變化,通常能耗比較高。

◇ 接近室溫的工作溫度

多數膜分離過程的工作溫度在室溫附近,因而膜本身對熱過敏物質的處理就具有獨特的優勢。目前,尤其是在食品加工、醫藥工業、生物技術等領域有其獨特的推廣應用價值。

◇ 品質穩定性好

膜設備本身沒有運動的部件,工作溫度又在室溫附近,所以很少需要維護,可靠度很高。它的操作十分簡便,而且從設備開啟到得到產品的時間很短,可以在頻繁的啟、停下工作。相比傳統工藝可顯著縮短生產周期。

◇ 連續化操作

膜分離過程可實現連續化操作過程,滿足工業化生產的實際需要。

◇ 靈活性強

膜設備的規模和處理能力可變,易于工業逐級放大推廣應用。膜分離裝置可以直接插入已有的生產工藝中,易與其它分離過程結合,方便進行原有工藝改建和上下工藝整和。

◇ 純物理過程

膜分離是純物理過程,不會發生任何的化學變化,更不需要外加任何物質,如助濾劑、化學試劑等。

◇ 環保

膜分離設備制作材質清潔、環保,工作現場清潔衛生,符合國家產業政策。


3、膜分離過程的基本特性

膜分離技術以其節能效果顯著、設備簡單、操作方便、容易控制而受到廣大用戶的普遍歡迎。選擇適當的膜分離過程,可替代鼓式真空過濾、板框壓濾、離子交換、離心分離、溶媒抽提、靜電除塵、袋式過濾、吸附/再生、絮凝/共聚、傾析/沉淀、蒸發、結晶等多種傳統的分離與過濾方法。

下表:目前已經實現工業化應用的幾種膜分離過程的基本特征

過程

分離目的

截留組分

透過組分在料液中含量

推動力

膜類型

進料和透過物的物態

微濾

溶液脫粒子、氣體脫粒子

0.02~10μm粒子

大量溶劑及少量溶質

壓力差

多孔膜和非對稱膜

液體或氣體

超濾或納濾

溶液脫大分子、大分子溶液脫小分子、大分子分級

1~20nm大分子溶質

大量溶劑和少量小分子溶質

壓力差

非對稱膜

液體

反滲透

溶劑脫溶質、含小分子溶質溶液濃縮

0.1~1nm小分子溶質

大量溶劑

壓力差

非對稱膜或復合膜

液體

 

 

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