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浅谈膜技术的分类及应用范围

2023-03-31 11:20 浏览

 
一、 MBR膜分离技术
   膜分离是在20世纪初出现,20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征,因此,目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域,产生了巨大的经济效益和社会效益,已成为当今分离科学中最重要的手段之一。
    膜可以是固相、液相、甚至是气相的。用各种天然或人工材料制造出来的膜品种繁多,在物理、化学、生物性质上呈现出各种各样的特性。
    大多数人会认为,膜离我们的生活非常遥远。其实不然,膜分离技术非常贴近我们的日常生活。如水、果汁、牛奶、保健品、中药、茶食品、饮料、调味品等我们随时可能接触到的,都会用到膜分离技术。
    随着国民经济的迅速发展,膜分离技术的应用领域不但会越来越广泛,而且其会被越来越多的人认识和接受。据初步统计,2001年全世界膜和膜组件的销售额已接近80亿美圆,成套设备和膜工程的市场则已达到数百亿美圆,而且每年还在以10%~20%的幅度递增,显示出这一新兴产业的广阔前景。

 

二、膜分离技术特点
    膜分离过程是一个高效、环保的分离过程,它是多学科交*的高新技术,它在物理、化学和生物性质上可呈现出各种各样的特性,具有较多的优势。
与传统的分离技术如蒸馏、吸附、吸收、萃取、深冷分离等相比,膜分离技术具有以下特点。
※ 高效的分离过程
※ 低能耗
※ 接近室温的工作温度
※ 品质稳定性好
※ 连续化操作
※ 灵活性强
※ 纯物理过程
※ 环保
※ ……

三、膜分离过程的基本特性
    膜分离技术以其节能效果显著、设备简单、操作方便、容易控制而受到广大用户的普遍欢迎。选择适当的膜分离过程,可替代鼓式真空过滤、板框压滤、离子交换、离心分离、溶媒抽提、静电除尘、袋式过滤、吸附/再生、絮凝/共聚、倾析/沉淀、蒸发、结晶等多种传统的分离与过滤方法。

四、常用的膜分离过程

 (一)微滤
    鉴于微孔滤膜的分离特征,微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物,以达到净化、分离、浓缩的目的。
具体涉及领域主要有:医药工业、食品工业(明胶、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等)、高纯水、城市污水、工业废水、饮用水、生物技术、生物发酵等。

(二)超滤
    早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来,随着超滤技术的发展,如今超滤技术已经涉及食品加工、饮料工业、医药工业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等众多领域。

(三)纳滤              
    纳滤的主要应用领域涉及:食品工业、植物深加工、饮料工业、农产品深加工、生物医药、生物发酵、精细化工、环保工业……

(四)反渗透
    由于反渗透分离技术的先进、高效和节能的特点,在国民经济各个部门都得到了广泛的应用,主要应用于水处理和热敏感性物质的浓缩,主要应用领域包括以下:食品工业、牛奶工业、饮料工业、植物(农产品)深加工、生物医药、生物发酵、制备饮用水、纯水、超纯水、海水、苦咸水淡化、电力、电子、半导体工业用水、医药行业工艺用水、制剂用水、注射用水、无菌无热源纯水、食品饮料工业、化工及其它工业的工艺用水、锅炉用水、洗涤用水及冷却用水

(五)其他常用膜分离过程
    除了以上四种常用的膜分离过程,另外还有渗析、控制释放、膜传感器、膜法气体分离等。

五、无机膜专栏(一)无机膜概述及其特点
    无机膜的发展始于20世纪40年代,至今发展已经历三个阶段。由于无机膜的优异性能和无机材料科学的发展,无机膜的应用领域日益扩大,将无机膜与催化反应过程结合而构成的膜催化反应过程被认为是催化学科的未来三大发展方向之一。因此无机膜的应用成为当前膜技术领域的一个研究开发热点。
    我国的无机膜研究始于20世纪80年代末,通过国家自然科学基金及各部委的支持,我国已能在实验室制备出无机微滤膜、超滤膜以及金属钯膜。
    进入九十年代,国家科技部对无机陶瓷微滤膜的工业化技术组织了科技攻关,推进了陶瓷微滤膜的工业化进程。
    2002年第七届国际无机膜大会在中国召开,标志着我国无机膜的研究与工业化应用已经进到国际领先水平。
    无机膜是由无机材料加工而成,是一种固态膜,以无机材料科学为基础的无机膜具有聚合物分离膜所无法比拟的优点:

※ 孔径分布窄、分离效率高,过滤效果稳定。
※ 化学稳定性好,耐酸、碱、有机溶剂。
※ 耐高温,可用蒸气反冲再生和高温消毒灭菌。
※ 抗微生物污染能力强,适宜在生物医药领域应用。
※ 机械强度大,可高压反冲洗,再生能力强。
※ 无溶出物产生,不会产生二次污染,不会对分离物料产生负面影响。
※ 分离过程简单,能耗低,操作运转简便。
※ 膜使用寿命长。
 















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