化工分離過程__第5章 膜分離

1、分離工程第五章第五章 膜分離技術(shù)膜分離技術(shù)膜與膜工程技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用膜與膜工程技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用膜制備技術(shù)膜制備技術(shù)膜分離過程膜分離過程膜與膜分離技術(shù)的分類膜與膜分離技術(shù)的分類 前前 言言 與傳統(tǒng)反應(yīng)和分離技術(shù)的結(jié)合與傳統(tǒng)反應(yīng)和分離技術(shù)的結(jié)合 展展 望望如精餾、吸收、萃取等，借助于熱能、溶劑和吸附劑等媒介，使均相混合物變成兩相，原料中各組分在兩相間選擇性分配；對(duì)分離過程進(jìn)行工藝計(jì)算時(shí)，可以簡(jiǎn)化為一個(gè)個(gè)的平衡理論級(jí)來考慮，分離效果由相平衡關(guān)系決定。常規(guī)分離過程常規(guī)分離過程 平衡分離過程平衡分離過程膜分離過程膜分離過程 速率分離過程速率分離過程而膜分離過程（主要是固膜分離）是以選擇性透過膜為分離介質(zhì)，在

2、兩側(cè)加以某種推動(dòng)力，利用原料側(cè)各組分透過膜的擴(kuò)散速率的差異，從而達(dá)到混合物分離的過程；分離效果的好壞，由各組分通過膜的速率快慢來決定。所有分離過程都是利用在某種環(huán)境中混合物中各組分性所有分離過程都是利用在某種環(huán)境中混合物中各組分性質(zhì)的差異進(jìn)行分離。質(zhì)的差異進(jìn)行分離。原料液相1滲透液相2推動(dòng)力：推動(dòng)力： P, C或或 膜分離過程膜分離過程被動(dòng)傳遞被動(dòng)傳遞 通過膜相際的組分均以化學(xué)勢(shì)梯度為推動(dòng)力，可以是膜通過膜相際的組分均以化學(xué)勢(shì)梯度為推動(dòng)力，可以是膜兩側(cè)的壓力差、濃度差、溫度差或電勢(shì)差。兩側(cè)的壓力差、濃度差、溫度差或電勢(shì)差。促進(jìn)傳遞促進(jìn)傳遞通過膜的組分仍以化學(xué)勢(shì)梯度為推動(dòng)力，各組分由特定的通過膜

3、的組分仍以化學(xué)勢(shì)梯度為推動(dòng)力，各組分由特定的載體帶入膜中。促進(jìn)傳遞是一種高選擇性的被動(dòng)傳遞載體帶入膜中。促進(jìn)傳遞是一種高選擇性的被動(dòng)傳遞主動(dòng)傳遞主動(dòng)傳遞與前二者不同，各組分可以逆化學(xué)勢(shì)梯度而傳遞，其推動(dòng)與前二者不同，各組分可以逆化學(xué)勢(shì)梯度而傳遞，其推動(dòng)力由膜內(nèi)某種化學(xué)反應(yīng)提供，這類現(xiàn)象主要存在于生命膜力由膜內(nèi)某種化學(xué)反應(yīng)提供，這類現(xiàn)象主要存在于生命膜 通過膜相際有通過膜相際有3種基本的傳質(zhì)形式：種基本的傳質(zhì)形式： 不同的膜分離過程中所用的膜具有一定結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和選擇特不同的膜分離過程中所用的膜具有一定結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和選擇特性；被膜隔開的兩相可以是液態(tài)，也可以是氣態(tài)；推動(dòng)力可以是性；被膜隔開的兩相可以

4、是液態(tài)，也可以是氣態(tài)；推動(dòng)力可以是壓力梯度、濃度梯度、電位梯度或溫度梯度，所以壓力梯度、濃度梯度、電位梯度或溫度梯度，所以不同的膜分離不同的膜分離過程的分離體系和適用范圍也不同。過程的分離體系和適用范圍也不同。 本章主要簡(jiǎn)述反滲透、納濾、超濾、微濾、透析、電滲析、本章主要簡(jiǎn)述反滲透、納濾、超濾、微濾、透析、電滲析、載體促進(jìn)傳遞、滲透汽化、載體促進(jìn)傳遞、滲透汽化、 膜精餾、膜萃取和氣體分離等膜分膜精餾、膜萃取和氣體分離等膜分離過程。離過程。 膜分離技術(shù)的發(fā)展歷史膜分離技術(shù)的發(fā)展歷史膜分離過程國(guó)家年份應(yīng)用微濾德國(guó)1920實(shí)驗(yàn)室規(guī)模超濾德國(guó)1930實(shí)驗(yàn)室規(guī)模血液滲析荷蘭1950人工腎(實(shí)驗(yàn)室規(guī)模)電

5、滲析美國(guó)1955脫鹽(工業(yè)規(guī)模)反滲透美國(guó)1960海水淡化(工業(yè)規(guī)模)超濾美國(guó)1960大分子濃縮(工業(yè)規(guī)模)氣體分離美國(guó)1979氫氣回收(工業(yè)規(guī)模)膜蒸餾德國(guó)1981水溶液濃縮(工業(yè)規(guī)模)滲透汽化德國(guó)/荷蘭1982有機(jī)溶劑脫水(工業(yè)規(guī)模)美國(guó)膜與膜組件的實(shí)際銷售額與預(yù)測(cè)額美國(guó)膜與膜組件的實(shí)際銷售額與預(yù)測(cè)額單位單位: :百萬美元百萬美元2000年，美國(guó)膜產(chǎn)品的銷售額總計(jì)年，美國(guó)膜產(chǎn)品的銷售額總計(jì)14.62億億US$；世界范圍內(nèi)；世界范圍內(nèi)100億億US$， 而國(guó)內(nèi)銷售額僅占而國(guó)內(nèi)銷售額僅占0.5%左右。左右。應(yīng)用領(lǐng)域 1990年 1995年 2000年 2005年 年增長(zhǎng)率，% 氣體分離 51

6、85 125 185 8 滲透汽化 1 28 61 135 17 電化學(xué)品 22 31 57 105 13 食品，飲料 64 92 134 197 8 半導(dǎo)體 87 120 181 271 8 水城市，藥品 62 102 160 256 9 生物技術(shù)/生化藥品 123 195 370 675 13 總計(jì) 588 927 1,462 2,344 9.7 顆粒尺寸mnm分子量原子/離子范圍0.0011.00.01100.11001.01000小分子范圍大分子范圍微粒子范圍大粒子范圍100 2001000100,000500,000鹽溶液溶質(zhì)膜分離過程硅膠顆粒酵母細(xì)胞病毒細(xì)菌金屬離子蛋白質(zhì)糖微溶質(zhì)電

7、滲析擴(kuò)散滲析反滲透滲析氣體分離滲透蒸發(fā)10.010000微濾超濾納濾膜分離過程及其應(yīng)用領(lǐng)域膜分離過程及其應(yīng)用領(lǐng)域幾種典型溶質(zhì)分子大小和對(duì)應(yīng)的膜幾種典型溶質(zhì)分子大小和對(duì)應(yīng)的膜各種膜分離過程的分離機(jī)理各種膜分離過程的分離機(jī)理膜過程膜過程相相1 1* * 2 2推動(dòng)力推動(dòng)力分離機(jī)理分離機(jī)理滲透物滲透物截留物截留物膜結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)微濾微濾L LL L壓力差壓力差(0.01-0.2MPa)(0.01-0.2MPa)篩分篩分水、溶劑溶解物水、溶劑溶解物懸浮物、顆粒、纖維和細(xì)菌懸浮物、顆粒、纖維和細(xì)菌(0.01-10(0.01-10 m)m)對(duì)稱和不對(duì)稱多孔膜對(duì)稱和不對(duì)稱多孔膜超濾超濾L LL L壓力差壓力差(

8、0.1-0.5MPa)(0.1-0.5MPa)篩分篩分水、溶劑、離子和小分子水、溶劑、離子和小分子( (分子量分子量 1000)1000)生化制品、膠體和大分子生化制品、膠體和大分子( (分分子量子量1000-300000)1000-300000)具有皮層的多孔膜具有皮層的多孔膜納濾納濾L LL L壓力差壓力差(0.5-2.0MPa)(0.5-2.0MPa)篩分篩分+ +溶解溶解/ /擴(kuò)散擴(kuò)散水和溶劑水和溶劑( (分子量分子量 200)200)溶質(zhì)、二價(jià)鹽、糖和染料溶質(zhì)、二價(jià)鹽、糖和染料( (分分子量子量200-1000)200-1000)致密不對(duì)稱膜和復(fù)合膜致密不對(duì)稱膜和復(fù)合膜反滲透反滲透

9、L LL L壓力差壓力差(1.0-10.0MPa)(1.0-10.0MPa)溶解溶解/ /擴(kuò)散擴(kuò)散水和溶劑水和溶劑全部懸浮物、溶質(zhì)和鹽全部懸浮物、溶質(zhì)和鹽致密不對(duì)稱膜和復(fù)合膜致密不對(duì)稱膜和復(fù)合膜電滲析電滲析L LL L電位差電位差離子交換離子交換電解離子電解離子非解離和大分子物質(zhì)非解離和大分子物質(zhì)離子交換膜離子交換膜滲析滲析L LL L濃度差濃度差擴(kuò)散擴(kuò)散離子、低分子量有機(jī)質(zhì)、離子、低分子量有機(jī)質(zhì)、酸和堿酸和堿分子量大于分子量大于10001000的溶解物和的溶解物和懸浮物懸浮物不對(duì)稱膜和離子交換膜不對(duì)稱膜和離子交換膜滲透蒸發(fā)滲透蒸發(fā)L GL G分壓差分壓差溶解溶解/ /擴(kuò)散擴(kuò)散溶質(zhì)或溶劑溶質(zhì)或

10、溶劑( (易滲透組份的易滲透組份的蒸汽蒸汽) )溶質(zhì)或溶劑溶質(zhì)或溶劑( (難滲透組份的液難滲透組份的液體體) )復(fù)合膜和均質(zhì)膜復(fù)合膜和均質(zhì)膜膜蒸餾膜蒸餾L LL L溫度差溫度差氣氣- -液平衡液平衡溶質(zhì)或溶劑溶質(zhì)或溶劑( (易汽化與滲透易汽化與滲透的組份的組份) )溶質(zhì)或溶劑溶質(zhì)或溶劑( (難汽化與滲透的難汽化與滲透的組份組份) )多孔膜多孔膜氣體分離氣體分離G GG G 壓力差壓力差(1.0- (1.0- 10.0MPa) (10.0MPa) (分壓差分壓差) )溶解溶解/ /擴(kuò)散擴(kuò)散易滲透的氣體和蒸汽易滲透的氣體和蒸汽難滲透的氣體和蒸汽難滲透的氣體和蒸汽復(fù)合膜和均質(zhì)膜復(fù)合膜和均質(zhì)膜液膜液膜

11、L LL L化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)與濃度差與濃度差反應(yīng)促進(jìn)反應(yīng)促進(jìn)和擴(kuò)散傳遞和擴(kuò)散傳遞電解質(zhì)離子電解質(zhì)離子非電解質(zhì)離子非電解質(zhì)離子載體膜載體膜膜接觸器膜接觸器L LL LG LG LL GL G濃度差濃度差濃度差濃度差( (分壓差分壓差) )濃度差濃度差( (分壓差分壓差) ) 分配系數(shù)分配系數(shù) 易擴(kuò)散與滲透的物質(zhì)易擴(kuò)散與滲透的物質(zhì) 難擴(kuò)散與滲透的物質(zhì)難擴(kuò)散與滲透的物質(zhì) 多孔膜和無孔膜多孔膜和無孔膜按膜凝聚態(tài)分類復(fù)合膜存在于固體多孔支撐層中以乳液形式存在的固膜液膜對(duì)稱膜不對(duì)稱膜柱狀孔膜多孔膜均質(zhì)膜多孔膜具有皮層的多孔膜 1.天然高分子材料天然高分子材料主要是纖維素的衍生物，有醋酸纖維、硝酸纖維和再生

12、纖維等。醋酸纖維：截留能力強(qiáng)，反滲透膜，也可作微濾膜和超濾膜，使用時(shí)的溫度和pH值受到限制，溫度低于4550， pH 38。2.合成高分子材料合成高分子材料市場(chǎng)上大部分膜為合成高分子膜，種類很多，如聚砜、聚丙烯腈、聚酰亞胺、聚酰胺、聚烯類和含氟聚合物等。聚砜是最常用的材料之一，主要用于超濾膜，耐溫(7080)、耐pH(pH 113)，但耐壓較差。聚酰胺膜的耐壓能力較高，使用壽命長(zhǎng)，常用于反滲透。主要有陶瓷、微孔玻璃、不銹鋼和碳素等。機(jī)械強(qiáng)度高，耐高溫和腐蝕；加工不易，成本比有機(jī)膜高十倍以上。3.無機(jī)材料無機(jī)材料膜材料的分類膜材料的分類 有有機(jī)機(jī)材材料料纖維素類纖維素類二醋酸纖維素、醋酸丙酸纖維

13、素、硝酸纖維素等聚酰胺類聚酰胺類尼龍66、芳香聚酰胺、芳香聚酰胺酰肼等芳香雜環(huán)類芳香雜環(huán)類聚哌嗪酰胺、聚酰亞胺、聚苯并咪唑、聚苯并咪唑酮等聚砜類聚砜類聚砜、聚醚砜、磺化聚砜、磺化聚醚砜等。聚烯烴類聚烯烴類聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯晴、聚乙烯醇、聚丙烯酸等硅橡膠類硅橡膠類聚三甲基硅烷丙炔、聚乙烯基三甲基硅烷含氟聚合物含氟聚合物聚全氟磺酸、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯等其它其它聚碳酸酯、聚電解質(zhì)無無機(jī)機(jī)材材料料陶瓷陶瓷氧化鋁、氧化硅、氧化鋯等玻璃玻璃硼酸鹽玻璃金屬金屬鋁、鈀、銀等1.液體分離膜液體分離膜2.氣體分離膜氣體分離膜分類分類1:1:按被分離物質(zhì)的狀態(tài)分類按被分離物質(zhì)的狀態(tài)分類膜分離技術(shù)膜分離技術(shù)微

14、濾、超濾、滲析、電滲析、納濾、反滲透、滲透汽化、膜蒸餾、膜萃取等氣體分離、蒸汽滲透、膜吸收等1.固膜分離固膜分離2.液膜分離液膜分離分類分類2:2:按膜的狀態(tài)分類按膜的狀態(tài)分類 過濾式膜分離過濾式膜分離：溶液或混合氣體置于固體膜的：溶液或混合氣體置于固體膜的一側(cè)，在壓力的作用下，部分物質(zhì)透過膜而成一側(cè)，在壓力的作用下，部分物質(zhì)透過膜而成為濾液或滲透氣，留下部分則成為濾余液或滲為濾液或滲透氣，留下部分則成為濾余液或滲余氣。例如，超過濾、反滲透、氣體滲透。余氣。例如，超過濾、反滲透、氣體滲透。 滲析式膜分離滲析式膜分離：被處理溶液置于固體膜的一側(cè)，：被處理溶液置于固體膜的一側(cè)，接受液是接納滲析組分

15、的溶劑或溶液，置于膜接受液是接納滲析組分的溶劑或溶液，置于膜另一側(cè)。另一側(cè)。液膜處于料液和接受液兩液液膜處于料液和接受液兩液相之間，由于相之間，由于 選擇透過性，選擇透過性，料液中某些組分透過液膜進(jìn)料液中某些組分透過液膜進(jìn)入接受液，實(shí)現(xiàn)組分的分離。入接受液，實(shí)現(xiàn)組分的分離。液膜分離又稱液膜萃取。液膜分離又稱液膜萃取。3.氣態(tài)膜分離氣態(tài)膜分離板式膜板式膜組件組件常用的膜組件常用的膜組件(module)管式膜管式膜組件組件卷式膜卷式膜組件組件毛細(xì)管膜毛細(xì)管膜組件組件中空纖維中空纖維膜組件膜組件與平板式壓濾機(jī)相近。結(jié)構(gòu)和操作方式不同；在膜組件中，液體處于高速流動(dòng)的以減輕濃差極化。由支撐物與過濾膜組成

16、。有內(nèi)壓式和外壓式之分。直徑10mm用平面膜卷制而成。類似于單管程管殼式熱交換器。直徑在0.510mm之間類似于單管程管殼式熱交換器。通常管間流物料，管內(nèi)匯集滲濾液。直徑0.5mm管式、毛細(xì)管式和中空纖維式皆為管狀膜，主要差別是直徑不同：管式膜直徑管式、毛細(xì)管式和中空纖維式皆為管狀膜，主要差別是直徑不同：管式膜直徑 10mm10mm；毛細(xì)管式膜直徑；毛細(xì)管式膜直徑0.50.510mm10mm；中空纖維膜直徑；中空纖維膜直徑 0.5mm0.5mm。管狀膜直徑越小，。管狀膜直徑越小，則單位體積里的膜面積越大。則單位體積里的膜面積越大。 卷式組件卷式組件(a)(b)中空纖維中空纖維膜組件膜組件陶瓷膜

17、管不銹鋼管密封圈進(jìn)料滲透物濃縮物平板膜平板膜組件組件管式膜管式膜組件組件反滲透反滲透（Reverse Osmosis)和納濾和納濾(Nanofiltration)膜稀相2濃相1溶劑膜稀相2濃相1(a)(b)膜稀相2濃相1(c)P溶劑滲滲透透過過程程示示意意圖圖 反滲透原理反滲透原理：當(dāng)用一個(gè)半透性膜分離兩種不同濃度的溶液時(shí)，膜僅允許溶劑分子通過。由于濃溶液中溶劑的化學(xué)位低于它在稀溶液中的化學(xué)位，稀溶液中的溶劑分子會(huì)自發(fā)地透過半透膜向濃溶液中遷移。 反滲透過程的實(shí)現(xiàn)必須滿足兩個(gè)條件反滲透過程的實(shí)現(xiàn)必須滿足兩個(gè)條件：1.1.高選擇性高選擇性( (對(duì)溶劑和溶質(zhì)的選擇透過性對(duì)溶劑和溶質(zhì)的選擇透過性)

18、)和高透過通量（一般是透水）；和高透過通量（一般是透水）；2.2.操作壓力必須高于溶液的滲透壓。操作壓力必須高于溶液的滲透壓。比較項(xiàng)目管式板框式卷式中空纖維式填充密度(m2/m3)201502501800膜清洗內(nèi)壓式易外壓式難易難難（內(nèi)壓中空纖維超濾易）膜更換難易內(nèi)壓式難外壓式易一般易易原水預(yù)處理成本低中等高高相對(duì)價(jià)格高高低低四種膜組件用于反滲透和納濾時(shí)的四種膜組件用于反滲透和納濾時(shí)的性能及操作條件性能及操作條件 反滲透時(shí)溶劑通量反滲透時(shí)溶劑通量J JWW=（PP-）/ R Rmm考慮濃差極化，反滲透過程的通量：反滲透膜對(duì)無機(jī)鹽的截留率較高，所以，C CF FC CB B，則此關(guān)系式可簡(jiǎn)化為：

19、BWWCCDJlnFBFwWCCCCDJln膜CWJWCFCB料液透過液Js邊界層)exp(DJCCWBW 上式變形后為上式變形后為溶質(zhì)通量為溶質(zhì)通量為JS = JWCF = JW (1) CW CW/CB稱為濃差極化比濃差極化比，其值越大，濃差極化現(xiàn)象越嚴(yán)重。 濃差極化對(duì)反滲透過程有嚴(yán)重影響：濃差極化對(duì)反滲透過程有嚴(yán)重影響：%提高了滲透壓差，溶劑通量J JWW下降；產(chǎn)品產(chǎn)量下降%提高了膜面溶質(zhì)濃度，使透過液中溶質(zhì)濃度C CF F上升；產(chǎn)品質(zhì)量下降%膜面處溶質(zhì)濃度高于溶解度時(shí)，將析出沉淀增加膜阻力；因此水的濃縮比率受到限制 為減輕濃度極化的影響，可采取以下措施：為減輕濃度極化的影響，可采取以下

20、措施：提高料液流速、增提高料液流速、增強(qiáng)料液的湍流強(qiáng)度，提高操作溫度，對(duì)膜面定期清洗強(qiáng)料液的湍流強(qiáng)度，提高操作溫度，對(duì)膜面定期清洗在海水和苦咸水淡化方面，反滲透技術(shù)的應(yīng)用到1980年代即已占到20%，可使海水一次脫鹽達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。海水、苦咸水淡化海水、苦咸水淡化反滲透、超濾等膜技術(shù)和離子交換組合過程進(jìn)行純水生產(chǎn)，可使純水中的雜質(zhì)含量接近理論純水值，廣泛用于醫(yī)藥工業(yè)無菌純水和電子工業(yè)超純水的制造。純水制備純水制備反滲透也用于低分子量水溶性組分的濃縮過程，包括：食品工業(yè)中牛奶、果汁、糖、咖啡的濃縮；電鍍和印染工業(yè)中廢水的濃縮。濃縮過程濃縮過程反滲透的應(yīng)用反滲透的應(yīng)用 對(duì)Na+和Cl- 等一價(jià)離子

21、的截留率較低，但對(duì)Ca2+、Mg2+、SO42-等二價(jià)離子及除草劑、農(nóng)藥、色素、染料、抗生素、多肽和氨基酸等小分子量（200-1000）物質(zhì)的截留率很高，而且水在納濾膜中的滲透速率遠(yuǎn)大于反滲透膜，所以當(dāng)需要對(duì)低濃度的二價(jià)離子和分子量在500到數(shù)千的溶質(zhì)進(jìn)行截留時(shí)，選擇納濾比使用反滲透經(jīng)濟(jì)。 納濾的應(yīng)用納濾的應(yīng)用 超濾超濾(Ultrafiltration) 超濾是一種根據(jù)分子或離子的大小來進(jìn)行分離的膜過程。以壓力差為推動(dòng)力，通過膜孔的篩分機(jī)理來截留溶液中的大分子溶質(zhì)，實(shí)現(xiàn)大分子溶質(zhì)與溶劑和小分子溶質(zhì)分離。 超濾膜截留的大分子溶質(zhì)粒徑范圍在1-20 nm，分子量300-300000。超濾膜的孔徑常

22、用被截留分子的分子量大小來表征；膜的截留率截留率與截留分子量有關(guān)截留分子量有關(guān)。CFCBFiltrateFeedRaffinateUF membrane 對(duì)于超濾過程： CF Concentration of solute in the Filtrate CB Concentration of solute in the Bulk of the feedBFBFBccccc/1/ )(截留率截留率 (Retentivity ) 一般地，將截留曲線上截留率為90%的溶質(zhì)相對(duì)分子量定義為膜膜的截留相對(duì)分子質(zhì)量的截留相對(duì)分子質(zhì)量（relative molecular weight cut-off,

23、MWCO） 膜孔徑分布的微小變化，就能造成截留能力的顯著變膜孔徑分布的微小變化，就能造成截留能力的顯著變化，由于目前制膜工藝水平限制，還很難得到截留分布很化，由于目前制膜工藝水平限制，還很難得到截留分布很窄的膜。窄的膜。分子量5001000100003000050000100000孔徑nm2.12.43.84.76.611.0超濾膜的截留分子量（超濾膜的截留分子量（ =90%=90%）和對(duì)應(yīng)的實(shí)測(cè)平均孔徑）和對(duì)應(yīng)的實(shí)測(cè)平均孔徑料液槽料液料液泵循環(huán)泵循環(huán)泵循環(huán)泵滲透液濃縮液多級(jí)連續(xù)錯(cuò)流操作配置示意圖多級(jí)連續(xù)錯(cuò)流操作配置示意圖 超濾裝置超濾裝置 超濾在需將尺寸較大的分子和微粒與低分子物質(zhì)或溶劑分離

24、的領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用，超濾裝置可單獨(dú)運(yùn)行，也可與其它處理設(shè)備結(jié)合用于各種分離過程中。目前超濾膜除了用于水處理、生物制劑的提純以及在食品和醫(yī)藥工業(yè)外，正在向非水體系的應(yīng)用發(fā)展，無機(jī)超濾膜在這一領(lǐng)域有良好的前景。 超濾應(yīng)用超濾應(yīng)用電子工業(yè)高純水電子工業(yè)高純水的制備的制備：原水吸附微孔過濾反滲透離子交換超過濾醫(yī)藥工業(yè)醫(yī)藥工業(yè)中，超濾用于制劑水的除菌和除熱原。 1.1.水的凈化水的凈化是應(yīng)用膜技術(shù)最多的行業(yè)。乳制品生產(chǎn)中乳品的濃縮、精制和排水處理中、果汁和酒等的生產(chǎn)中，均廣泛使用著超濾等膜分離過程。（茶葉、果汁的澄清和濃縮）2.2.食品工業(yè)食品工業(yè)酶和蛋白質(zhì)等活性大分子產(chǎn)物的生產(chǎn)中，超濾操作條件溫和

25、，不易使目標(biāo)生物大分子失活，被用于分離提取過程的各個(gè)階段。中草藥的濃縮3.3.生物化工生物化工汽車制造業(yè)中電泳涂料清洗用水的處理、含油廢水的處理、合成纖維生產(chǎn)中含聚乙烯醇廢水的處理、紙漿廢水的處理等。4.4.環(huán)保過程環(huán)保過程 超濾應(yīng)用超濾應(yīng)用微濾微濾(Microfiltration)機(jī)械截留吸附截留架橋截留(a)(b) 微濾膜各種截留作用的示意圖微濾膜各種截留作用的示意圖（a）膜的表面層截留；(b) 膜內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)中截留 滲透液料液滲透液料液截留物(a)(b)死端過濾和錯(cuò)流過濾示意圖死端過濾和錯(cuò)流過濾示意圖(a) 死端過濾；(b) 錯(cuò)流過濾 對(duì)濾液穿過小孔的流動(dòng)，壓強(qiáng)壓強(qiáng)降可以用Poiseuil

26、le方程表示，即： 2032dlup聚合物微濾膜聚合物微濾膜(a) 相轉(zhuǎn)化法；(b) 拉伸法；(c) 徑跡刻蝕法 (a)(b)陶瓷微濾膜陶瓷微濾膜（a）Anotec陽極氧化法（表面）；(b) US Filter燒結(jié)法（橫斷面） (a)(b)(c) 微濾是所有膜過程中應(yīng)用最普遍、銷售額最大的一項(xiàng)技術(shù)，其年銷售額大于其它所有膜過程銷售額的總和。 工業(yè)上，微濾主要用于將大于0.1m的粒子與溶液分開的場(chǎng)合。它的最大市場(chǎng)是制藥行業(yè)的除菌過濾和電子工業(yè)用高純水的制備，在食品工業(yè)的許多領(lǐng)域得到了成功的運(yùn)用，在各種與生物、生理有關(guān)的分析中細(xì)胞的捕獲、各種顆粒的富集等方面也得到了廣泛應(yīng)用。 隨著水資源的日趨緊張

27、及社會(huì)生活水平的提高，飲用水生產(chǎn)和城市污水處理成為微濾過程的兩個(gè)潛在的大市場(chǎng)。其最新的應(yīng)用領(lǐng)域是生物技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。 微濾膜的應(yīng)用微濾膜的應(yīng)用透析液Cb1原料液Ca1純化原料Ca2(a)原料相1膜滲透物相2CaCbCa ,mCb, m原料相1膜滲透物相2CaCb(b)(c)Cb, mCa ,mCb2滲析過程及濃度分布示意圖滲析過程及濃度分布示意圖(a) 滲析過程；(b)典型的濃度分布；(c)若存在邊界層阻力的濃度分布 滲析滲析(Dialysis)定義：定義：滲析是溶質(zhì)分子滲析是溶質(zhì)分子在濃度差的推動(dòng)下選擇性在濃度差的推動(dòng)下選擇性透過膜的分離過程。透過膜的分離過程。透析原理：透析原理：

28、滲透主要用于從高分子量物質(zhì)中分離出低分子量組分。分離是基于不同組分物化性質(zhì)和分子尺寸的差異導(dǎo)致在膜擴(kuò)散速率不同而實(shí)現(xiàn)分離的。為了得到高的滲透速率，在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了努力：1)在材料強(qiáng)度允許的范圍內(nèi)，將使?jié)B析膜做得盡可能得薄，用銅氨法生產(chǎn)的再生纖維素制得僅0.005mm厚的滲析膜；2）當(dāng)膜兩側(cè)都是水溶液的時(shí)候，選用能被水溶脹或者潤(rùn)濕的材料。已經(jīng)應(yīng)用的材料有賽璐酚、纖維素、乙烯/乙烯醇共聚物、甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯等；3）當(dāng)滲析膜的一側(cè)是油相時(shí)，選用能被油相溶脹和潤(rùn)濕的材料，已經(jīng)應(yīng)用的有聚碳酸酯等. 目前滲析最主要的用途是血液透析。目前滲析最主要的用途是血液透析。 透析膜代替腎除去尿素、肌透析膜

29、代替腎除去尿素、肌酸酐、磷酸鹽和尿酸等有毒的低分子量組分，以緩解腎衰竭和尿毒癥酸酐、磷酸鹽和尿酸等有毒的低分子量組分，以緩解腎衰竭和尿毒癥患者的病情。該過程中血液被蠕動(dòng)泵加壓通過滲透器，在膜兩側(cè)液體患者的病情。該過程中血液被蠕動(dòng)泵加壓通過滲透器，在膜兩側(cè)液體所含溶質(zhì)的濃度差及所形成的滲透壓差的作用下，血液中的上述廢物所含溶質(zhì)的濃度差及所形成的滲透壓差的作用下，血液中的上述廢物過程通過膜進(jìn)入滲析液，滲析液中的某些組分則通過擴(kuò)散進(jìn)入血液，過程通過膜進(jìn)入滲析液，滲析液中的某些組分則通過擴(kuò)散進(jìn)入血液，使血液達(dá)到需要的離子平衡。使血液達(dá)到需要的離子平衡。 滲析膜應(yīng)用滲析膜應(yīng)用 滲析膜與超濾相同，分離能透

30、過膜的小分子溶質(zhì)；但滲析分離時(shí)滲析膜與超濾相同，分離能透過膜的小分子溶質(zhì)；但滲析分離時(shí)有稀釋作用，傳輸速率慢，選擇性不高，許多工業(yè)分離都用超過濾而有稀釋作用，傳輸速率慢，選擇性不高，許多工業(yè)分離都用超過濾而不用滲析。不用滲析。 滲析過程較緩和，操作流速低，料液不加壓，因而不會(huì)損壞大分滲析過程較緩和，操作流速低，料液不加壓，因而不會(huì)損壞大分子溶質(zhì)。在生物分離中用于大分子溶液的脫除鹽分等小分子物質(zhì)；在子溶質(zhì)。在生物分離中用于大分子溶液的脫除鹽分等小分子物質(zhì)；在醫(yī)療方面用作人工腎臟。醫(yī)療方面用作人工腎臟。 電滲析電滲析(Electrodialysis) 定義：定義：利用離子能選擇性地通過離子交換膜的

31、性質(zhì)利用離子能選擇性地通過離子交換膜的性質(zhì), ,使離子從各使離子從各種水溶液中分離出來（脫鹽）。種水溶液中分離出來（脫鹽）。電滲析器基本組成形式1壓緊板；2墊板；3電極；4墊圈；5導(dǎo)水、極水板；6陽膜；7淡水隔板；8陰膜；9濃水隔板電滲析器的主體部分膜組件，由大量的離子交換膜和隔板按一定的格式相間疊加而成。電滲析過程原理示意圖電滲析過程原理示意圖 要求：要求：離子交換膜應(yīng)該有良好的選擇透過性，膜電阻小，較好的化學(xué)穩(wěn)定性，較高的機(jī)械強(qiáng)度，較低的擴(kuò)散性能。 分類：分類：離子交換膜離子交換膜用粉狀離子交換樹脂與黏合劑混煉、拉片并加網(wǎng)熱壓制成。異相膜具有較好的化學(xué)性能和機(jī)械性能，但電化學(xué)性能較差。異相

32、離子交換膜異相離子交換膜是將單體澆注聚合，以切削法成膜，再導(dǎo)入離子活性基團(tuán)或?qū)⒑谢钚越粨Q基團(tuán)的線性聚合物溶解，以流延法揮發(fā)溶劑成膜。均相膜具有制造方便、電化學(xué)性能好、適用性廣等優(yōu)點(diǎn)。均相離子交換膜均相離子交換膜半均相膜的結(jié)構(gòu)及性能均處于異相膜和均相膜之間。它的制備方法借鑒了異相膜和均相膜的制備工藝。半均相膜半均相膜離子交換膜C=C0隔室內(nèi)湍流流體中的濃度分布示意圖隔室內(nèi)湍流流體中的濃度分布示意圖 為了減輕濃差極化的影響，操作時(shí)電流密度不能過高，水的流速不能過為了減輕濃差極化的影響，操作時(shí)電流密度不能過高，水的流速不能過低。低。 提高溫度，加快流速，適當(dāng)減薄隔板的厚度，在一定程度上可以提高溫度

33、，加快流速，適當(dāng)減薄隔板的厚度，在一定程度上可以提高電滲析器的性能。提高電滲析器的性能。 與超濾、反滲透等膜分離過程一樣，在電滲析過程中，也存在濃濃差極化差極化的現(xiàn)象。(a)(b)(c)陰膜陰膜陰膜陰膜的濃差極化示意圖(a)末通電；(b)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；(c)極化 xiiiiiiiiVCdxfdCdxdRTFCZdxdCDJln式中：Ji是離子i的遷移速度mol/(cm2s)；Ci是離子i 濃度(mol/ cm3)；Vx是流體在x方向上的平均速度，取流體重心的運(yùn)動(dòng)速度(cm/s)；x是x方向上的距離(cm)；Di是離子i的擴(kuò)散系數(shù)(cm2/s)；fi是離子i的活度系數(shù)；Zi是離子i的價(jià)數(shù)；F是法拉第

34、數(shù)(96500)；R是氣體常數(shù)=8.314J/(molC)；T是溶液的絕對(duì)溫度(K)；是電位(V)。 進(jìn)水進(jìn)水進(jìn)水進(jìn)水出水出水出水出水(a)(b)(c)(d)各種電滲析器的組裝方式示意圖(a) 一級(jí)一段并聯(lián)；(b) 二級(jí)一段并聯(lián)；(c) 一級(jí)二段串聯(lián)；(d) 二級(jí)二段串聯(lián) 1.各種水的脫鹽各種水的脫鹽2. 食品、醫(yī)藥和化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用食品、醫(yī)藥和化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用目前電滲析已是一種相當(dāng)成熟的膜分離技術(shù)，主要用途是苦咸水目前電滲析已是一種相當(dāng)成熟的膜分離技術(shù)，主要用途是苦咸水淡化、生產(chǎn)飲用水、濃縮海水制鹽、以及從體系中脫除電解質(zhì)。淡化、生產(chǎn)飲用水、濃縮海水制鹽、以及從體系中脫除電解質(zhì)。電滲析應(yīng)用電

35、滲析應(yīng)用海水、苦水或咸水的淡化，制成生活用水；將各種自來水純化為鍋爐用水、化工生產(chǎn)用水或制備高純度水用的初級(jí)水。醫(yī)藥工業(yè)中葡萄糖、甘露醇等溶液的脫鹽；食品中牛乳、乳清的脫鹽；脫出果汁中引起酸味的過量檸檬酸等。 在許多領(lǐng)域與其它方法相比，電滲析能有效地將生產(chǎn)過程與產(chǎn)品的分離過程融合起來，具有其它方法不能比擬的優(yōu)勢(shì)。 比如，新出現(xiàn)的四室電滲析器提取乳酸新技術(shù)，不但將乳酸從發(fā)酵液中分離出來，同時(shí)將它由鈣鹽轉(zhuǎn)化成了酸的形式。與傳統(tǒng)工藝相比工序簡(jiǎn)單、耗能少/產(chǎn)率高。因此電滲析在節(jié)能和促進(jìn)傳統(tǒng)技術(shù)的升級(jí)方面具有很大的潛力。電滲析是目前所有膜分離過程中唯一涉及化學(xué)變化的分離過程電滲析是目前所有膜分離過程中唯

36、一涉及化學(xué)變化的分離過程( (電極反應(yīng)電極反應(yīng)) )。液膜分離液膜分離 液膜分離是將第三種液體展開成膜狀以分隔兩個(gè)液相，由于液膜的選擇性透過，使液體組分分離。 分離用液膜三種形態(tài)：支撐液膜、液滴液膜和乳狀膜。液膜的形態(tài)液膜的形態(tài)1. 支撐液膜設(shè)備支撐液膜設(shè)備2. 乳狀液膜的設(shè)備乳狀液膜的設(shè)備液膜設(shè)備液膜設(shè)備 所用支撐物有聚砜、聚四氟乙烯、聚丙烯和纖維素的微孔膜，采用板框結(jié)構(gòu)或管殼式結(jié)構(gòu)。 油型支撐液膜通過將微濾膜浸泡在有機(jī)溶劑中（帶有流動(dòng)載體）制備；膜相液體附著在微孔膜內(nèi)，只需適時(shí)補(bǔ)充和清理。料液和接受液分別在膜的兩側(cè)流過 。 乳狀液膜分離裝置由制乳、萃取和破乳設(shè)備組成。 制乳 攪拌槽 萃取

37、攪拌槽或轉(zhuǎn)盤塔 破乳 微液滴凝聚，分離成單獨(dú)的膜相和內(nèi)液相。破乳方法：加熱法、高壓靜電法和高速離心法等。乳液膜連續(xù)萃取過程乳液膜連續(xù)萃取過程兩類液膜的制備示意圖(a) 乳化液膜（ELM）；(b) 支撐液膜（SLM） 油水水-油乳狀液水-油-水乳狀液表面活性劑相2相1相2相1(a)(b) 液膜分離的傳質(zhì)過程，涉及三個(gè)液相和兩個(gè)液液界面。在兩個(gè)相界面上有不同的平衡關(guān)系。 液膜類型和設(shè)備類型多種多樣，液膜內(nèi)和上、下游邊界層內(nèi)的傳質(zhì)情況也較復(fù)雜。促進(jìn)傳遞是液膜分離中提高傳遞通量和分離選擇性的重要手段。促進(jìn)傳遞（促進(jìn)傳遞（Facilitated Transportation） 偶合傳遞可分成兩類： 同向

38、偶合傳遞，兩種組分沿同一方向傳遞 反向偶合傳遞，兩種組分沿相反方向傳遞 液膜分離中傳質(zhì)液膜分離中傳質(zhì)選擇性滲透選擇性滲透內(nèi)相有化學(xué)反應(yīng)內(nèi)相有化學(xué)反應(yīng)偶合同向遷移偶合同向遷移偶合逆向遷移偶合逆向遷移可以實(shí)現(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)+從低濃度從低濃度到高濃度的遷移，有到高濃度的遷移，有富集濃縮作用富集濃縮作用促進(jìn)傳遞應(yīng)用促進(jìn)傳遞應(yīng)用載體介質(zhì)傳遞的載體種類很多，選擇性和傳質(zhì)速率很高，可用于陽陰離子、有機(jī)分子、氣體分子的分離。如Cu2+、Hg2+、Ni2+、Cd2+等陽離子和NO3-、Cr2O72-等陰離子均可用液膜有效回收。 生物分離生物分離濕法冶金濕法冶金廢水處理廢水處理從發(fā)酵液中提取氨基酸、有機(jī)酸等從銅礦酸浸液

39、中回收銅，從鈾礦酸浸液中回收鈾含酚、氰、氨、汞、銅等的工業(yè)廢水，采用液膜處理，可富集濃縮并回收有用物質(zhì)。 在液膜的形成、分散、溶脹、滲漏、穩(wěn)定性、滲透性、傳遞過程和機(jī)理，促進(jìn)傳遞、支撐液膜、各種應(yīng)用試驗(yàn)以及投資和成本的預(yù)估等各個(gè)方面都進(jìn)行了廣泛和深入的研究。 液膜分離要在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用，還有很多問題需要解決，比如怎樣實(shí)現(xiàn)更好的破乳效果，進(jìn)一步減少溶劑損失等。只有達(dá)到高的溶劑回收率，很多僅在技術(shù)上可行的液膜工藝，才能在工業(yè)實(shí)際中得到應(yīng)用。液膜分離的應(yīng)用液膜分離的應(yīng)用原料截留物冷凝器真空泵滲透物原料截留物冷凝器滲透物載氣(a)(b)滲透蒸發(fā)過程示意圖滲透蒸發(fā)過程示意圖(a) 真空滲透蒸發(fā)；(b

40、) 惰性氣體吹掃滲透蒸發(fā) 滲透蒸發(fā)滲透蒸發(fā)(Pervaporation)定義：定義：用于液體混合物的分離；采用高選擇性的均質(zhì)膜或復(fù)合膜，透膜的組分通過真空、溫差或其它方法使之汽化，過程的推動(dòng)力為分壓差。 該過程中物質(zhì)的遷移包括：(1)液相溶質(zhì)溶入膜表面；(2)液體在膜內(nèi)的擴(kuò)散；(3)液體在膜的另一側(cè)表面蒸發(fā)、氣化。時(shí)間膜面積滲透液的總量 F原料液中組分濃度之比滲透液中組分濃度之比pervap滲透流通量：滲透流通量： 分離因子分離因子1 1： 因?yàn)樵诜蛛x過程中涉及到相變過程，所以要真實(shí)地反映膜的優(yōu)先選擇性，應(yīng)扣去相變所引起的分離效果。故又定義了一個(gè)分離因子。 vappervapmemmemvap

41、pervap原料液中組分濃度之比組分的濃度之比與原料液平衡的氣相中vap分離因子分離因子2 2： 法國(guó)法國(guó)BethenivilleBetheniville日產(chǎn)日產(chǎn)150m150m3 3無水酒精的無水酒精的滲透蒸發(fā)示意圖滲透蒸發(fā)示意圖 滲透汽化被認(rèn)為在許多場(chǎng)滲透汽化被認(rèn)為在許多場(chǎng)合可以代替精餾，合可以代替精餾，并取得明顯的節(jié)能效果，尤其是對(duì)恒沸物、沸點(diǎn)相近的體系和稀溶液分離。 用滲透汽化法從恒沸混合物生產(chǎn)99.8%無水乙醇已于1980年代實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，能耗約為恒沸精餾的30%40%。滲透汽化還可以水中含有的微量或少量有機(jī)物，用于環(huán)保、有機(jī)物或溶劑的回收。冷凝器真空泵99wt.%7.4wt.%0.4

42、wt.%0.1wt.%76000L/d0.01wt.%膜面積38m2MTRMTR公司用滲透蒸發(fā)從水中脫除公司用滲透蒸發(fā)從水中脫除1,1,21,1,2三氯乙烷示意圖三氯乙烷示意圖 在化工與環(huán)保方面它是一項(xiàng)很有前途的分離技術(shù)，尤其在化工方面通過與各種傳統(tǒng)分離技術(shù)及分離過程相互耦合能極大地提高化工過程的經(jīng)濟(jì)性。 滲透蒸發(fā)滲透蒸發(fā)由于滲透汽化過程的核心部件滲透蒸發(fā)膜的性能的限制，滲透蒸發(fā)過程的應(yīng)用還很有限，隨著關(guān)于滲透蒸發(fā)膜研究的不斷深入，滲透蒸發(fā)膜性能的提高，滲透蒸發(fā)過程將在有機(jī)溶劑脫水、水中除去有機(jī)物、極性/非極性有機(jī)物的分離、飽和/不飽和有機(jī)物的分離、有機(jī)物異構(gòu)體的分離等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。氣體

43、分離氣體分離 1979年，Monsanto公司最早將中空纖維聚砜膜用于氣體混合物的分離。定義：定義：氣體的滲透分離（Gas Permeation），是以分壓差為推動(dòng)力，根據(jù)氣體分子通過膜的滲透率不同而進(jìn)行氣體組分分離。特點(diǎn)：特點(diǎn)：氣體滲透可以采用無孔的致密膜，其分離選擇性不在分子的大小，而在于不同組分分子滲透通過膜的速率的快慢。 氣體組分透過致密膜的過程包括：(1)在膜的高壓側(cè)，氣體混合物中易滲透組分溶解在膜表面；(2)溶解組分從高壓側(cè)通過分子擴(kuò)散傳遞到低壓側(cè)；(3)在膜的低壓側(cè)表面，滲透組分解吸釋放。致密膜ChClph高壓側(cè)tmpl低壓側(cè)Ch=SphCl=Spl 氣體的膜分離發(fā)展異常迅猛，七

44、十年代才進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段，1990年銷售收入已突破一億美元，1995年達(dá)到五億美元。膜分離回收氫氣是目前應(yīng)用最多、最成熟的一個(gè)領(lǐng)域，已廣泛應(yīng)用于合成氨工業(yè)、煉油工業(yè)和石油工業(yè)。 氣體分離膜應(yīng)用氣體分離膜應(yīng)用回收氫回收氫回收氦回收氦天然氣的天然氣的凈化凈化最早用于從合成氨馳放氣和石油煉廠氣中提氫，已得到了較大范圍推廣，取得可觀經(jīng)濟(jì)效益。膜分離回收氫氣是目前應(yīng)用最多、最成熟的領(lǐng)域。從天然氣中回收氦甲烷/二氧化碳分離富氧空氣富氧空氣的制備的制備用空氣膜法富氧技術(shù)產(chǎn)生含氧量30-40%的富氧空氣，可用于鍋爐和工業(yè)窯爐的燃燒節(jié)能以及醫(yī)用空氣膜法空氣膜法富氮技術(shù)富氮技術(shù)已用于油井和化工裝置的保護(hù)以及蔬菜和

45、果品保鮮。(O2/N2分離)氣體分離膜應(yīng)用氣體分離膜應(yīng)用用途最廣的相轉(zhuǎn)化法、界面縮聚法及無機(jī)膜制備方法簡(jiǎn)單用途最廣的相轉(zhuǎn)化法、界面縮聚法及無機(jī)膜制備方法簡(jiǎn)單介紹。介紹。 (a)(b)t1st1sAABB聚合物聚合物膜分層的熱力學(xué)過程示意圖膜分層的熱力學(xué)過程示意圖(a) (a) 瞬時(shí)分相；瞬時(shí)分相；(b) (b) 延遲分相延遲分相 平板膜的制備平板膜的制備裝置示意圖裝置示意圖 管式膜的制備管式膜的制備工藝示意圖工藝示意圖 界面聚合法制界面聚合法制復(fù)合膜示意圖復(fù)合膜示意圖 等離子體聚合制等離子體聚合制復(fù)合膜示意圖復(fù)合膜示意圖 萃取萃取有機(jī)酸分離提純、廢水中重金屬離子分離等吸收吸收BV熱鉀堿吸收CO

46、2 、檸檬酸吸收SO2等精餾精餾加鹽精餾、恒沸精餾等吸附吸附變壓吸附提純或回收H2 、載銅活性吸附CO等結(jié)晶結(jié)晶海水和鹽鹵NaCl結(jié)晶分離傳統(tǒng)分離技術(shù)：傳統(tǒng)分離技術(shù)：萃取與反應(yīng)、萃取與膜分離、吸收與膜分離、滲透蒸發(fā)與化學(xué)反應(yīng)、反應(yīng)精餾等分離與反分離與反應(yīng)耦合應(yīng)耦合氣體/液體分離膜與膜工程如恒沸物的滲透蒸發(fā)分離（MTBE與甲醇、ETBE與乙醇、 DMC與甲醇等共沸物分離）、功能膜反應(yīng)器、 CO2/ CH4分離、富氧膜、酸性氣體膜分離、油/水分離超濾膜、廢水或污水膜分離（水回收再利用）等膜分離膜分離與傳統(tǒng)反應(yīng)與傳統(tǒng)反應(yīng)技術(shù)的結(jié)合技術(shù)的結(jié)合與傳統(tǒng)分離與傳統(tǒng)分離技術(shù)的結(jié)合技術(shù)的結(jié)合膜分離與精餾、膜分離

47、與萃取、膜分離與吸收、膜分離與吸附、膜分離與離子交換樹脂等 酶膜生物反應(yīng)器、鈀膜反應(yīng)器、滲透汽化膜反應(yīng)器等新型分離技術(shù)：新型分離技術(shù)：甲醇70wt.%(恒沸物）甲醇70wt.%(恒沸物）甲醇95wt.%(循環(huán)至反應(yīng)器）DMC 99wt.%滲透蒸發(fā)器精餾塔多孔支撐層表面活性層過渡層滲透蒸發(fā)膜滲透蒸發(fā)膜滲透蒸發(fā)與精餾或反應(yīng)精餾結(jié)合的中試規(guī)模有：滲透蒸發(fā)與精餾或反應(yīng)精餾結(jié)合的中試規(guī)模有：有機(jī)酸與醇反應(yīng)有機(jī)酸與醇反應(yīng)生成酯脫水、生成酯脫水、MTBEMTBE與甲醇、與甲醇、ETBEETBE與乙醇、與乙醇、 DMCDMC與甲醇等共沸物分離與甲醇等共沸物分離超濾：超濾：蛋白質(zhì)與酶、活性多肽、熱原的去除、中草

48、藥濃縮及果汁和茶葉的澄清和濃縮。納濾：納濾：染料、食用色素、抗生素、多肽和氨基酸等。微濾：微濾：空氣過濾除菌，以及牛奶、果汁、果酒、白酒、啤酒、飲料、飲用水等的除菌過濾。氣體分離：氣體分離：膜法H2回收、膜法富氧、膜法回收機(jī)蒸汽等。離子交換膜：離子交換膜：燒堿生產(chǎn)1飲用水與工業(yè)用水飲用水與工業(yè)用水2傳統(tǒng)工藝的改造傳統(tǒng)工藝的改造3工業(yè)廢水與市政廢水處理和循環(huán)回用工業(yè)廢水與市政廢水處理和循環(huán)回用滲透水（800m3/d）增壓泵雙層濾料過濾器過濾水泵濃縮水（1200m3/d）海水泵海水海水箱泵電解氯發(fā)生器過濾水箱保安過濾器一級(jí)高壓泵中間水箱二級(jí)高壓泵一級(jí)RO二級(jí)RO淡水箱能量回收透平機(jī)排放FeCl3H

49、2SO4海海水水淡淡化化工工藝藝流流程程淡化方法反滲透（RO）電滲析（ED）壓汽蒸餾（VC）低溫多效閃蒸（MED）高溫多效閃蒸（MED）多級(jí)閃蒸（MSF）投資費(fèi)用美元/m3d-1528-793528-7931321-26421057-16122141-26682141-2668運(yùn)行費(fèi)用美元/m3d-10.26-0.520.26-0.521.06-1.611.59-2.111.59-2.11各種海水淡化方法投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用各種海水淡化方法投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用原水池（泵）活性炭濾阻垢劑加入微濾（UF）反滲透（RO）脫鹽臭氧殺菌供水管網(wǎng)過濾沉淀反應(yīng)混合一體化pH調(diào)整混凝劑濃水排放到中水管網(wǎng)我國(guó)西北地

50、區(qū)含鉻高氟低礦化我國(guó)西北地區(qū)含鉻高氟低礦化苦咸水淡化工藝流程苦咸水淡化工藝流程由于省去了活性污泥的沉降槽，且活性污泥的膜分離可在較高濃度下操作，所以污泥濃縮貯留槽及曝氣槽體積小，裝置緊湊。裝置緊湊裝置緊湊由于能夠保持曝氣槽內(nèi)活性污泥的高濃度，所以可適應(yīng)高濃度污水。引入膜分離后，對(duì)SS去除徹底，可得到十分澄清的處理水。適應(yīng)高濃度污水適應(yīng)高濃度污水傳統(tǒng)生物學(xué)處理法，為了維持良好的處理水質(zhì)，對(duì)污泥管理須忖注很多勞力和精力。膜分離活性污泥法省去了沉降槽，對(duì)污泥濃度管理容易，設(shè)備占地面積小，操作自動(dòng)化程度高，管理人員少。維護(hù)管理容易維護(hù)管理容易污水膜生物技術(shù)的特點(diǎn)污水膜生物技術(shù)的特點(diǎn)1根據(jù)膜的使用形態(tài)根據(jù)膜的使用形態(tài)2根據(jù)膜分離的形式根據(jù)膜分離的形式3