|
膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于膜可以在分子范围内进行分离并且这过程是一种物理过程不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级依据其孔径的不同或称为截留分子量 可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜根据材料的不同可分为无机膜和有机膜无机膜主要还只有微滤级别的膜主要是陶瓷膜和金属膜。有机膜是由高分子材料做成的如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。 目录 膜技术简介 膜技术定义 膜技术分类与特点 电渗析 膜技术-膜 膜技术-超滤膜技术 膜技术--纳滤膜技术 膜技术-膜分离技术 膜技术简介 膜技术定义 膜技术分类与特点 电渗析 膜技术-膜 膜技术-超滤膜技术 膜技术--纳滤膜技术 膜技术-膜分离技术 膜技术的发展 膜技术的应用 展开
同时膜技术在日常生活中也日益显示出它的重要作用和光明前景。以饮用水为例 自从人们发现自来水含有三卤甲烷、农药、洗涤剂以及自 1/11页 来水管、水塔的二次污染后就开始用反渗透膜制备纯净水。但是由于纯净水制作成本较高而且在去除水中有害物质的同时也把对人体有益的无机盐剔除掉了。于是人们又用纯膜装置生产出具有矿泉水和纯净水两者优点的、具有生物活性的、可直接生饮的过滤水。 超滤膜技术既可除去水中病菌、病毒、热源、胶体、 COD等有害物质又可透析对人体有益的无机盐 已广泛应用于牛奶脱脂、果汁浓缩、黄酒纯化、 白酒陈化、啤酒除菌、味精提纯、蔗糠脱色、氨基酸浓缩、酱油除菌等生产中而且还广泛应用于医疗针剂水、输液水、洗瓶水、外科手术洗洁水的制备。 因其克服了蒸馏水中含有细菌尸体的缺点且具有生物活性所以更有利于病人恢复健康而备受医学界推崇。 富氧膜以其分离气体的特殊功能产生富氧空气 目前广泛应用于医院、养鱼场、工业发酵与氧化等场所尤其在高山缺氧地区特别需要。 膜技术正在把我们的生活带入一个更新的时代。 编辑本段膜技术定义 在某种推动力的作用下利用某种隔膜特定的透过性能使溶质或溶剂分离的方法称为膜分离。 分离溶质时一般叫渗析分离溶剂时一般叫渗透。 编辑本段膜技术分类与特点 根据推动力的不同膜分离有下列几种 浓度差扩散渗析 电位差 电渗析 压力差反渗透(RO, reverse osmosis) MW<100, 0.2-0. 3nm, 2 – 3 A0 纳滤(NF, nanofiltration) MW: 100-1000, 0. 5-5 nm 超滤(UF, ultrafiltration) MW: 1000—百万, 5 nm-0.2mm 微滤(MF, microfiltration) 0.2-1 mm (1A0=10-8 cm, 1m =10-4cm, 1nm=10-7cm) 膜分离的特点 1、可在一般温度下操作没有相变 2、浓缩分离同时进行 3、不需投加其他物质不改变分离物质的性质 4、适应性强运行稳定。 编辑本段电渗析 一、 原理 2/11页 在直流电场作用下利用阴、 阳离子交换膜对溶液中的阴、 阳离子的选择透过性分离溶质和水。 阴膜只让阴离子通过 阳膜只让阳离子通过。 阴极 还原反应 2H 2e→H2 ↑ 阴极室溶液呈碱性结垢 阳极 氧化反应 4OH→O2 ↑2H2O4e 或2Cl-→Cl2 ↑ +2e 阳极室溶液呈酸性腐蚀 特点 只能将电解质从溶液中分离出去。不能去除有机物等。 二、离子交换膜 离子交换树脂树脂与离子之间发生交换反应 离子交换膜对溶液中的离子具有选择透过的特性
★按其结构分为异相膜、均相膜。 异相膜离子交换树脂磨成粉末加入粘合剂滚压在纤维网上。 均相膜离子及交换树脂的母体材料制成连续的膜状物作为底膜然后在上面嵌接上活性基团。 ★按离子选择性分 阳离子交换膜一般为聚苯乙烯磺酸型 RSO3H在水中电离后呈负电性 阴离子交换膜聚苯乙烯季胺型 RCH2 N CH3 3OH 电离后呈正电性 ★离子交换膜选择透过性主要是由于 1膜的孔隙结构 2活性交换基团的作用。 ★离子交换膜是电渗析的关键部分 良好的电渗析应在于 1高的离子选择性 2渗水性差 3导电性好 4〕化学稳定性和机械强度。 3/11页 编辑本段膜技术-膜 膜是一种具有特殊选择性分离功能的无机或高分子材料 它能把流体分隔成不相通的两个部分使其中的一种或几种物质能透过而将其他物质分离出来。膜技术是环境保护和环境治理的首选技术。在食品工业中也正在发挥着重要的作用。 膜是膜技术的核心膜材料的性质和化学结构对膜分离性能起着决定性的影响。 分类 ⑴按材料来源分天然膜和合成膜合成膜又分为有机膜与无机膜。 ⑵按结构分有七类a.均质膜或致密膜 为结构均匀的致密膜。b.对称微孔膜平均孔径为0.02~10μ m。按成膜方法不同有三种类型的微孔膜 即核孔膜、控制拉伸膜和海绵状结构膜。c.非对称膜。膜断面为不对称结构是工业上应用最多的膜。d.复合膜。在多孔膜表面加涂另一种材料的致密复合层。e.离子交换膜。f.荷电膜。g.液膜。包括支撑液膜和乳状液膜。 ⑶按形状分平板膜、管式膜、 中空纤维膜和卷式膜 膜技术在日常生活中也日益显示出它的重要作用和光明前景。 自从人们发现自来水含有三卤甲烷、农药、洗涤剂以及自来水管、水塔的二次污染后就开始用反渗透膜制备纯净水。但是由于纯净水制作成本较高而且在去除水中有害物质的同时也把对人体有益的无机盐剔除掉了。于是人们又用纯膜装置生产出具有矿泉水和纯净水两者优点的、具有生物活性的、可直接生饮的过滤水。 编辑本段膜技术-超滤膜技术 既可除去水中病菌、病毒、热源、胶体、 COD等有害物质又可透析对人体有益的无机盐 已广泛应用于牛奶脱脂、果汁浓缩、黄酒纯化、 白酒陈化、啤酒除菌、味精提纯、蔗糠脱色、氨基酸浓缩、酱油除菌等生产中而且还广泛应用于医疗针剂水、输液水、洗瓶水、外科手术洗洁水的制备。因其克服了蒸馏水中含有细菌尸体的缺点且具有生物活性所以更有利于病人恢复健康而备受医学界推崇。 富氧膜以其分离气体的特殊功能产生富氧空气 目前广泛应用于医院、养鱼场、工业发酵与氧化等场所尤其在高山缺氧地区特别需要。 4/11页
膜技术正在把我们的生活带入一个更新的时代。 编辑本段膜技术--纳滤膜技术 浓缩提纯技术---纳滤膜技术 浓缩提纯工艺上主要采用截留分子量在100---1000Dal的纳滤膜。纳滤膜对二价离子功能性糖类 小分子色素 多肽头孢菌素等物质的截留性高于98%而对一些单价离子 小分子酸碱醇等有30-50%的透过性能常用于溶质的分级溶液中低分子物质的洗脱和离子组分的调整溶液体系的浓缩等流体物质的分离精制浓缩脱盐等工艺过程中。 比如结晶母液的回收树脂解析液的浓缩热敏性物质的浓缩纯化等。 纳滤膜分离技术常被用于取代传统的冷冻干燥薄膜蒸发离子交换除盐树脂工艺浓缩 中和等工艺过程。 浓缩提出技术可采用的膜组件主要有卷式膜管式膜 中空纤维膜。 采用纳滤膜分离技术浓缩提纯的优点 1. 浓缩纯化过程在常温下进行无相变无化学反应不带入其他杂质及造成产品的分解变性特别适合于热敏性物质。 2. 可脱除产品的盐分减少产品灰分提高产品纯度相对于溶剂脱盐不仅产品品质更好且收率还能有所提高。 3. 工艺过程收率高损失少
4. 可回收溶液中的酸碱醇等有效物质实现资源的循环利用 5. 设备结构简介紧凑 占地面积小能耗低 6. 操作简便可实现自动化作业稳定性好维护方便。 编辑本段膜技术-膜分离技术 5/11页 |
|
|
来自： 新用户23005703 > 《新能源》
编辑本段膜技术简介
离子交换膜
超滤膜组件
