《制藥設(shè)備與工藝設(shè)計(jì)》膜分離設(shè)備

1、第四節(jié)第四節(jié) 膜分離設(shè)備膜分離設(shè)備大豆分離蛋白傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝大豆分離蛋白傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝豆粕豆粕堿溶堿溶酸沉酸沉分離蛋白分離蛋白乳清廢水（排放或末端處理）乳清廢水（排放或末端處理）清潔生產(chǎn)工藝流程清潔生產(chǎn)工藝流程豆粕豆粕堿溶堿溶酸沉酸沉乳清乳清超濾超濾濾液濾液納濾納濾濾液濾液反滲透反滲透鹽水排放鹽水排放回用水回用水分離分離蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)低分子低分子蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)低聚糖低聚糖 借助于一定孔徑的薄膜，將不同大小、不同形借助于一定孔徑的薄膜，將不同大小、不同形狀和不同特性的物質(zhì)顆?；蚍肿舆M(jìn)行分離、提純或狀和不同特性的物質(zhì)顆?；蚍肿舆M(jìn)行分離、提純或濃縮的新型分離技術(shù)。濃縮的新型分離技術(shù)。 膜分離技術(shù)已被國(guó)際上公

2、認(rèn)為膜分離技術(shù)已被國(guó)際上公認(rèn)為2020世紀(jì)末至世紀(jì)末至2121世紀(jì)中期最有發(fā)展前途，世紀(jì)中期最有發(fā)展前途，甚至?xí)?dǎo)致一次工業(yè)革命的重大生產(chǎn)甚至?xí)?dǎo)致一次工業(yè)革命的重大生產(chǎn)技術(shù)，所以可以稱為前沿技術(shù)，是世技術(shù)，所以可以稱為前沿技術(shù)，是世界各國(guó)研究的熱點(diǎn)。界各國(guó)研究的熱點(diǎn)。 廣泛應(yīng)用于生物工程、化學(xué)、制藥、廣泛應(yīng)用于生物工程、化學(xué)、制藥、飲料、電力、冶金、海水淡化、資源飲料、電力、冶金、海水淡化、資源再生等領(lǐng)域。再生等領(lǐng)域。滲出液滲出液一、膜分離技術(shù)概述一、膜分離技術(shù)概述1、膜、膜分離技術(shù)的地位和影響分離技術(shù)的地位和影響l美國(guó)官方文件曾說(shuō)美國(guó)官方文件曾說(shuō)“18世紀(jì)電器改變了整個(gè)工業(yè)進(jìn)程世紀(jì)電器改變

3、了整個(gè)工業(yè)進(jìn)程，而，而20世紀(jì)膜技術(shù)將改變整個(gè)面貌世紀(jì)膜技術(shù)將改變整個(gè)面貌”，“目前沒(méi)有一種目前沒(méi)有一種技術(shù)，能像膜技術(shù)這么廣泛地被應(yīng)用技術(shù)，能像膜技術(shù)這么廣泛地被應(yīng)用”l日本日本和歐洲和歐洲則把膜技術(shù)作為則把膜技術(shù)作為21世紀(jì)的基盤(pán)技術(shù)進(jìn)行研世紀(jì)的基盤(pán)技術(shù)進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)究和開(kāi)發(fā)。l“誰(shuí)掌握了膜技術(shù)，誰(shuí)就掌握了化學(xué)工業(yè)的未來(lái)誰(shuí)掌握了膜技術(shù)，誰(shuí)就掌握了化學(xué)工業(yè)的未來(lái)”- Norman N. Li，美國(guó)科學(xué)院院士，著名華裔科學(xué)家。美國(guó)科學(xué)院院士，著名華裔科學(xué)家。l膜分離已得到廣泛應(yīng)用膜分離已得到廣泛應(yīng)用。21世紀(jì)是工業(yè)生物技術(shù)的世世紀(jì)是工業(yè)生物技術(shù)的世紀(jì)，膜技術(shù)將扮演重要角色。紀(jì)，膜技術(shù)將扮演重要

4、角色。2 2、膜分離技術(shù)優(yōu)點(diǎn)、膜分離技術(shù)優(yōu)點(diǎn)占地少，處理效率高，設(shè)備易于放大；占地少，處理效率高，設(shè)備易于放大；條件溫和，可在室溫或低溫下操作，適宜于熱條件溫和，可在室溫或低溫下操作，適宜于熱敏感物質(zhì)分離濃縮；敏感物質(zhì)分離濃縮；化學(xué)與機(jī)械剪切作用小，減少失活；化學(xué)與機(jī)械剪切作用小，減少失活；無(wú)相轉(zhuǎn)變（除滲透氣化外），節(jié)能；無(wú)相轉(zhuǎn)變（除滲透氣化外），節(jié)能；有相當(dāng)好選擇性，可在分離、濃縮的同時(shí)達(dá)到有相當(dāng)好選擇性，可在分離、濃縮的同時(shí)達(dá)到部分純化目的；部分純化目的；系統(tǒng)可密閉循環(huán)，防止外來(lái)污染；易于和反應(yīng)系統(tǒng)可密閉循環(huán)，防止外來(lái)污染；易于和反應(yīng)或其他分離過(guò)程集成和耦合。或其他分離過(guò)程集成和耦合。 高

5、分子膜的分離功能很早就已發(fā)現(xiàn)。高分子膜的分離功能很早就已發(fā)現(xiàn)。1748年，年，耐克特（耐克特（A. Nelkt）發(fā)現(xiàn)水能自動(dòng)地?cái)U(kuò)散到裝有酒）發(fā)現(xiàn)水能自動(dòng)地?cái)U(kuò)散到裝有酒精的豬膀胱內(nèi)，開(kāi)創(chuàng)了精的豬膀胱內(nèi)，開(kāi)創(chuàng)了膜滲透膜滲透的研究。的研究。1861年，施年，施密特（密特（A. Schmidt）首先提出了）首先提出了超過(guò)濾超過(guò)濾的概念。他的概念。他提出，用比濾紙孔徑更小的棉膠膜或賽璐酚膜過(guò)濾提出，用比濾紙孔徑更小的棉膠膜或賽璐酚膜過(guò)濾時(shí)，若在溶液側(cè)施加壓力，使膜的兩側(cè)產(chǎn)生壓力時(shí)，若在溶液側(cè)施加壓力，使膜的兩側(cè)產(chǎn)生壓力差，即可分離溶液中的細(xì)菌、蛋白質(zhì)、膠體等微小差，即可分離溶液中的細(xì)菌、蛋白質(zhì)、膠體等微

6、小粒子，其精度比濾紙高得多。這種過(guò)濾可稱為超過(guò)粒子，其精度比濾紙高得多。這種過(guò)濾可稱為超過(guò)濾。濾。3 3、膜分離技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史、膜分離技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史 然而，真正意義上的分離膜出現(xiàn)在然而，真正意義上的分離膜出現(xiàn)在20世紀(jì)世紀(jì)60年年代。代。1961年，米切利斯（年，米切利斯（A. S. Michealis）等人用各）等人用各種比例的酸性和堿性的高分子電介質(zhì)混合物以水種比例的酸性和堿性的高分子電介質(zhì)混合物以水丙酮丙酮溴化鈉為溶劑，制成了可截留不同分子量的溴化鈉為溶劑，制成了可截留不同分子量的膜，這種膜是真正的膜，這種膜是真正的超過(guò)濾膜超過(guò)濾膜。美國(guó)美國(guó)Amicon公司首公司首先將這種膜商品化。先將這種

7、膜商品化。 50年代初，為從海水或苦咸水中獲取淡水，開(kāi)年代初，為從海水或苦咸水中獲取淡水，開(kāi)始了始了反滲透膜反滲透膜的研究。的研究。1967年，年，DuPont公司研制成公司研制成功了以尼龍功了以尼龍66為主要組分的中空纖維反滲透膜組為主要組分的中空纖維反滲透膜組件。同一時(shí)期，丹麥件。同一時(shí)期，丹麥DDS公司研制成功公司研制成功平板式反滲平板式反滲透膜組件透膜組件。反滲透膜開(kāi)始工業(yè)化反滲透膜開(kāi)始工業(yè)化。 自上世紀(jì)自上世紀(jì)60年代中期以來(lái)，膜分離技術(shù)真正年代中期以來(lái)，膜分離技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。首先出現(xiàn)的分離膜是實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。首先出現(xiàn)的分離膜是超過(guò)濾膜（超過(guò)濾膜（UF膜）、微孔過(guò)濾膜（膜）、微孔

8、過(guò)濾膜（MF膜）和反滲透膜（膜）和反滲透膜（RO膜）膜）。以后又開(kāi)發(fā)了許多其它類型的分離膜。以后又開(kāi)發(fā)了許多其它類型的分離膜。 在此期間，除上述三大膜外，其他類型的膜也在此期間，除上述三大膜外，其他類型的膜也獲得很大的發(fā)展。獲得很大的發(fā)展。80年代年代氣體分離膜氣體分離膜的研制成功，的研制成功，使功能膜的地位又得到了進(jìn)使功能膜的地位又得到了進(jìn)步提高。步提高。 具有分離選擇性的人造具有分離選擇性的人造液膜液膜是馬?。ㄊ邱R?。∕artin）在在60年代初研究反滲透時(shí)發(fā)現(xiàn)的，這種液膜是覆蓋年代初研究反滲透時(shí)發(fā)現(xiàn)的，這種液膜是覆蓋在固體膜之上的，為支撐液膜。在固體膜之上的，為支撐液膜。 60年代中期，

9、美籍華人年代中期，美籍華人黎念之博士黎念之博士發(fā)現(xiàn)含有表發(fā)現(xiàn)含有表面活性劑的水和油能形成界面膜，從而發(fā)明了不帶面活性劑的水和油能形成界面膜，從而發(fā)明了不帶有固體膜支撐的新型液膜，并于有固體膜支撐的新型液膜，并于1968年獲得純粹液年獲得純粹液膜的第一項(xiàng)專利。膜的第一項(xiàng)專利。 70年代初，卡斯勒（年代初，卡斯勒（Cussler）又研制成功）又研制成功含流含流動(dòng)載體的液膜動(dòng)載體的液膜，使液膜分離技術(shù)具有更高的選擇性。，使液膜分離技術(shù)具有更高的選擇性。黎念之黎念之 (Norman N. Li) 博士小傳博士小傳黎念之化學(xué)工程學(xué)家。美國(guó)國(guó)籍黎念之化學(xué)工程學(xué)家。美國(guó)國(guó)籍1932年年12月月25日生于中國(guó)

10、上海，原籍湖南湘潭。日生于中國(guó)上海，原籍湖南湘潭。 1954年獲臺(tái)灣大學(xué)化學(xué)工程學(xué)士學(xué)位。年獲臺(tái)灣大學(xué)化學(xué)工程學(xué)士學(xué)位。1959年獲美國(guó)密執(zhí)安州立韋恩大學(xué)碩士學(xué)位年獲美國(guó)密執(zhí)安州立韋恩大學(xué)碩士學(xué)位1963年獲美國(guó)史蒂文斯理工學(xué)院博士學(xué)位年獲美國(guó)史蒂文斯理工學(xué)院博士學(xué)位1995年迄今任北美膜科學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)和恩理（年迄今任北美膜科學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)和恩理（NL）化學(xué)技術(shù)公司董事長(zhǎng)?；瘜W(xué)技術(shù)公司董事長(zhǎng)。1990年起任美國(guó)國(guó)家工程院院士年起任美國(guó)國(guó)家工程院院士1996年起任臺(tái)灣年起任臺(tái)灣“中央研究院中央研究院”院士院士 1998年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院外籍院士年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院外籍院士2000年獲被譽(yù)為化學(xué)工業(yè)界諾貝

11、爾獎(jiǎng)的普金獎(jiǎng)?wù)履戢@被譽(yù)為化學(xué)工業(yè)界諾貝爾獎(jiǎng)的普金獎(jiǎng)?wù)?001年榮獲世界化工大會(huì)授予的終身成就獎(jiǎng)年榮獲世界化工大會(huì)授予的終身成就獎(jiǎng) 膜科學(xué)的主要奠基人之一。他發(fā)明的液體膜技術(shù)已形膜科學(xué)的主要奠基人之一。他發(fā)明的液體膜技術(shù)已形成一項(xiàng)重要的技術(shù)。著作成一項(xiàng)重要的技術(shù)。著作13部，論文及專利共有一部，論文及專利共有一百五十余篇（項(xiàng)），應(yīng)邀在美國(guó)、中國(guó)、日本、歐洲百五十余篇（項(xiàng)），應(yīng)邀在美國(guó)、中國(guó)、日本、歐洲等地作學(xué)術(shù)演講一百二十余次，擔(dān)任過(guò)約六十次重大等地作學(xué)術(shù)演講一百二十余次，擔(dān)任過(guò)約六十次重大國(guó)際化學(xué)、化工、膜科學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議主席。國(guó)際化學(xué)、化工、膜科學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議主席。二、典型的膜分離技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域二、

12、典型的膜分離技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域（一）膜分離的類型（一）膜分離的類型1、按推動(dòng)力不同可分為：、按推動(dòng)力不同可分為：（1）壓力差膜分離：）壓力差膜分離：微濾微濾（MF）、）、超濾超濾（UF）、）、納濾納濾 （NF）、）、反滲透反滲透（RO）、）、滲透蒸發(fā)滲透蒸發(fā)（VP）、氣體分離）、氣體分離（GS）。）。（2）濃度差膜分離：）濃度差膜分離：滲析滲析（DD）、）、透析透析（3）電位差膜分離：）電位差膜分離：電滲析電滲析（ED）、）、膜電解膜電解（ME）（4）溫度差膜分離：）溫度差膜分離：膜蒸餾膜蒸餾（MD）微濾微濾 ( ME, microfiltration ) 超濾超濾 ( UF，ultrafiltr

13、ation ) 納濾納濾 ( NF, nanofiltration ) 反滲透反滲透 ( RO, reverse osmosis) 電滲析電滲析( ED, electrodialysis) 膜電解膜電解 ( ME, membrane electrolysis) 擴(kuò)散滲析擴(kuò)散滲析( DD, diffusion dialysis ) 氣體分離氣體分離 ( GS, gas separate ) 蒸汽滲透蒸汽滲透 ( VP, vapor pervation ) 全蒸發(fā)全蒸發(fā) ( PV, full evaporation ) 膜蒸餾膜蒸餾 ( MD, membrane distillation ) 膜接

14、觸器膜接觸器 ( MC, membrane contactor )2 2、按膜孔徑或截留物質(zhì)的大?。?、按膜孔徑或截留物質(zhì)的大小：微濾微濾 超濾超濾 納濾納濾 、電滲析、電滲析 、透析、透析 反滲透反滲透膜膜孔孔徑徑大大小小灰塵灰塵細(xì)菌細(xì)菌病毒病毒生物大分子生物大分子生物小分子生物小分子鹽類鹽類水水請(qǐng)將下列物質(zhì)按從大到小的順序排列：請(qǐng)將下列物質(zhì)按從大到小的順序排列：病毒病毒生物大分子生物大分子生物小分子生物小分子鹽類鹽類水水灰塵灰塵細(xì)菌細(xì)菌病毒病毒生物大分子生物大分子生物小分子生物小分子鹽類鹽類水水灰塵灰塵細(xì)菌細(xì)菌病毒病毒生物大分子生物大分子生物小分子生物小分子鹽類鹽類水水灰塵灰塵細(xì)菌細(xì)菌病毒病

15、毒生物大分子生物大分子生物小分子生物小分子鹽類鹽類水水膜膜微濾（微濾（MFMF）超濾（超濾（UFUF）納濾（納濾（MFMF）反滲透濾（反滲透濾（RORO）灰塵灰塵細(xì)菌細(xì)菌（0.2-2um）（10-200nm）（2nm）（2-10nm）3 3、各種膜分離法的原理和應(yīng)用范圍、各種膜分離法的原理和應(yīng)用范圍膜分離法膜分離法截留的顆粒大小截留的顆粒大小截留的主要物質(zhì)截留的主要物質(zhì)過(guò)濾介質(zhì)過(guò)濾介質(zhì)應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例微微 濾（濾（MF） 0.22um灰塵、細(xì)菌灰塵、細(xì)菌微孔濾膜微孔濾膜除菌，回收除菌，回收菌菌超超 濾濾 （UF） 10nm200nm生物大分子及以上生物大分子及以上超濾膜超濾膜蛋白質(zhì)、多蛋白質(zhì)、

16、多肽和多糖的肽和多糖的回收和濃縮回收和濃縮納納 濾濾（NF）2nm10nm生物小分子及以上生物小分子及以上納濾膜納濾膜脫鹽、濃縮脫鹽、濃縮反滲透反滲透（RO）2nm鹽類及以上鹽類及以上反滲透膜反滲透膜鹽、氨基酸、鹽、氨基酸、糖的濃縮、糖的濃縮、淡水制造淡水制造1、 微微 濾濾(MF)又稱微孔過(guò)濾，是以微濾膜作為過(guò)濾介質(zhì)的膜分離技術(shù)。又稱微孔過(guò)濾，是以微濾膜作為過(guò)濾介質(zhì)的膜分離技術(shù)。（1）截留顆粒直徑）截留顆粒直徑：0.22 um。（2）操作壓力：）操作壓力：低于低于0.1 MPa。（3）應(yīng)用：）應(yīng)用： 實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)中通常利用微濾技術(shù)除去或收集發(fā)酵液實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)中通常利用微濾技術(shù)除去或收集發(fā)酵液

17、中的細(xì)胞。中的細(xì)胞。 無(wú)菌水、礦泉水、純生啤酒的生產(chǎn)。熱敏性藥無(wú)菌水、礦泉水、純生啤酒的生產(chǎn)。熱敏性藥物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)濾除菌等物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過(guò)濾除菌等（二）典型的膜分離技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域（二）典型的膜分離技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域微濾（微濾（MF）細(xì)胞細(xì)胞水水鹽鹽大大分分子子小小分分子子、微粒和細(xì)菌的過(guò)濾微粒和細(xì)菌的過(guò)濾：可用于水的高度凈化、食品：可用于水的高度凈化、食品和飲料的除菌、藥液的過(guò)濾、發(fā)酵工業(yè)的空氣凈化和和飲料的除菌、藥液的過(guò)濾、發(fā)酵工業(yè)的空氣凈化和除菌等。除菌等。、微粒和細(xì)菌的檢測(cè)微粒和細(xì)菌的檢測(cè)：微孔膜可作為微粒和細(xì)菌的：微孔膜可作為微粒和細(xì)菌的富集器，從而進(jìn)行微粒和細(xì)菌含量的測(cè)定。富集器，從

18、而進(jìn)行微粒和細(xì)菌含量的測(cè)定。、氣體、溶液和水的凈化氣體、溶液和水的凈化：大氣中懸浮的塵埃、纖：大氣中懸浮的塵埃、纖維、花粉、細(xì)菌、病毒等；溶液和水中存在的微小固維、花粉、細(xì)菌、病毒等；溶液和水中存在的微小固體顆粒和微生物，都可借助微孔膜去除。體顆粒和微生物，都可借助微孔膜去除。、食糖與酒類的精制食糖與酒類的精制：微孔膜對(duì)食糖溶液和啤、黃：微孔膜對(duì)食糖溶液和啤、黃酒等酒類進(jìn)行過(guò)濾，可除去食糖中的雜質(zhì)、酒類中的酒等酒類進(jìn)行過(guò)濾，可除去食糖中的雜質(zhì)、酒類中的酵母、霉菌和其他微生物，提高食糖的純度和酒類產(chǎn)酵母、霉菌和其他微生物，提高食糖的純度和酒類產(chǎn)品的清澈度，延長(zhǎng)存放期。由于是常溫操作，不會(huì)使品的清

19、澈度，延長(zhǎng)存放期。由于是常溫操作，不會(huì)使酒類產(chǎn)品變味。酒類產(chǎn)品變味。、藥物的除菌和除微粒藥物的除菌和除微粒 熱壓法滅菌時(shí)，細(xì)菌的尸體仍留在藥品中。而熱壓法滅菌時(shí)，細(xì)菌的尸體仍留在藥品中。而且對(duì)于熱敏性藥物，如胰島素、血清蛋白等不能采且對(duì)于熱敏性藥物，如胰島素、血清蛋白等不能采用熱壓法滅菌。對(duì)于這類情況，微孔膜有突出的優(yōu)用熱壓法滅菌。對(duì)于這類情況，微孔膜有突出的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)微孔膜過(guò)濾后，細(xì)菌被截留，無(wú)細(xì)菌尸體點(diǎn)，經(jīng)過(guò)微孔膜過(guò)濾后，細(xì)菌被截留，無(wú)細(xì)菌尸體殘留在藥物中。常溫操作也不會(huì)引起藥物的受熱破殘留在藥物中。常溫操作也不會(huì)引起藥物的受熱破壞和變性。壞和變性。 許多許多液態(tài)藥物液態(tài)藥物，如注射液、眼

20、藥水等，用常，如注射液、眼藥水等，用常規(guī)的過(guò)濾技術(shù)難以達(dá)到要求，必須采用規(guī)的過(guò)濾技術(shù)難以達(dá)到要求，必須采用微濾技術(shù)微濾技術(shù)。2、 超超 濾濾(UF) 可截留溶液中溶解的大分子物質(zhì)，而透過(guò)小分可截留溶液中溶解的大分子物質(zhì)，而透過(guò)小分子物質(zhì)。子物質(zhì)。（1）截留顆粒直徑：）截留顆粒直徑：10200 nm。（2）操作壓力：）操作壓力：0.10.7MPa。（3）應(yīng)用：）應(yīng)用：一是一是分離純化，從高分子物質(zhì)與低分子物質(zhì)的溶分離純化，從高分子物質(zhì)與低分子物質(zhì)的溶液中，使低分子物質(zhì)透過(guò)膜；液中，使低分子物質(zhì)透過(guò)膜；二是二是溶液的濃縮。溶液的濃縮。大分子大分子水水鹽鹽小小分分子子超濾（超濾（UF） 超濾技術(shù)的應(yīng)

21、用領(lǐng)域涉及化工、食品、醫(yī)藥、生化等。主超濾技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域涉及化工、食品、醫(yī)藥、生化等。主要可歸納為以下方面。要可歸納為以下方面。（1）純水的制備純水的制備：超濾技術(shù)廣泛用于水中的細(xì)菌、病毒和其他超濾技術(shù)廣泛用于水中的細(xì)菌、病毒和其他異物的除去，用于制備高純飲用水、電子工業(yè)超凈水和醫(yī)用無(wú)異物的除去，用于制備高純飲用水、電子工業(yè)超凈水和醫(yī)用無(wú)菌水等。菌水等。（2）食品工業(yè)中的廢水處理食品工業(yè)中的廢水處理：在牛奶加工廠中用超濾技術(shù)可從在牛奶加工廠中用超濾技術(shù)可從乳清中分離蛋白和低分子量的乳糖。乳清中分離蛋白和低分子量的乳糖。（3）果汁、酒等飲料的消毒與澄清果汁、酒等飲料的消毒與澄清：應(yīng)用超濾技術(shù)可除

22、去果汁：應(yīng)用超濾技術(shù)可除去果汁的果膠和酒中的微生物等雜質(zhì)，使果汁和酒在凈化處理的同時(shí)的果膠和酒中的微生物等雜質(zhì)，使果汁和酒在凈化處理的同時(shí)保持原有的色、香、味，操作方便，成本較低。保持原有的色、香、味，操作方便，成本較低。（4）在醫(yī)藥和生化工業(yè)在醫(yī)藥和生化工業(yè)中用于處理熱敏性物質(zhì)，分離濃縮生物中用于處理熱敏性物質(zhì)，分離濃縮生物活性物質(zhì)，從生物中提取藥物等。活性物質(zhì)，從生物中提取藥物等。 納濾膜主要用于截留粒徑在納濾膜主要用于截留粒徑在210nm，分子量分子量為為1000左右左右的物質(zhì)，可以使的物質(zhì)，可以使鹽鹽和和小分子小分子物質(zhì)透過(guò)，物質(zhì)透過(guò)，操作壓（操作壓（0.51MPa）。 其被分離物質(zhì)的

23、尺寸介于反滲透膜和超濾膜之間，其被分離物質(zhì)的尺寸介于反滲透膜和超濾膜之間，但與上述兩種膜有所交叉。但與上述兩種膜有所交叉。3 3、納、納 濾濾(NF)(NF)水水鹽鹽小分子小分子大分子大分子納濾（納濾（NF）應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域(1)、脫鹽淡化、脫鹽淡化 對(duì)苦咸水進(jìn)行軟化、對(duì)苦咸水進(jìn)行軟化、脫鹽脫鹽是納濾應(yīng)用的最大市場(chǎng)。是納濾應(yīng)用的最大市場(chǎng)。產(chǎn)水完全符合飲用水的要求產(chǎn)水完全符合飲用水的要求 。在美國(guó)目前已有超過(guò)。在美國(guó)目前已有超過(guò)40萬(wàn)噸萬(wàn)噸/日規(guī)模的納濾膜裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)，大型裝置多數(shù)分布日規(guī)模的納濾膜裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)，大型裝置多數(shù)分布在佛羅里達(dá)半島在佛羅里達(dá)半島 。(2)、食品、飲料、制藥行業(yè)、食品、飲料

24、、制藥行業(yè) 此領(lǐng)域中的納濾膜應(yīng)用十分活躍，如各種蛋白質(zhì)、此領(lǐng)域中的納濾膜應(yīng)用十分活躍，如各種蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、奶類、酒類、醬油、調(diào)味品等的氨基酸、維生素、奶類、酒類、醬油、調(diào)味品等的濃濃縮縮、精制。、精制。4 4、反滲透、反滲透(RO)(RO) 在壓力作用下，溶劑（通常是水）透過(guò)膜，而溶質(zhì)被阻在壓力作用下，溶劑（通常是水）透過(guò)膜，而溶質(zhì)被阻擋于膜壁外。擋于膜壁外。（1）截留顆粒直徑：小于）截留顆粒直徑：小于2 nm。（2）操作壓力：）操作壓力：110 MPa。（3）應(yīng)用：主要用于分離各種離子和小分子物質(zhì)。）應(yīng)用：主要用于分離各種離子和小分子物質(zhì)。 在溶液的濃縮、無(wú)離子水的制備、海水淡化等

25、方面廣泛在溶液的濃縮、無(wú)離子水的制備、海水淡化等方面廣泛應(yīng)用。應(yīng)用。溶質(zhì)溶質(zhì) 水水水水膜膜溶質(zhì)溶質(zhì) 水水水水膜膜滲透滲透反滲透反滲透滲透與反滲透原理示意圖滲透與反滲透原理示意圖水水鹽鹽小分子小分子大分子大分子反滲透（反滲透（RO） 反滲透最早應(yīng)用于苦咸水淡化反滲透最早應(yīng)用于苦咸水淡化。反滲透過(guò)程主要。反滲透過(guò)程主要是是從水溶液中分離出水從水溶液中分離出水。（1）海水、苦咸水的淡化制取生活用水，硬水軟化海水、苦咸水的淡化制取生活用水，硬水軟化制備鍋爐用水，高純水的制備。制備鍋爐用水，高純水的制備。 近年來(lái)，反滲透技術(shù)在近年來(lái)，反滲透技術(shù)在家用飲水機(jī)家用飲水機(jī)及直飲水給水及直飲水給水系統(tǒng)中的應(yīng)用更

26、體現(xiàn)了其優(yōu)越性。系統(tǒng)中的應(yīng)用更體現(xiàn)了其優(yōu)越性。反滲透膜技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域反滲透膜技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域（2）在醫(yī)藥、食品工業(yè)中用以濃縮藥液、果汁、咖在醫(yī)藥、食品工業(yè)中用以濃縮藥液、果汁、咖啡浸液等。啡浸液等。與常用的冷凍干燥和蒸發(fā)脫水濃縮等工與常用的冷凍干燥和蒸發(fā)脫水濃縮等工藝比較，反滲透法脫水濃縮成本較低，而且產(chǎn)品的藝比較，反滲透法脫水濃縮成本較低，而且產(chǎn)品的療效、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)等均不受影響。療效、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)等均不受影響。5 5、電滲析（、電滲析（EDED） 在電場(chǎng)作用下，帶電離子透過(guò)膜向兩極移動(dòng)，而達(dá)到分在電場(chǎng)作用下，帶電離子透過(guò)膜向兩極移動(dòng)，而達(dá)到分離的目的。離的目的。溶液溶液膜膜膜膜+-+-+-極水極水

27、鹽水鹽水 淡水淡水應(yīng)用應(yīng)用：電滲析主要用于溶液的電滲析主要用于溶液的脫鹽脫鹽、海水淡化、海水淡化、純水純水 制備制備等等食鹽生產(chǎn)電滲析器示意圖食鹽生產(chǎn)電滲析器示意圖A：陰離子膜，：陰離子膜，K：陽(yáng)離子膜；：陽(yáng)離子膜；D：稀室，：稀室，C：濃室：濃室Na+ClNa+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+ClClClClClClClClAKKKKKAAAADCDDDDCCC陽(yáng)陽(yáng) 極極 水水陰陰極極水水咸咸水水Cl2NaOH脫脫鹽鹽水水濃濃縮縮液液（1 1）中草藥有效成分的分離和精制中草藥有效成分的分離和精制：通過(guò)電滲析一般：通過(guò)電滲析一般可以把中草藥提取液分離分成無(wú)機(jī)陽(yáng)離子和生物堿、可以把中草

28、藥提取液分離分成無(wú)機(jī)陽(yáng)離子和生物堿、無(wú)機(jī)陰離子和有機(jī)酸、中性化合物和高分子化合物三無(wú)機(jī)陰離子和有機(jī)酸、中性化合物和高分子化合物三部分。部分。（2 2）純水制備純水制備：電滲析制備初級(jí)水：電滲析制備初級(jí)水, , 可去鹽可去鹽80-90%80-90%；再用離子交換除鹽再用離子交換除鹽10-20%10-20%制備高級(jí)水。這樣既降低成制備高級(jí)水。這樣既降低成本本, , 又減少污染。又減少污染。（3 3）水污染處理水污染處理： 如回收鍍鎳廢水等。如回收鍍鎳廢水等。 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 我國(guó)在我國(guó)在電滲析電滲析主要裝置部件及結(jié)構(gòu)方面都有巨大主要裝置部件及結(jié)構(gòu)方面都有巨大的創(chuàng)新，僅離子交換膜產(chǎn)量就占到了世界的

29、的創(chuàng)新，僅離子交換膜產(chǎn)量就占到了世界的1/31/3。我。我國(guó)的電滲析裝置主要由國(guó)家海洋局杭州水處理技術(shù)開(kāi)國(guó)的電滲析裝置主要由國(guó)家海洋局杭州水處理技術(shù)開(kāi)發(fā)中心生產(chǎn)，現(xiàn)可提供發(fā)中心生產(chǎn)，現(xiàn)可提供200m200m3 3/d/d規(guī)模的海水淡化裝置。規(guī)模的海水淡化裝置。 膜電解的基本原理可以通過(guò)膜電解的基本原理可以通過(guò)NaCl水溶液的電解水溶液的電解來(lái)說(shuō)明。在兩個(gè)電極之間加上一定電壓，則陽(yáng)極生來(lái)說(shuō)明。在兩個(gè)電極之間加上一定電壓，則陽(yáng)極生成氯氣，陰極生成氫氣和氫氧化鈉。陽(yáng)離子交換膜成氯氣，陰極生成氫氣和氫氧化鈉。陽(yáng)離子交換膜允許允許Na+滲透進(jìn)入陽(yáng)極室，同時(shí)阻攔了氫氧根離子滲透進(jìn)入陽(yáng)極室，同時(shí)阻攔了氫氧根

30、離子向陰極的運(yùn)動(dòng)，在向陰極的運(yùn)動(dòng)，在陰陰極室的反應(yīng)是：極室的反應(yīng)是：2 Na+ + 2 H2O + 2 e = 2 NaOH + H2 在在陽(yáng)陽(yáng)極室的反應(yīng)為：極室的反應(yīng)為：2 Cl 2 e = Cl26 6、膜電解（、膜電解（MEME）透析袋透析袋酶溶液酶溶液蒸餾水蒸餾水l應(yīng)用：應(yīng)用：在生物分離方面，主在生物分離方面，主要用于生物大分子溶液的脫鹽。要用于生物大分子溶液的脫鹽。由于透析過(guò)程以濃差為傳質(zhì)推由于透析過(guò)程以濃差為傳質(zhì)推動(dòng)力，膜的透過(guò)通量很小，不動(dòng)力，膜的透過(guò)通量很小，不適于大規(guī)模生物分離過(guò)程，而適于大規(guī)模生物分離過(guò)程，而在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用較多。在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用較多。7 7、透析、透析 在一半

31、透膜兩側(cè)的兩種溶液中的小分子溶質(zhì)或溶劑通過(guò)膜在一半透膜兩側(cè)的兩種溶液中的小分子溶質(zhì)或溶劑通過(guò)膜進(jìn)行交換，而大分子被截留在各自的一側(cè)的現(xiàn)象，稱為透析。進(jìn)行交換，而大分子被截留在各自的一側(cè)的現(xiàn)象，稱為透析。 人工腎是透析過(guò)程人工腎是透析過(guò)程最成功的范例。自最成功的范例。自1943年年Kolff用醋酸纖維素膜用醋酸纖維素膜制成的人工腎對(duì)血液進(jìn)制成的人工腎對(duì)血液進(jìn)行透析治療尿毒癥獲得行透析治療尿毒癥獲得成功后，成功后，透析透析技術(shù)在技術(shù)在血血液濾過(guò)液濾過(guò)、血液灌流血液灌流和和血血漿分離漿分離等多種治療方法等多種治療方法上得到應(yīng)用。上得到應(yīng)用。 水水 溶質(zhì)溶質(zhì) B A 滲出液滲出液 原液原液 水或溶劑水

32、或溶劑 滲析液滲析液 溶劑溶劑+擴(kuò)散分子擴(kuò)散分子 8 8、滲透蒸發(fā)（、滲透蒸發(fā)（PVPV） 滲透蒸發(fā)滲透蒸發(fā)是近十幾年中頗受人們關(guān)注的膜分離是近十幾年中頗受人們關(guān)注的膜分離技術(shù)。滲透蒸發(fā)是指液體混合物在膜兩側(cè)組分的蒸技術(shù)。滲透蒸發(fā)是指液體混合物在膜兩側(cè)組分的蒸氣分壓差的推動(dòng)力下，透過(guò)膜并部分蒸發(fā)，從而達(dá)氣分壓差的推動(dòng)力下，透過(guò)膜并部分蒸發(fā)，從而達(dá)到分離目的的一種膜分離方法?？捎糜趥鹘y(tǒng)分離手到分離目的的一種膜分離方法。可用于傳統(tǒng)分離手段較難處理的恒沸物及近沸點(diǎn)物系的分離。段較難處理的恒沸物及近沸點(diǎn)物系的分離。滲透蒸發(fā)滲透蒸發(fā)v 疏水膜的一側(cè)通入料液，疏水膜的一側(cè)通入料液，另一側(cè)抽真空或通入惰性氣

33、另一側(cè)抽真空或通入惰性氣體，使膜兩側(cè)產(chǎn)生溶質(zhì)分壓體，使膜兩側(cè)產(chǎn)生溶質(zhì)分壓差。在分壓差的作用下，料差。在分壓差的作用下，料液中的溶質(zhì)溶于膜內(nèi)，擴(kuò)散液中的溶質(zhì)溶于膜內(nèi)，擴(kuò)散通過(guò)膜，在透過(guò)側(cè)發(fā)生氣化，通過(guò)膜，在透過(guò)側(cè)發(fā)生氣化，氣化的溶質(zhì)被膜裝置外設(shè)置氣化的溶質(zhì)被膜裝置外設(shè)置的冷凝器冷凝回收。的冷凝器冷凝回收。v發(fā)生了相變發(fā)生了相變v適用于：高濃度混合物的分適用于：高濃度混合物的分離，特別適用于離，特別適用于共沸物共沸物和和揮揮發(fā)度相差較小發(fā)度相差較小的雙組分溶液的雙組分溶液的分離的分離 水分子水分子 醇分子醇分子 膜膜 滲透蒸發(fā)分離示意圖滲透蒸發(fā)分離示意圖(真空氣化真空氣化)液相室氣相室膜真空泵冷凝

34、液冷凝器 滲透蒸發(fā)分離示意圖滲透蒸發(fā)分離示意圖(惰性氣體吹掃惰性氣體吹掃)液相室氣相室膜冷凝液冷凝器惰性氣體惰性氣體凈化利用 滲透蒸發(fā)滲透蒸發(fā)作為一種無(wú)污染、高能效的膜分離技作為一種無(wú)污染、高能效的膜分離技術(shù)已經(jīng)引起廣泛的關(guān)注。術(shù)已經(jīng)引起廣泛的關(guān)注。 目前滲透蒸發(fā)膜分離技術(shù)已在目前滲透蒸發(fā)膜分離技術(shù)已在無(wú)水乙醇無(wú)水乙醇的生產(chǎn)的生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。與傳統(tǒng)的恒沸精餾制備無(wú)水乙醇中實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。與傳統(tǒng)的恒沸精餾制備無(wú)水乙醇相比，可大大降低運(yùn)行費(fèi)用，且不受汽相比，可大大降低運(yùn)行費(fèi)用，且不受汽液平衡的液平衡的限制。限制。滲透蒸發(fā)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域滲透蒸發(fā)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域 除了以上用途外，滲透蒸發(fā)膜在其他領(lǐng)域的應(yīng)除

35、了以上用途外，滲透蒸發(fā)膜在其他領(lǐng)域的應(yīng)用尚都處在實(shí)驗(yàn)室階段用尚都處在實(shí)驗(yàn)室階段。預(yù)計(jì)有較好應(yīng)用前景的領(lǐng)。預(yù)計(jì)有較好應(yīng)用前景的領(lǐng)域有：工業(yè)廢水處理中采用滲透蒸發(fā)膜去除少量有域有：工業(yè)廢水處理中采用滲透蒸發(fā)膜去除少量有毒有機(jī)物（如苯、酚、含氯化合物等）；從溶劑中毒有機(jī)物（如苯、酚、含氯化合物等）；從溶劑中脫除少量的水或從水中除去少量有機(jī)物；石油化工脫除少量的水或從水中除去少量有機(jī)物；石油化工工業(yè)中用于烷烴和烯烴、脂肪烴和芳烴、近沸點(diǎn)工業(yè)中用于烷烴和烯烴、脂肪烴和芳烴、近沸點(diǎn)物、同系物、同分異構(gòu)體等的分離等。物、同系物、同分異構(gòu)體等的分離等。9 9、氣體分離膜、氣體分離膜 氣體膜分離是利用氣體組分在

36、膜內(nèi)溶解和擴(kuò)散性氣體膜分離是利用氣體組分在膜內(nèi)溶解和擴(kuò)散性能的不同，即滲透速率的不同來(lái)實(shí)現(xiàn)分離的技術(shù)，具能的不同，即滲透速率的不同來(lái)實(shí)現(xiàn)分離的技術(shù)，具有很大的發(fā)展前景。有很大的發(fā)展前景。 氣體分離膜是當(dāng)前各國(guó)均極為重視開(kāi)發(fā)的產(chǎn)氣體分離膜是當(dāng)前各國(guó)均極為重視開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，已有不少產(chǎn)品用于工業(yè)化生產(chǎn)。品，已有不少產(chǎn)品用于工業(yè)化生產(chǎn)。如美國(guó)如美國(guó)Du Pont公司用聚酯類中空纖維制成的公司用聚酯類中空纖維制成的H2氣體分離膜，對(duì)組成氣體分離膜，對(duì)組成為為70H2，30CH4，C2H6，C3H8的混合氣體進(jìn)行分的混合氣體進(jìn)行分離，可獲得含離，可獲得含90H2的分離效果。的分離效果。氣體分離膜的應(yīng)用領(lǐng)域氣

37、體分離膜的應(yīng)用領(lǐng)域 此外，富氧膜、分離此外，富氧膜、分離N2，CO2，SO2，H2S等氣等氣體的膜，都已有工業(yè)化的應(yīng)用。例如體的膜，都已有工業(yè)化的應(yīng)用。例如從天然氣中分從天然氣中分離氮、從合成氨尾氣中回收氫、從空氣中分離離氮、從合成氨尾氣中回收氫、從空氣中分離N2或或CO2，從煙道氣中分離，從煙道氣中分離SO2、從煤氣中分離、從煤氣中分離H2S或或CO2等等等等，均可采用氣體分離膜來(lái)實(shí)現(xiàn)。，均可采用氣體分離膜來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體示例具體示例 ：水果保鮮系統(tǒng)：水果保鮮系統(tǒng) v一般說(shuō)來(lái)，水果在收獲后，仍會(huì)繼續(xù)呼吸作用，果品將逐一般說(shuō)來(lái)，水果在收獲后，仍會(huì)繼續(xù)呼吸作用，果品將逐漸劣化以至腐爛，為抑制果品的呼

38、吸，可適當(dāng)降低其保藏漸劣化以至腐爛，為抑制果品的呼吸，可適當(dāng)降低其保藏容器中的氧氣濃度，增加二氧化碳濃度。目前廣泛采用由容器中的氧氣濃度，增加二氧化碳濃度。目前廣泛采用由硅氧烷膜使氧氣與二氧化碳等進(jìn)行交換分離的方法。硅氧烷膜使氧氣與二氧化碳等進(jìn)行交換分離的方法。外界氣氛外界氣氛%O2 21CO2 0N2 79倉(cāng)庫(kù)氣氛倉(cāng)庫(kù)氣氛%3O2 5CO292 N2 硅氧烷膜硅氧烷膜ABC超濾、反滲透兩種膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是( )vA. 分離過(guò)程中不發(fā)生相變化,與有相變化的分離法和其他分離法相比，能耗要低。vB. 分離過(guò)程是在常溫下進(jìn)行的,因而特別適用于對(duì)熱敏性物質(zhì)的分離、濃縮。vC. 由于只是用壓力作為超濾

39、和反滲透的推動(dòng)力，因此分離裝置簡(jiǎn)單，操作方便。vD. 膜使用方便，不需洗滌與后處理操作，節(jié)約時(shí)間。三、膜分離技術(shù)的基本流程三、膜分離技術(shù)的基本流程滲出液滲出液膜組件膜組件料液罐料液罐濃縮液（回流液）濃縮液（回流液）泵泵四、膜材料及膜的制備四、膜材料及膜的制備（一）膜材料（一）膜材料有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料無(wú)機(jī)材料無(wú)機(jī)材料分離膜材料分離膜材料主要有：主要有：陶瓷陶瓷、微孔玻璃、不銹鋼和碳素等。、微孔玻璃、不銹鋼和碳素等。適用：適用：微濾膜微濾膜。特點(diǎn)：是機(jī)械強(qiáng)度高，耐高溫、耐化學(xué)試劑和特點(diǎn)：是機(jī)械強(qiáng)度高，耐高溫、耐化學(xué)試劑和耐有機(jī)溶劑，但耐有機(jī)溶劑，但缺點(diǎn)缺點(diǎn)是不易加工，造價(jià)較高。是不易加工

40、，造價(jià)較高。制備方法：氧化鋁、硅膠、和鈦等陶瓷微粒制備方法：氧化鋁、硅膠、和鈦等陶瓷微粒燒燒結(jié)而成結(jié)而成。1、 無(wú)機(jī)材料無(wú)機(jī)材料燒結(jié)過(guò)程示意圖燒結(jié)過(guò)程示意圖加熱加熱孔孔將一定大小的顆粒進(jìn)行壓縮，然后在高溫下燒結(jié)。將一定大小的顆粒進(jìn)行壓縮，然后在高溫下燒結(jié)。 目前，實(shí)用的有機(jī)高分子膜材料有：目前，實(shí)用的有機(jī)高分子膜材料有：纖維素酯纖維素酯類、聚砜類、聚酰胺類及其他材料類、聚砜類、聚酰胺類及其他材料。 可用作可用作反滲透膜反滲透膜、微濾膜微濾膜和和超濾膜超濾膜。2、有機(jī)高分子材料、有機(jī)高分子材料 以日本為例，纖維素酯類膜占以日本為例，纖維素酯類膜占53，聚砜膜占，聚砜膜占33.3，聚酰胺膜占，聚酰

41、胺膜占11.7，其他材料的膜占，其他材料的膜占2。類類 別別膜材料膜材料舉舉 例例纖維素酯類纖維素酯類纖維素衍生物類纖維素衍生物類醋酸纖維素，硝酸纖維素，醋酸纖維素，硝酸纖維素，乙基纖維素等乙基纖維素等非纖維素酯類非纖維素酯類聚砜類聚砜類聚砜，聚醚砜，聚芳醚砜，聚砜，聚醚砜，聚芳醚砜，磺化聚砜等磺化聚砜等聚酰聚酰(亞亞)胺類胺類聚砜酰胺，芳香族聚酰胺，聚砜酰胺，芳香族聚酰胺，含氟聚酰亞胺等含氟聚酰亞胺等聚酯、烯烴類聚酯、烯烴類滌綸，聚碳酸酯，聚乙烯，滌綸，聚碳酸酯，聚乙烯，聚丙烯腈等聚丙烯腈等含氟含氟(硅硅)類類聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚二甲基硅氧烷等聚二甲基硅氧烷等其

42、他其他殼聚糖，聚電解質(zhì)等殼聚糖，聚電解質(zhì)等 纖維素是由幾千個(gè)椅式構(gòu)型的葡萄糖基通過(guò)纖維素是由幾千個(gè)椅式構(gòu)型的葡萄糖基通過(guò)1, 4甙鏈連接起來(lái)的天然線性高分子化合物，其結(jié)構(gòu)式為：甙鏈連接起來(lái)的天然線性高分子化合物，其結(jié)構(gòu)式為：OHOHOHHOH HOHHCH2OHHHOH HOHHOCH2OHOOHOHOHHOH HOHHCH2OHHHHOH HOHHOCH2OHHn_22（1）、纖維素酯類膜材料）、纖維素酯類膜材料 從結(jié)構(gòu)上看，每個(gè)葡萄糖單元上有三個(gè)羥基。在催化劑從結(jié)構(gòu)上看，每個(gè)葡萄糖單元上有三個(gè)羥基。在催化劑（如硫酸、高氯酸或氧化鋅）存在下，能與冰醋酸、醋酸酐（如硫酸、高氯酸或氧化鋅）存在下

43、，能與冰醋酸、醋酸酐進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到二醋酸纖維素或三醋酸纖維素。進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到二醋酸纖維素或三醋酸纖維素。醋酸纖維素是當(dāng)今最重要的膜材料之一醋酸纖維素是當(dāng)今最重要的膜材料之一。 聚砜結(jié)構(gòu)中的特征基團(tuán)為聚砜結(jié)構(gòu)中的特征基團(tuán)為 ，為了引入親水，為了引入親水基團(tuán)，常將粉狀聚砜懸浮于有機(jī)溶劑中，用氯磺酸進(jìn)基團(tuán)，常將粉狀聚砜懸浮于有機(jī)溶劑中，用氯磺酸進(jìn)行磺化。行磺化。SOO （2）聚砜類）聚砜類OCCH3CH3OS OOn 聚砜類樹(shù)脂具有良好的化學(xué)、熱學(xué)和水解穩(wěn)定性，強(qiáng)度聚砜類樹(shù)脂具有良好的化學(xué)、熱學(xué)和水解穩(wěn)定性，強(qiáng)度也很高也很高，pH值適應(yīng)范圍為值適應(yīng)范圍為113，最高使用溫度達(dá)，最高使用溫度達(dá)

44、120，抗抗氧化性和抗氯性都十分優(yōu)良。因此已成為重要的膜材料之一。氧化性和抗氯性都十分優(yōu)良。因此已成為重要的膜材料之一。 早期使用的聚酰胺是早期使用的聚酰胺是脂肪族聚酰胺脂肪族聚酰胺，如尼龍，如尼龍4、尼、尼龍龍66等制成的中空纖維膜。等制成的中空纖維膜。 以后發(fā)展了以后發(fā)展了芳香族聚酰胺芳香族聚酰胺，用它們制成的分離膜，用它們制成的分離膜，pH適用范圍為適用范圍為311，分離率可達(dá)，分離率可達(dá)99.5（對(duì)鹽水），透（對(duì)鹽水），透水速率為水速率為0.6 ml/cm2h。長(zhǎng)期使用穩(wěn)定性好。長(zhǎng)期使用穩(wěn)定性好。 （3）聚酰胺類）聚酰胺類H2NnCONHNH2Cl+nCOCClNHCONHNHCCnD

45、MACOOO1. 分離膜制備工藝類型分離膜制備工藝類型 膜的制備工藝對(duì)分離膜的性能十分重要。同樣膜的制備工藝對(duì)分離膜的性能十分重要。同樣的材料，由于不同的制作工藝和控制條件，其性能的材料，由于不同的制作工藝和控制條件，其性能差別很大。合理的、先進(jìn)的制膜工藝是制造優(yōu)良性差別很大。合理的、先進(jìn)的制膜工藝是制造優(yōu)良性能分離膜的重要保證。能分離膜的重要保證。 目前，國(guó)內(nèi)外的制膜方法很多，其中最實(shí)用的目前，國(guó)內(nèi)外的制膜方法很多，其中最實(shí)用的是是相轉(zhuǎn)化法相轉(zhuǎn)化法（流涎法和紡絲法）和（流涎法和紡絲法）和復(fù)合膜化法復(fù)合膜化法。（二）膜的制備（二）膜的制備 相轉(zhuǎn)化是指將均質(zhì)的制膜液通過(guò)溶劑的揮發(fā)或相轉(zhuǎn)化是指將均

46、質(zhì)的制膜液通過(guò)溶劑的揮發(fā)或向溶液加入非溶劑或加熱制膜液，使液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔蛉芤杭尤敕侨軇┗蚣訜嶂颇ひ?，使液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔嗟倪^(guò)程。相轉(zhuǎn)化制膜工藝中最重要的方法是相的過(guò)程。相轉(zhuǎn)化制膜工藝中最重要的方法是LSLS型制膜法型制膜法。它是由加拿大人勞勃（。它是由加拿大人勞勃（S. LeobS. Leob）和索）和索里拉金（里拉金（S. SourirajanS. Sourirajan）發(fā)明的，并首先用于制）發(fā)明的，并首先用于制造醋酸纖維素膜。造醋酸纖維素膜。 將制膜材料用溶劑形成均相制膜液，在模具中將制膜材料用溶劑形成均相制膜液，在模具中流涎成薄層，然后控制溫度和濕度，使溶液緩緩蒸流涎成薄層，然后控制溫度和濕

47、度，使溶液緩緩蒸發(fā)，經(jīng)過(guò)相轉(zhuǎn)化就形成了由液相轉(zhuǎn)化為固相的膜。發(fā)，經(jīng)過(guò)相轉(zhuǎn)化就形成了由液相轉(zhuǎn)化為固相的膜。2. 相轉(zhuǎn)化制膜工藝相轉(zhuǎn)化制膜工藝聚合物聚合物溶劑溶劑添加劑添加劑均質(zhì)制膜液均質(zhì)制膜液流涎法制成平板型、圓管型；紡絲法制成中空纖維流涎法制成平板型、圓管型；紡絲法制成中空纖維蒸出部分溶劑蒸出部分溶劑凝固液浸漬凝固液浸漬水洗水洗后處理后處理LSLS法制備法制備分離膜工藝流程框圖分離膜工藝流程框圖 由由LS法制的膜，起分離作用的僅是接觸空氣法制的膜，起分離作用的僅是接觸空氣的極薄一層，稱為表面致密層。它的厚度約的極薄一層，稱為表面致密層。它的厚度約0.251m。而用。而用LS法法制備表面層小于制備表面層小于0.1m的膜極為困難。為此，發(fā)展的膜極為困難。為此，發(fā)展了了復(fù)合制膜工藝復(fù)合制膜工藝。3. 復(fù)合制膜工藝復(fù)合制膜工藝多孔支持膜多孔支持膜涂覆涂覆交聯(lián)交聯(lián)加熱加熱形成超薄膜形成超薄膜復(fù)合膜復(fù)合膜形成超薄膜的溶液形成超薄膜的溶液交聯(lián)劑交聯(lián)劑復(fù)合制膜工藝流程框圖復(fù)合制膜工藝流程框圖五、膜分離設(shè)備五、膜分離設(shè)備板框式膜過(guò)濾器板框式膜過(guò)濾器螺旋盤(pán)繞式過(guò)濾器螺旋盤(pán)繞式過(guò)濾器管式膜過(guò)濾器管式膜過(guò)濾器中空纖維式膜過(guò)濾器中空纖維式膜