分离膜是一种特殊的、具有选择性透过功能的薄层物质,它能使流体内的一种或几种物质透过,而其他物质不透过,从而起到浓缩和分离纯化的作用。
膜的厚度在0.5mm以下,否则,就不能称之为膜。
分离膜技术可在维持原生物体系环境的条件下实现分离,并可高效地浓缩、富集产物,有效地去除杂质,同时操作方便,结构紧凑、能耗低,过程简化,无二次污染,且不需添加化学物品,已广泛应用于生物医药、食品饮料、化工和石油化工、环保水处理、气体净化、水质净化等工业的生产过程。
以选择性膜为分离介质,通过在膜的两边施加一个推动力(如浓度差、压力差或电位差等)时,使原料侧组分选择性地透过膜,以达到分离提纯的目的。通常膜原料侧称为膜上游,透过侧称为侧下游。
分类依据 | 类别 |
分离粒子或分子大小 | 微滤(Micro Filtration)、超滤(Ultra Filtration)、纳滤(Nano Filtration)、反渗透(Reverse Osmosis) |
推动力或传送机制 | a)以浓度差为推动力:透析技术(Dialysis, DS) b)以电位差为推动力:电渗析、离子交换电透析 c)以静压力差为推动力:微滤(Micro Filtration)、超滤(Ultra Filtration)、反渗透(Reverse Osmosis) d)以蒸汽压差为推动力:膜蒸馏、渗透蒸馏 |
分离应用领域过程 | 微滤(micro-filtration, MF) 超滤(ultra-filtration, UF) 反渗透(reverse osmosis, RO) 透析(Dialysis, DS) 电透析(electro-dialysis, ED) 纳米膜分离(NF) 亲和过滤(affinity filtration, AF) 渗透气化(pervaporation, PV |
膜的材料 | a)有机高分子材料:纤维素酯类、聚砜类、聚酰胺类及其他材料 b)无机材料:氧化铝、氧化钛、氧化锆、碳化硅、金属等 |
膜的(组件)形态 | 管式、中空纤维式、平板式、卷式 |
膜的结构 | 对称膜(Symmetric Membrane) 非对称膜(Asymmetric Membrane) 复合膜(Composite Membrane) |
(一)优点
1.能耗低。膜分离不涉及相变,对能量要求低,与蒸馏、结晶和蒸发相比有较大的差异;
2.分离条件温和,对于热敏感物质的分离很重要;
3.操作方便,结构紧凑、维修成本低、易于自动化。
(二)缺点
1.膜面易发生污染,致使膜分离性能降低,故需采用与工艺相适应的膜面清洗方法;
2.稳定性、耐药性、耐热性、耐溶剂能力有限,故使用范围有限;
3.单独的膜分离技术功能有限,需与其他分离技术连用。
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