膜分離技術(shù)清洗

無機(jī)膜清洗：用1%HNO3溶液循環(huán)清洗15min，打開濾液閥門，讓濾液回到循環(huán)罐內(nèi)，讓其繼續(xù)清洗15min，之后用自來水系統(tǒng)清洗至中性；

有機(jī)膜清洗：用1%na5p3o10 0.5?ta 0.2%sds naoh調(diào)PH11.0，清洗45min，之后用純凈水洗至中性。

①接通電源，確保泵在運(yùn)行過程中是正轉(zhuǎn)；

②參數(shù)設(shè)定，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求的溫度和壓力，設(shè)置最高的工作壓力和溫度；

③膜的準(zhǔn)備工作，膜在投入使用前必須進(jìn)行清洗，使膜達(dá)到最佳的工作狀態(tài)；

④膜分離；

⑤膜清洗，膜在處理完物料后，受到一定污染，應(yīng)進(jìn)行一定清洗。

膜分離的基本工藝原理是較為簡單的。在過濾過程中料液通過泵的加壓，料液以一定流速沿著濾膜的表面流過，大于膜截留分子量的物質(zhì)分子不透過膜流回料罐，小于膜截留分子量的物質(zhì)或分子透過膜，形成透析液。故膜系統(tǒng)都有兩個出口，一是回流液（濃縮液）出口，另一是透析液出口。在單位時(shí)間（Hr）單位膜面積（m2）透析液流出的量（L）稱為膜通量（LMH），即過濾速度。影響膜通量的因素有：溫度、壓力、固含量（TDS）、離子濃度、黏度等。

由于膜分離過程是一種純物理過程，具有無相變化，節(jié)能、體積小、可拆分等特點(diǎn)，使膜廣泛應(yīng)用在發(fā)酵、制藥、植物提取、化工、水處理工藝過程及環(huán)保行業(yè)中。對不同組成的有機(jī)物，根據(jù)有機(jī)物的分子量，選擇不同的膜，選擇合適的膜工藝，從而達(dá)到最好的膜通量和截留率，進(jìn)而提高生產(chǎn)收率、減少投資規(guī)模和運(yùn)行成本。

系統(tǒng)應(yīng)用澄清純化技術(shù)

——超/微濾膜系統(tǒng)

澄清純化分離所采用的膜主要是超/微濾膜，由于其所能截留的物質(zhì)直徑大小分布范圍廣，被廣泛應(yīng)用于固液分離、大小分子物質(zhì)的分離、脫除色素、產(chǎn)品提純、油水分離等工藝過程中。

超/微濾膜分離可取代傳統(tǒng)工藝中的自然沉降、板框過濾、真空轉(zhuǎn)鼓、離心機(jī)分離、溶媒萃取、樹脂提純、活性炭脫色等工藝過程。

澄清純化技術(shù)可采用的膜分離組件主要有：陶瓷膜、平板膜、不銹鋼膜、中空纖維膜、卷式膜、管式膜。

采用膜分離澄清純化的優(yōu)點(diǎn)：

濃縮提純技術(shù)

——納濾膜系統(tǒng)

膜分離技術(shù)在濃縮提純工藝上主要采用截留分子量在100～1000Dal的納濾膜。納濾膜的主要特點(diǎn)是對二價(jià)離子、功能性糖類、小分子色素、多肽等物質(zhì)的截留性能高于98%，而對一些單價(jià)離子、小分子酸堿、醇等有30～50%的透過性能，常被應(yīng)用于溶質(zhì)的分級、溶液中低分子物質(zhì)的洗脫和離子組分的調(diào)整、溶液體系的濃縮等物質(zhì)的分離、精制、濃縮工藝過程中。

納濾膜分離技術(shù)常被用于取代傳統(tǒng)工藝中的冷凍干燥、薄膜蒸發(fā)、離子交換除鹽、樹脂工藝濃縮、中和等工藝過程。

濃縮提純技術(shù)可采用的膜組件主要有：卷式膜、管式膜。

采用納濾膜分離技術(shù)濃縮提純的優(yōu)點(diǎn)：

行業(yè)應(yīng)用制藥行業(yè)

●生物發(fā)酵液過濾除菌及下游分離純化精制

●樹脂解析液的濃縮及解析劑回收

●農(nóng)藥水劑、粉劑的生產(chǎn)應(yīng)用

●中藥浸提液過濾除雜及濃縮

●中藥浸膏生產(chǎn)應(yīng)用

●合成藥、原料藥、中間體等的脫鹽濃縮

●結(jié)晶母液回收

食品行業(yè)

●乳清廢水處理

●乳制品生產(chǎn)加工應(yīng)用

●果汁澄清脫色

●食品添加劑純化濃縮

●茶飲料澄清濃縮

●啤酒、葡萄酒、黃酒的精制加工

●天然色素提取液的除雜及濃縮

●氨基酸發(fā)酵液過濾澄清及精制

染料化工和助劑

水溶性染料反應(yīng)液的脫鹽濃縮

●染料鹽析母液廢水回收

淀粉糖品

●糖液分離純化及濃縮

●果葡糖漿色普分離純化

●糖醇色普分離純化

●單糖、低聚糖及多糖的分離純化及濃縮

環(huán)保及領(lǐng)域

●紡織、染整、印染廢水處理及回用

●電鍍工業(yè)廢水零排放及資源回收

●礦山及冶金廢水處理回收

●淀粉廢水處理

●造紙廢水木質(zhì)素回收及廢水處理

●電泳漆廢水涂料回收

●酸、堿廢水處理回收

●市政污水的處理及回用

●洗車水、桑拿水、游泳池水、洗浴廢水等循環(huán)處理

●工業(yè)生產(chǎn)所用的各類軟化水、純水、超純水制備

生物技術(shù)

●生物蛋白、多肽、酶制劑等酵液過濾澄清及精制

膜分離技術(shù)的特點(diǎn)膜分離過程是一個高效、環(huán)保的分離過程，是多學(xué)科交叉的高新技術(shù)，在物理、化學(xué)和生物性質(zhì)上呈現(xiàn)出各種各樣的特性，具有較多的優(yōu)勢 。膜是具有選擇性分離功能的材料，利用膜的選擇性分離實(shí)現(xiàn)料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過程稱作膜分離。它與傳統(tǒng)過濾的不同在于，膜可以在分子范圍內(nèi)進(jìn)行分離，并且這過程是一種物理過程，不需發(fā)生相的變化和添加助劑。

膜的孔徑一般為微米級，依據(jù)其孔徑的不同（或稱為截留分子量），可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜，根據(jù)材料的不同，可分為無機(jī)膜和有機(jī)膜，無機(jī)膜主要是陶瓷膜和金屬膜，其過濾精度較低，選擇性較小。有機(jī)膜是由高分子材料做成的，如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。

微濾（MF）又稱微孔過濾，它屬于精密過濾，其基本原理是篩孔分離過程。微濾膜的材質(zhì)分為有機(jī)和無機(jī)兩大類，有機(jī)聚合物有醋酸纖維素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。無機(jī)膜材料有陶瓷和金屬等。鑒于微孔濾膜的分離特征，微孔濾膜的應(yīng)用范圍主要是從氣相和液相中截留微粒、細(xì)菌以及其他污染物，以達(dá)到凈化、分離、濃縮的目的。

對于微濾而言，膜的截留特性是以膜的孔徑來表征，通?？讖椒秶?.1～1微米，故微濾膜能對大直徑的菌體、懸浮固體等進(jìn)行分離?？勺鳛橐话懔弦旱某吻?、保安過濾、空氣除菌。

超濾（UF）

是介于微濾和納濾之間的一種膜過程，膜孔徑在0.05um至1nm之間。超濾是一種能夠?qū)⑷芤哼M(jìn)行凈化、分離、濃縮的膜分離技術(shù)，超濾過程通?？梢岳斫獬膳c膜孔徑大小相關(guān)的篩分過程。以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力，以超濾膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當(dāng)水流過膜表面時(shí)，只允許水及比膜孔徑小的小分子物質(zhì)通過，達(dá)到溶液的凈化、分離、濃縮的目的。

對于超濾而言，膜的截留特性是以對標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)物的截留分子量來表征，通常截留分子量范圍在1000～300000，故超濾膜能對大分子有機(jī)物（如蛋白質(zhì)、細(xì)菌）、膠體、懸浮固體等進(jìn)行分離，廣泛應(yīng)用于料液的澄清、大分子有機(jī)物的分離純化、除熱源。

納濾（NF）

是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術(shù)， 其截留分子量在80～1000的范圍內(nèi)，孔徑為幾納米，因此稱納濾。基于納濾分離技術(shù)的優(yōu)越特性，其在制藥、生物化工、 食品工業(yè)等諸多領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用前景。

對于納濾而言，膜的截留特性是以對標(biāo)準(zhǔn)NaCl、MgSO₄、CaCl₂溶液的截留率來表征，通常截留率范圍在60～90%，相應(yīng)截留分子量范圍在100～1000，故納濾膜能對小分子有機(jī)物等與水、無機(jī)鹽進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)脫鹽與濃縮的同時(shí)進(jìn)行。

反滲透（RO）

是利用反滲透膜只能透過溶劑（通常是水）而截留離子物質(zhì)或小分子物質(zhì)的選擇透過性，以膜兩側(cè)靜壓為推動力，而實(shí)現(xiàn)的對液體混合物分離的膜過程。反滲透是膜分離技術(shù)的一個重要組成部分，因具有產(chǎn)水水質(zhì)高、運(yùn)行成本低、無污染、操作方便運(yùn)行可靠等諸多優(yōu)點(diǎn) ，而成為海水和苦咸水淡化，以及純水制備的最節(jié)能、最簡便的技術(shù)。已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、電子、化工、食品、海水淡化等諸多行業(yè)。反滲透技術(shù)已成為現(xiàn)代工業(yè)中首選的水處理技術(shù)。

反滲透的截留對象是所有的離子，僅讓水透過膜，對NaCl的截留率在98%以上，出水為無離子水。反滲透法能夠去除可溶性的金屬鹽、有機(jī)物、細(xì)菌、膠體粒子、發(fā)熱物質(zhì)，也即能截留所有的離子，在生產(chǎn)純凈水、軟化水、無離子水、產(chǎn)品濃縮、廢水處理方面反滲透膜已經(jīng)應(yīng)用廣泛，如垃圾滲濾液的處理。

微濾

具體涉及領(lǐng)域主要有：醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)（明膠、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等）、高純水、城市污水、工業(yè)廢水、飲用水、生物技術(shù)、生物發(fā)酵等。

超濾

早期的工業(yè)超濾應(yīng)用于廢水和污水處理。三十多年來，隨著超濾技術(shù)的發(fā)展，如今超濾技術(shù)已經(jīng)涉及食品加工、飲料工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、生物制劑、中藥制劑、臨床醫(yī)學(xué)、印染廢水、食品工業(yè)廢水處理、資源回收、環(huán)境工程等眾多領(lǐng)域。

納濾

納濾的主要應(yīng)用領(lǐng)域涉及：食品工業(yè)、植物深加工、飲料工業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品深加工、生物醫(yī)藥、生物發(fā)酵、精細(xì)化工、環(huán)保工業(yè)等。

反滲透

由于反滲透分離技術(shù)的先進(jìn)、高效和節(jié)能的特點(diǎn)，在國民經(jīng)濟(jì)各個部門都得到了廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用于水處理和熱敏感性物質(zhì)的濃縮，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括以下：食品工業(yè)、牛奶工業(yè)、飲料工業(yè)、植物（農(nóng)產(chǎn)品）深加工、生物醫(yī)藥、生物發(fā)酵、制備飲用水、純水、超純水、海水、苦咸水淡化、電力、電子、半導(dǎo)體工業(yè)用水、醫(yī)藥行業(yè)工藝用水、制劑用水、注射用水、無菌無熱源純水、食品飲料工業(yè)、化工及其它工業(yè)的工藝用水、鍋爐用水、洗滌用水及冷卻用水。

其他

除了以上四種常用的膜分離過程，另外還有滲析、控制釋放、膜傳感器、膜法氣體分離、液膜分離法等。

當(dāng)前，膜分離技術(shù)已獲得巨大的進(jìn)展，但它畢竟還是處于上升發(fā)展階段，還有許多工作要我們?nèi)プ觥?1世紀(jì)的膜科學(xué)與技術(shù)將進(jìn)一步改進(jìn)、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(kuò)充原有的應(yīng)用領(lǐng)域，使膜技術(shù)發(fā)揮更大的作用 。

隨著我國膜科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，相應(yīng)的學(xué)術(shù)、技術(shù)團(tuán)體也相繼成立。他們的成立為規(guī)范膜行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，在促進(jìn)膜行業(yè)的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。半個世紀(jì)以來，膜分離完成了從實(shí)驗(yàn)室到大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的轉(zhuǎn)變，成為一項(xiàng)高效節(jié)能的新型分離技術(shù)。1925年以來，差不多每十年就有一項(xiàng)新的膜過程在工業(yè)上得到應(yīng)用。

由于膜分離技術(shù)本身具有的優(yōu)越性能，故膜過程已經(jīng)得到世界各國的普遍重視。隨著能源緊張、資源短缺、生態(tài)環(huán)境惡化，產(chǎn)業(yè)界和科技界把膜過程視為二十一世紀(jì)工業(yè)技術(shù)改造中的一項(xiàng)極為重要的新技術(shù)。曾有專家指出：誰掌握了膜技術(shù)誰就掌握了化學(xué)工業(yè)的明天。

80年代以來我國膜技術(shù)跨入應(yīng)用階段，同時(shí)也是新膜過程的開發(fā)階段。在這一時(shí)期，膜技術(shù)在食品加工、海水淡化、純水、超純水制備、醫(yī)藥、生物、環(huán)保等領(lǐng)域得到了較大規(guī)模的開發(fā)和應(yīng)用。并且，在這一時(shí)期，國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目和自然科學(xué)基金中也都有了膜的課題。

這一潛力巨大的新興行業(yè)正在以蓬勃的激情挑戰(zhàn)市場，為眾多的企業(yè)帶來了較為顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益。

（1）在常溫下進(jìn)行

有效成分損失極少，特別適用于熱敏性物質(zhì)，如抗生素等醫(yī)藥、果汁、酶、蛋白的分離與濃縮。

（2）無相態(tài)變化

保持原有的風(fēng)味。

（3）無化學(xué)變化

典型的物理分離過程，不用化學(xué)試劑和添加劑，產(chǎn)品不受污染。

（4）選擇性好

可在分子級內(nèi)進(jìn)行物質(zhì)分離，具有普遍濾材無法取代的卓越性能。

（5）適應(yīng)性強(qiáng)

處理規(guī)?？纱罂尚?，可以連續(xù)也可以間隙進(jìn)行，工藝簡單，操作方便，易于自動化。

（6）能耗低

只需電能驅(qū)動，能耗極低，其費(fèi)用約為蒸發(fā)濃縮或冷凍濃縮的1/3-1/8。

膜是具有選擇性分離功能的材料。無機(jī)膜由于各種優(yōu)良性能（如抗高溫、耐酸堿等），已得到廣泛應(yīng)用。由于技術(shù)發(fā)展水平限制，無機(jī)膜主要只有微濾和超濾級別的膜，主要是陶瓷膜和金屬膜。特別是超濾陶瓷膜，已經(jīng)在很多行業(yè)得到應(yīng)用，如重金屬廢水處理與回收。

膜分離現(xiàn)象廣泛存在于自然界中，特別是生物體內(nèi)，但人類對它的認(rèn)識和研究卻經(jīng)過了漫長而曲折的道路。膜分離技術(shù)的工程應(yīng)用是從20世紀(jì)60年代海水淡化開始的1960年洛布和索里拉金教授制成了第一張高通量和高脫鹽率的醋酸纖紙素膜，這種膜具有對稱結(jié)構(gòu)，從此使反滲透從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)應(yīng)用 。

其后各種新型膜陸續(xù)問世，1967年美國杜邦公司首先研制出以尼龍-66為膜材料的中空纖維膜組件；1970年又研制出以芳香聚酰胺為膜材料的“Pemiasep B-9”中空纖維膜組件，并獲得1971年美國柯克帕特里克化學(xué)工程最高獎。從此反滲透技術(shù)在美國得到迅猛的發(fā)展，隨后在世界各地相繼應(yīng)用。其間微濾和超濾技術(shù)也得到相應(yīng)的發(fā)展。

膜在大自然中，特別是在生物體內(nèi)是廣泛存在的。我國膜科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是從1958年研究離子交換膜開始的。60年代進(jìn)入開創(chuàng)階段。1965年著手反滲透的探索，1967年開始的全國海水淡化會戰(zhàn)，大大促進(jìn)了我國膜科技的發(fā)展。

70年代進(jìn)入開發(fā)階段。這時(shí)期，微濾、電滲析、反滲透和超濾等各種膜和組器件都相繼研究開發(fā)出來，80年代跨入了推廣應(yīng)用階段。80年代又是氣體分離和其他新膜開發(fā)階段。

膜分離技術(shù)是一種以分離膜為核心，進(jìn)行分離、濃縮和提純物質(zhì)的一門新興技術(shù)。該技術(shù)是一種使用半透膜的分離方法，由于膜分離操作一般在常溫下進(jìn)行，被分離物質(zhì)能保持原來的性質(zhì)，能保持食品原有的色、香、味、營養(yǎng)和口感，能保持功效成分的活性。其選擇性強(qiáng)，操作過程簡單，適用范圍廣，能耗低，所以可廣泛應(yīng)用于食品的生產(chǎn)中 。膜分離是在20世紀(jì)初出現(xiàn)，20世紀(jì)60年代后迅速崛起的一門分離新技術(shù)。膜分離技術(shù)由于兼有分離、濃縮、純化和精制的功能，又有高效、節(jié)能、環(huán)保、分子級過濾及過濾過程簡單、易于控制等特征，因此，已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、生物、環(huán)保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領(lǐng)域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，已成為當(dāng)今分離科學(xué)中最重要的手段之一。

若膜不使用超過3天，要用1%甲醛溶液將膜封存，冬季用20%甘油將膜封存。

1、陶瓷膜系統(tǒng)（生物發(fā)酵液過濾除菌、中藥植提浸提液過濾除雜）

2、卷式膜系統(tǒng)（流體的過濾除雜精制及濃縮）

3、中空膜系統(tǒng)（水處理行業(yè)預(yù)處理）

超過濾是一種薄膜分離技術(shù)。就是在一定的壓力下(壓力為0.07～0.7MPa，最高不超過1.05MPa)，水在膜面上流動，水與溶解鹽類和其他電解質(zhì)是微小的顆粒，能夠滲透超濾膜，而相對分子質(zhì)量大的顆粒和膠體物質(zhì)就被超濾膜所阻擋，從而使水中的部分微粒得到分離的技術(shù)。

超濾膜的孔徑是數(shù)十至幾百埃、介于反滲透與微孔膜之間。超濾膜的孔徑是由一定相對分子質(zhì)量的物質(zhì)進(jìn)行截留試驗(yàn)測定的，并以相對分子質(zhì)量的數(shù)值來表示。在水處理中，應(yīng)用超濾膜來除去水中的懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)。在醫(yī)藥工業(yè)上超濾膜的應(yīng)用也十分廣泛。

超過濾膜受到污染或結(jié)垢時(shí)，一般采用雙氧水或次氯酸鈉溶液來清洗。不能通過反洗來清洗膜面。超過濾最高運(yùn)行溫度為45℃，pH=1.5～13.0。超過濾是去除水中有機(jī)物質(zhì)的一項(xiàng)措施，也可以去除微量膠體物、生物體以及樹脂碎末等。超過濾常置于除鹽系統(tǒng)之后，或置于反滲透裝置之前來保護(hù)反滲透膜。

超濾膜組件中所用的膜材料一般有：二醋酸纖維(CA)，三醋酸纖維(CTA)，氰乙基醋酸纖維(CN-CA)，聚砜(PS)，磺化聚砜(SPS)，聚砜酰胺(PSA)，還有酚酞側(cè)基聚芳砜(PDC)，聚偏氟乙烯(PVDF)，聚丙烯腈(PAN)，聚酰亞胺(PI)，甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈共聚物(MMA-AN)及纖維素等。其中以醋酸纖維素(CA)、聚砜(PS)、聚丙烯腈(PAN)、聚醚砜(POS)等已廣為應(yīng)用。此外，還有動態(tài)形成的超濾膜。

膜技術(shù)是膜分離技術(shù)的簡稱，是仿生物學(xué)膜，通過人工材料（膜材料）實(shí)現(xiàn)不同介質(zhì)分離的技術(shù)，分離的過程多由壓力、濃度差、電勢差等因素驅(qū)動。按照分離精度的不同，壓力驅(qū)動膜又可以分為微濾（MF）膜、超濾（UF）膜、納濾（NF）膜和反滲透（RO）膜等等。

膜技術(shù)廣泛用于環(huán)境、能源、電子、醫(yī)藥等各個方面，近二十年來，由于膜技術(shù)可以去除常規(guī)處理工藝難以去除的水污染物，在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)受到各國重視，不同種類的膜技術(shù)分別應(yīng)用于不同的細(xì)分領(lǐng)域，主要下游包括市政污水處理及再生、自來水處理、工業(yè)水回用、海水淡化、家用凈水器等。

膜技術(shù)圖譜

膜分離是 在20世紀(jì)初出現(xiàn)，上世紀(jì)60年代后迅速崛起的一門分離新技術(shù)。膜分離技術(shù)由于兼有分離、濃縮、純化和精制的功能，又有高效、節(jié)能、環(huán)保、分子級過濾及過濾過程簡單、易于控制等特征，因此，目前已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、生物、環(huán)保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領(lǐng)域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，已成為當(dāng)今分離科學(xué)中最重要的手段之一。 膜可以是固相、液相、甚至是氣相的。用各種天然或人工材料制造出來的膜品種繁多，在物理、化學(xué)、生物性質(zhì)上呈現(xiàn)出各種各樣的特性。

大多數(shù)人會認(rèn)為，膜離我們的生活非常遙遠(yuǎn)。其實(shí)不然，膜分離技術(shù)非常貼近我們的日常生活。如水、果汁、牛奶、保健品、中藥、茶食品、飲料、調(diào)味品等我們隨時(shí)可能接觸到的，都會用到膜分離技術(shù)。

隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，膜分離技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不但會越來越廣泛，而且其會被越來越多的人認(rèn)識和接受。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，2001年全世界膜和膜組件的銷售額已接近80億美 元 ，成套設(shè)備和膜工程的市場則已達(dá)到數(shù)百億美元，而且每年還在以10%~20%的幅度遞增，顯示出這一新興產(chǎn)業(yè)的廣闊前景。

第Ⅰ篇 膜分離技術(shù)基礎(chǔ)理論1

1反滲透膜分離技術(shù)基礎(chǔ)1

1.1反滲透膜分離技術(shù)的基本原理和特點(diǎn)1

1.2反滲透膜污染與濃差極化1

1.3反滲透膜和組件的性能及測試方法2

1.4反滲透膜分離系統(tǒng)3

1.5反滲透膜分離技術(shù)主要用途5

參考文獻(xiàn)5

2納濾膜分離技術(shù)基礎(chǔ)6

2.1納濾膜分離技術(shù)的特點(diǎn)6

2.2納濾膜分離機(jī)理和評價(jià)方法6

2.2.1濃差極化6

2.2.2膜過程的不可逆過程分析6

2.2.3電荷模型7

2.2.4細(xì)孔模型8

2.2.5靜電排斥和立體阻礙模型9

2.2.6納濾膜分離性能的評價(jià)方法9

2.3納濾膜組件及其分離過程的系統(tǒng)設(shè)計(jì)10

2.3.1納濾膜組件及其分離過程10

2.3.2納濾膜分離過程的設(shè)計(jì)11

2.3.3納濾膜分離系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)12

2.4納濾膜分離系統(tǒng)的操作與管理12

2.4.1膜的污染和劣化12

2.4.2膜污染物質(zhì)的預(yù)處理法13

2.4.3納濾膜分離系統(tǒng)的維持管理15

2.5納濾膜分離技術(shù)的其他用途17

2.5.1低聚糖的分離和精制17

2.5.2果汁的高濃度濃縮17

2.5.3肽和氨基酸的分離18

2.5.4抗生素的濃縮與純化18

2.5.5牛奶及乳清蛋白的濃縮18

2.5.6農(nóng)產(chǎn)品的綜合利用18

2.5.7膜生化反應(yīng)器的開發(fā)19

參考文獻(xiàn)19

3超濾膜分離技術(shù)基礎(chǔ)21

3.1超濾膜分離技術(shù)的基本原理和特點(diǎn)21

3.2超濾膜和膜組件的性能及測試方法21

3.2.1超濾膜21

3.2.2超濾膜組件22

3.3超濾膜的污染和濃差極化及控制對策22

3.3.1膜污染的定義及表征22

3.3.2濃差極化的定義及表征23

3.3.3膜污染和濃差極化的控制方法24

3.4超濾膜分離系統(tǒng)及工藝流程26

3.5超濾膜分離技術(shù)的主要用途26

參考文獻(xiàn)27

4微濾膜分離技術(shù)基礎(chǔ)28

4.1微孔分離膜技術(shù)的基本原理和特點(diǎn)28

4.1.1微濾膜的特點(diǎn)28

4.1.2微濾膜的分離機(jī)理29

4.2微濾膜材料及膜制備技術(shù)32

4.2.1微濾膜材料32

4.2.2微濾膜的制備技術(shù)34

4.2.3微濾膜的表面改性36

4.3微濾膜和膜組件的性能及測試方法38

4.3.1微濾膜的性能及測試方法38

4.3.2微濾膜組件的評價(jià)41

4.4微濾膜分離系統(tǒng)及工藝流程43

4.5微濾膜的污染與防治45

4.5.1污染的防治45

4.5.2膜的清洗46

參考文獻(xiàn)47

5無機(jī)分離膜技術(shù)基礎(chǔ)49

5.1無機(jī)分離膜技術(shù)的基本原理和特點(diǎn)49

5.2無機(jī)分離膜、膜組件和性能測定49

5.2.1無機(jī)分離膜49

5.2.2無機(jī)膜組件50

5.2.3無機(jī)膜性能測定51

5.3無機(jī)膜分離系統(tǒng)及工藝流程53

5.3.1操作方式53

5.3.2膜污染的控制及清洗方法54

5.4無機(jī)膜分離技術(shù)的主要用途55

參考文獻(xiàn)56

6離子交換膜分離技術(shù)基礎(chǔ)57

6.1離子交換膜分離技術(shù)的基本原理、應(yīng)用和特點(diǎn)57

6.1.1離子交換膜分離技術(shù)的基本原理57

6.1.2離子交換膜的選擇透過性58

6.1.3膜電位62

6.1.4電滲析的基本過程62

6.1.5離子交換膜分離技術(shù)的應(yīng)用63

6.1.6離子交換膜分離技術(shù)的特點(diǎn)63

6.2離子交換膜的基本性能和測試方法63

6.2.1離子交換膜的基本性能63

6.2.2離子交換膜的性能測定方法64

6.3電滲析器的結(jié)構(gòu)及工藝流程65

6.3.1電滲析器的結(jié)構(gòu)65

6.3.2電滲析器的組裝66

6.3.3電滲析除鹽的工藝流程66

6.4離子交換膜分離技術(shù)主要用途68

6.4.1電滲析除鹽68

6.4.2頻繁倒極電滲析68

6.4.3無極水自動控制電滲析68

6.4.4填充床電滲析制備純水68

6.4.5離子交換膜作隔膜的隔膜電解69

6.4.6離子交換膜擴(kuò)散滲析69

6.4.7雙極膜69

參考文獻(xiàn)70

7透析膜分離技術(shù)基礎(chǔ)71

7.1透析膜分離技術(shù)的基本原理和特點(diǎn)71

7.1.1杜南膜平衡71

7.1.2物質(zhì)的傳輸現(xiàn)象和膜透過71

7.2透析膜和膜組件及性能測試73

7.2.1生物相容性73

7.2.2透析膜材料73

7.2.3膜的總傳質(zhì)系數(shù)k75

7.2.4清除率、透析率和下降率75

7.2.5水通量76

7.2.6透析器的血室容積76

7.2.7透析膜及其裝置的其他性能指標(biāo)76

7.3透析系統(tǒng)及工藝流程76

7.3.1人工腎血液透析器及其輔助系統(tǒng)76

7.3.2血液透析濾過79

7.3.3壓榨(堿)液的回收80

7.4透析技術(shù)的主要用途81

7.4.1人工腎血液透析器81

7.4.2血液凈化器82

7.4.3酒精飲料脫醇82

7.4.4其他82

參考文獻(xiàn)82

8氣體膜分離技術(shù)基礎(chǔ)83

8.1基本原理和特點(diǎn)83

8.1.1非孔膜83

8.1.2多孔膜84

8.2膜和膜組件85

8.2.1高分子膜85

8.2.2無機(jī)膜85

8.2.3滲透系數(shù)測定86

8.2.4膜組件86

8.3氣體膜分離系統(tǒng)及工藝流程86

8.4氣體膜分離技術(shù)的主要用途88

8.4.1氫氣回收88

8.4.2氮?dú)夥蛛x89

8.4.3氧氣富集89

8.4.4CO2分離89

8.4.5有機(jī)蒸氣的回收89

8.4.6水汽脫除89

參考文獻(xiàn)89

9滲透汽化膜分離技術(shù)基礎(chǔ)90

9.1滲透汽化膜分離技術(shù)的基本原理和特點(diǎn)90

9.2滲透汽化膜、膜組件及性能測試90

9.2.1滲透汽化膜、膜組件90

9.2.2膜的PV特性測定95

9.3滲透汽化膜分離系統(tǒng)及工藝流程95

9.4滲透汽化膜分離技術(shù)的主要用途96

參考文獻(xiàn)97

10膜萃取技術(shù)基礎(chǔ)98

10.1膜萃取技術(shù)的基本原理和特點(diǎn)98

10.1.1膜萃取技術(shù)的特點(diǎn)98

10.1.2膜萃取傳質(zhì)原理99

10.1.3同級萃取反萃取膜過程的傳質(zhì)模型100

10.2膜萃取過程的影響因素100

10.2.1兩相壓差Δp的影響100

10.2.2兩相流量的影響100

10.2.3相平衡分配系數(shù)與膜材料的浸潤性能的影響101

10.2.4體系界面張力和穿透壓101

10.3中空纖維膜萃取器的設(shè)計(jì)和選用101

10.3.1各分傳質(zhì)系數(shù)關(guān)聯(lián)式102

10.3.2殼程流動非理想性和殼程子通道模型102

10.3.3中空纖維膜萃取過程的強(qiáng)化103

10.3.4中空纖維膜器的串聯(lián)和并聯(lián)103

10.4同級萃取反萃取膜過程103

10.4.1同級萃取反萃取膜過程的特點(diǎn)103

10.4.2同級萃取反萃取膜過程的強(qiáng)化104

10.5膜萃取技術(shù)的主要用途104

參考文獻(xiàn)105

11膜蒸餾分離技術(shù)基礎(chǔ)106

11.1膜蒸餾分離技術(shù)的基本原理、特征和分類106

11.1.1膜蒸餾技術(shù)的原理及特征106

11.1.2膜蒸餾的優(yōu)點(diǎn)與弱點(diǎn)107

11.1.3膜蒸餾組件和操作方式的分類107

11.2疏水微孔膜的制備、膜蒸餾的傳質(zhì)規(guī)律及傳質(zhì)傳熱機(jī)理108

11.2.1膜蒸餾所用的膜的制備108

11.2.2膜蒸餾的傳質(zhì)規(guī)律108

11.2.3膜蒸餾傳質(zhì)傳熱理論及影響膜蒸餾效率的因素110

11.3膜蒸餾分離技術(shù)應(yīng)用概述111

11.3.1海水和苦咸水淡化111

11.3.2超純水的制備111

11.3.3化學(xué)物質(zhì)的濃縮和回收112

11.3.4揮發(fā)性溶質(zhì)水溶液膜蒸餾的應(yīng)用112

11.3.5膜蒸餾的特殊應(yīng)用112

11.4膜蒸餾相關(guān)的膜過程112

11.4.1氣態(tài)膜過程113

11.4.2滲透蒸餾113

11.4.3膜蒸餾的集成膜過程113

11.4.4水相脫氣和溶氣113

11.5膜蒸餾研究的發(fā)展方向114

參考文獻(xiàn)114

12膜反應(yīng)器技術(shù)基礎(chǔ)119

12.1膜反應(yīng)器設(shè)計(jì)原理119

12.1.1產(chǎn)物原位分離膜反應(yīng)技術(shù)119

12.1.2反應(yīng)物控制輸入膜反應(yīng)技術(shù)119

12.1.3非選擇性滲透催化膜反應(yīng)技術(shù)120

12.1.4多相膜反應(yīng)和萃取膜反應(yīng)120

12.1.5耦合膜反應(yīng)技術(shù)121

12.1.6催化膜121

12.2膜反應(yīng)器的分類121

12.2.1按應(yīng)用體系分類121

12.2.2無機(jī)膜反應(yīng)器的分類122

12.3膜反應(yīng)器的主要用途123

12.3.1加氫、脫氫反應(yīng)中的膜反應(yīng)123

12.3.2烴類選擇氧化——甲烷氧化偶聯(lián)124

12.3.3均相反應(yīng)124

12.3.4酶膜反應(yīng)器124

12.3.5膜循環(huán)發(fā)酵器125

12.3.6動物細(xì)胞培養(yǎng)用膜反應(yīng)器125

13膜控制釋放基本理論127

13.1膜控制釋放技術(shù)的基本原理、分類和特點(diǎn)127

13.1.1擴(kuò)散控制系統(tǒng)127

13.1.2化學(xué)控制系統(tǒng)128

13.1.3溶劑活化系統(tǒng)128

13.1.4功能性調(diào)控系統(tǒng)129

13.2擴(kuò)散型膜控制釋放體系的傳質(zhì)特性129

13.2.1存儲器型釋放系統(tǒng)129

13.2.2混合藥膜型釋放系統(tǒng)130

13.2.3存儲混合型釋放系統(tǒng)131

13.3控制釋放膜的制備、釋放動力學(xué)曲線測定及性能表征132

13.3.1膜控制體系的確定132

13.3.2膜體系的制備133

13.3.3釋放動力學(xué)數(shù)據(jù)的采集133

13.3.4控制釋放膜有關(guān)特性參數(shù)測定方法133

13.4膜控制釋放技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域及實(shí)例135

13.4.1在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用135

13.4.2在農(nóng)藥工業(yè)中的應(yīng)用137

13.4.3在化肥工業(yè)中的應(yīng)用138

13.4.4控制釋放膜的其他應(yīng)用領(lǐng)域138

13.5膜控制釋放技術(shù)的研究方向138

參考文獻(xiàn)139

14膜分離過程傳遞理論基礎(chǔ)142

參考文獻(xiàn)147

第Ⅱ篇 膜分離技術(shù)的應(yīng)用及實(shí)例148

15液膜分離技術(shù)應(yīng)用及實(shí)例148

15.1工業(yè)純水、超純水的制備148

15.1.1簡述148

15.1.2電子工業(yè)用純水、超純水的制造148

15.1.3電廠中、高壓鍋爐補(bǔ)給水制造155

15.1.4化學(xué)工業(yè)用純水系統(tǒng)157

15.1.5實(shí)驗(yàn)室用純水、超純水系統(tǒng)157

15.1.6管道直飲水/凈水處理系統(tǒng)159

15.1.7結(jié)束語160

15.2水的脫鹽及軟化161

15.2.1簡述161

15.2.2苦咸水淡化實(shí)例162

15.2.3海水淡化工程實(shí)例175

15.3膜分離技術(shù)在醫(yī)藥工業(yè)與醫(yī)療中的應(yīng)用186

15.3.1在西藥及生物制劑工業(yè)中的應(yīng)用186

15.3.2膜分離技術(shù)在中藥制劑生產(chǎn)中的應(yīng)用195

15.3.3在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用199

15.4食品工業(yè)中的膜分離技術(shù)224

15.4.1膜分離技術(shù)在果蔬汁加工中的應(yīng)用227

15.4.2微濾技術(shù)在酒類生產(chǎn)中的應(yīng)用240

15.4.3膜技術(shù)在食用油加工和植物蛋白濃縮、提純中的應(yīng)用244

15.4.4膜分離技術(shù)在釀造工藝中的應(yīng)用248

15.5在冶金工業(yè)中的應(yīng)用253

15.5.1簡述253

15.5.2擴(kuò)散滲析(DD)回收酸或堿253

15.5.3離子膜作隔膜的電解過程257

15.5.4從稀溶液中濃縮回收金屬263

15.5.5冶金工業(yè)廢水處理268

15.6環(huán)境工程中的污水處理與回用270

15.6.1汽車廠處理電泳涂漆廢水271

15.6.2紡織印染廢水處理與回用272

15.6.3電鍍廢水處理279

15.6.4其他工業(yè)廢水處理286

15.6.5食品工業(yè)廢水處理與回用309

15.6.6大樓排水和二級出水處理與回用315

參考文獻(xiàn)320

16氣體膜分離技術(shù)的應(yīng)用及實(shí)例326

16.1簡述326

16.1.1氣體膜分離系統(tǒng)的一般考慮326

16.1.2氣體膜分離的一般經(jīng)濟(jì)考慮328

16.1.3氣體膜分離適用范圍328

16.2應(yīng)用實(shí)例328

16.2.1氫回收328

16.2.2天然氣脫CO2、H2S和H2O333

16.2.3膜法富氮技術(shù)336

16.2.4膜法富氧技術(shù)337

16.2.5易揮發(fā)有機(jī)化合物（VOC）的回收338

16.2.6氦的回收340

16.2.7發(fā)展中的應(yīng)用341

參考文獻(xiàn)342

17無機(jī)分離膜的應(yīng)用343

17.1簡述343

17.2在食品工業(yè)中的應(yīng)用343

17.2.1蘋果汁澄清過濾343

17.2.2牛奶除菌應(yīng)用345

17.2.3調(diào)味品除菌除雜346

17.2.4飲用水凈化346

17.3在生化與制藥工業(yè)中的應(yīng)用347

17.3.1生物發(fā)酵液澄清過濾中的應(yīng)用347

17.3.2中成藥加工中的應(yīng)用349

17.4在環(huán)保工程中的應(yīng)用351

17.4.1冷軋乳化液廢水處理351

17.4.2鈦白廢水廢酸處理353

17.4.3印鈔廢水處理技術(shù)354

17.5無機(jī)分離膜用于氣體凈化355

17.6無機(jī)分離膜用于氣體分離355

17.6.1高純氫的制備356

17.6.2氧和氮的分離富集356

17.6.3氫和烴的分離356

17.6.4氫與一氧化碳的分離356

17.6.5氫和氮的分離356

17.6.6其他體系的無機(jī)膜分離356

參考文獻(xiàn)357

18滲透汽化膜技術(shù)應(yīng)用實(shí)例359

18.1無水乙醇的生產(chǎn)359

18.2異丙醇的脫水濃縮360

18.3苯中微量水的脫除360

18.4碳六溶劑油中微量水的脫除361

18.5有機(jī)物/有機(jī)物分離362

18.6水中少量有機(jī)物的脫除364

18.7滲透汽化法耦合集成過程應(yīng)用實(shí)例364

19雙極膜的應(yīng)用365

19.1在化工生產(chǎn)及分離過程中的應(yīng)用366

19.1.1酸堿的生產(chǎn)366

19.1.2雙極膜電萃和電反萃富集銅366

19.1.3性質(zhì)相近的金屬離子的分離和富集367

19.2在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用368

19.2.1酸性廢液的凈化和回收368

19.2.2堿性廢液的凈化和回收368

19.2.3酸性氣體的清除、回收369

19.2.4含氟廢液的處理及有價(jià)氟的回收369

19.3在生物化工過程中的應(yīng)用370

19.3.1有機(jī)酸制備370

19.3.2有機(jī)酸回收371

19.4在鹽化工和海洋化工過程中的應(yīng)用371

19.4.1不等價(jià)離子的分離——雙極膜納濾371

19.4.2等價(jià)離子的分離372

19.4.3鹵水的酸化372

19.5雙極膜蓄電池374

19.6雙極性膜電滲析法的應(yīng)用舉例375

19.6.1在維生素C鈉鹽酸化制備維生素C的過程中的應(yīng)用375

19.6.2在難溶有機(jī)酸制備中的應(yīng)用376

19.6.3極稀廢水中醋酸的回收377

19.7雙極膜的發(fā)展及應(yīng)用展望378

參考文獻(xiàn)378

20膜萃取過程的應(yīng)用380

20.1膜萃取過程防止溶劑污染的優(yōu)勢380

20.2金屬萃取380

20.3有機(jī)物萃取381

20.4發(fā)酵"para" label-module="para">

20.5膜萃取生物降解反應(yīng)器和酶膜反應(yīng)器383

20.6膜萃取技術(shù)付諸實(shí)施的關(guān)鍵384

20.7環(huán)境檢測和生化分析樣品的預(yù)處理384

20.7.1環(huán)境檢測385

20.7.2生化分析386

參考文獻(xiàn)386

21膜蒸餾分離技術(shù)的應(yīng)用388

21.1概述388

21.2應(yīng)用實(shí)例388

21.2.1日產(chǎn)淡水50 L的太陽能膜蒸餾脫鹽裝置388

21.2.2規(guī)模更大的太陽能膜蒸餾脫鹽裝置390

21.3國內(nèi)外膜蒸餾應(yīng)用研究情況391

21.4疏水性微孔膜在膜蒸餾的應(yīng)用研究393

21.5發(fā)展前景395

參考文獻(xiàn)395

22膜生物反應(yīng)器在廢水處理中的應(yīng)用397

22.1膜生物反應(yīng)器的類型397

22.2厭氧過程中的膜"_blank" href="/item/生物反應(yīng)器/6432274" data-lemmaid="6432274">生物反應(yīng)器398

22.2.1玉米加工廢水398

22.2.2羊毛洗滌廢水399

22.3好氧過程中的膜"para" label-module="para">

22.3.1大樓廢水回用399

22.3.2汽車零件廠工業(yè)廢水400

參考文獻(xiàn)400

23膜分離技術(shù)在分析領(lǐng)域中的應(yīng)用402

23.1概述402

23.2分析化學(xué)應(yīng)用中的膜過程和膜塊結(jié)構(gòu)403

23.3膜分離技術(shù)應(yīng)用實(shí)例408

23.3.1環(huán)境樣品中揮發(fā)性有機(jī)污染物的分離和測定408

23.3.2食品樣品中風(fēng)味和香味物質(zhì)測定408

23.3.3燃料油中芳烴類化合物的選擇分離分析測定412

23.3.4血漿樣品中乙醇測定412

參考文獻(xiàn)414

24膜軟件的開發(fā)創(chuàng)新及其在工業(yè)分離領(lǐng)域中的應(yīng)用417

24.1膜應(yīng)用工藝過程介紹及膜軟件概念的創(chuàng)立417

24.1.1膜應(yīng)用工藝過程簡介417

24.1.2膜軟件概念的創(chuàng)立417

24.2不同工業(yè)分離過程中應(yīng)用的膜材料與構(gòu)型的選擇419

24.2.1膜組件的構(gòu)型419

24.2.2膜組件構(gòu)型的比較419

24.2.3膜材料的選擇419

24.3膜應(yīng)用過程的創(chuàng)新研究及膜分離工藝條件的優(yōu)化423

24.4膜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其與上下游工藝的整合424

24.4.1膜系統(tǒng)操作模型425

24.4.2組件的排布與連接425

24.4.3膜系統(tǒng)與上下游工藝的整合426

24.5膜污染控制與清洗方法介紹427

24.5.1膜污染情況概述427

24.5.2膜污染的控制428

24.5.3被污染膜的清洗432

24.6工業(yè)分離領(lǐng)域中膜應(yīng)用過程常見的故障及排除方法434

24.7國內(nèi)開拓成功的膜應(yīng)用工藝及相關(guān)的膜分離設(shè)備435

24.7.1維生素C生產(chǎn)中的超濾膜軟件435

24.7.2染料生產(chǎn)過程中的納濾膜軟件436

24.7.3濃縮與回收6"para" label-module="para">

24.7.4乳品工業(yè)中的膜軟件438

24.7.5味精生產(chǎn)中的膜軟件438

參考文獻(xiàn)439

25中國膜工業(yè)的發(fā)展與膜市場441

25.1中國膜工業(yè)發(fā)展概況441

25.2幾種主要分離膜工業(yè)的發(fā)展442

25.2.1中國離子交換膜和電滲析工業(yè)的發(fā)展442

25.2.2中國反滲透膜工業(yè)的發(fā)展443

25.2.3中國超濾膜工業(yè)的發(fā)展444

25.2.4中國微孔濾膜工業(yè)的發(fā)展444

25.3中國的膜市場445

25.3.1膜市場的構(gòu)成445

25.3.2膜市場的管理445

25.3.3膜市場的規(guī)模和潛力445

25.3.4膜市場的發(fā)展與競爭446

25.4中國膜工業(yè)存在的主要問題447

25.4.1技術(shù)水平低447

25.4.2膜的品種少447

25.4.3企業(yè)和產(chǎn)品的規(guī)模小447

25.4.4應(yīng)用效益差447

附錄A 國內(nèi)主要膜生產(chǎn)企業(yè)簡介及主要產(chǎn)品介紹449

附錄B 國外主要膜生產(chǎn)企業(yè)簡介及主要產(chǎn)品介紹

本書以問答的形式介紹了水處理及膜分離技術(shù)的相關(guān)知識、工藝單元的設(shè)計(jì)方法和實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。全書共分7章，內(nèi)容包括：水和膜的基礎(chǔ)知識、給水處理、污水處理、微濾和超濾、反滲透、深度脫鹽處理及膜分離技術(shù)在水處理中的工程應(yīng)用實(shí)例。書中闡述了近年來水處理和膜分離技術(shù)涌現(xiàn)的新工藝和新設(shè)備，引用了國內(nèi)水處理方面的最新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，重點(diǎn)介紹了工藝設(shè)計(jì)與系統(tǒng)運(yùn)行問題。