膜分离第一部分课件

主讲人：梁桂兆主讲人：梁桂兆 Tel:膜分离技术优点 处理效率高，设备易于放大；处理效率高，设备易于放大； 可在室温或低温下操作，适宜于热敏感物质分离可在室温或低温下操作，适宜于热敏感物质分离浓缩；浓缩； 化学与机械强度最小，减少失活；化学与机械强度最小，减少失活； 无相转变，省能；无相转变，省能； 有相当好选择性，可在分离、浓缩的同时达到部有相当好选择性，可在分离、浓缩的同时达到部分纯化目的；分纯化目的； 选择合适膜与操作参数，可得到较高回收率；选择合适膜与操作参数，可得到较高回收率； 系统可密闭循环，防止外来污染；系统可密闭循环，防止外来污染； 不外加化学物，透过液（酸、碱或盐溶液）可循不外加化学物，透过液（酸、碱或盐溶液）可循环使用，降低了成本，并减少对环境的污染。环使用，降低了成本，并减少对环境的污染。膜分离技术的重要性评论 美国官方文件曾说美国官方文件曾说18世纪电器改变了整个工业进程，而世纪电器改变了整个工业进程，而20世纪世纪膜技术将改变整个面貌膜技术将改变整个面貌”，又说，又说“目前没有一种技术，能像膜技目前没有一种技术，能像膜技术这么广泛地被应用术这么广泛地被应用”。 国外有关专家夸大地把膜技术的发展称为国外有关专家夸大地把膜技术的发展称为“第三次工业革命第三次工业革命” 日本则把膜技术作为日本则把膜技术作为21世纪的基盘技术进行研究和开发。世纪的基盘技术进行研究和开发。 在在1987年日本东京国际膜与膜过程会议上，明确指出年日本东京国际膜与膜过程会议上，明确指出“在在21世世纪多数工业中，膜过程扮演着战略的角色纪多数工业中，膜过程扮演着战略的角色”。 世界著名的化工与膜专家，美国国家工程院院士，北美膜学会世界著名的化工与膜专家，美国国家工程院院士，北美膜学会会长黎念之博士在会长黎念之博士在 1994年应邀访问我国化工部及所属大学时说：年应邀访问我国化工部及所属大学时说：“要想发展化工就必须发展膜技术要想发展化工就必须发展膜技术”。 他也非常赞同国际上流行的说法他也非常赞同国际上流行的说法“谁掌握了膜技术，谁就掌握了谁掌握了膜技术，谁就掌握了化工的未来化工的未来”。4.2 各种膜分离法及其原理各种膜分离法及其原理各种分离法及适用范围水 分 子离 子大 分 子颗 粒 与 胶 体水 分 子离 子大 分 子颗 粒 与 胶体水分子离子大分子颗粒与胶体阴阴极极阳阳极极 料料 液液阳阳离离子子交交换换膜膜阴阴离离子子交交换换膜膜淡淡水水盐盐水水盐盐水水电渗析是利用分子的电渗析是利用分子的荷电性质荷电性质和分子和分子大小大小的差别进行分的差别进行分离的膜分离法，可用于小分子电解质（例如氨基酸、有离的膜分离法，可用于小分子电解质（例如氨基酸、有机酸）的分离和溶液的脱盐。电渗析操作所用的膜材料机酸）的分离和溶液的脱盐。电渗析操作所用的膜材料为离子交换膜，即在膜表面的孔内共价键合有离子交换为离子交换膜，即在膜表面的孔内共价键合有离子交换基团基团. 水分子水分子大分子大分子小分子小分子透析膜透析膜- RO membrane NF membrane UF membrane MF membrane微滤超滤纳滤反渗透悬浮颗粒大分子有机物糖类等小分子有机物，二价盐或多价盐单价盐水各种膜分离范围各种膜分离范围几种主要膜分离技术特征几种主要膜分离技术特征 膜的种类膜的种类根据膜的材质固体膜液体膜根据材料来源天然膜合成膜无机材料膜有机高分子膜根据膜的结构多孔膜致密膜离子交换膜渗析膜微孔过滤膜超过滤膜反渗透膜渗透汽化膜气体渗透膜根据膜的功能 固体膜固体膜根据膜断面的物理形态根据固体膜的形态对称膜不对称膜复合膜平板膜管式膜中空纤维膜核径蚀刻膜膜材料种类膜材料种类高分子分高分子分离膜材料离膜材料纤维素衍生物类纤维素衍生物类聚砜类聚砜类聚酰胺类聚酰胺类聚酰亚胺类聚酰亚胺类聚酯类聚酯类聚烯烃类聚烯烃类乙烯类聚合物乙烯类聚合物含硅聚合物含硅聚合物含氟聚合物含氟聚合物甲壳素类甲壳素类无机膜无机膜致密膜致密膜多孔膜多孔膜致密的金属膜致密的金属膜致密的固体电解质膜致密的固体电解质膜致密的致密的”液体充实固体化液体充实固体化“动态原位形成的致密膜动态原位形成的致密膜Pd膜及膜及Pd合金膜合金膜Ag膜及膜及Ag合金膜合金膜氧化锆膜氧化锆膜复合固体氧化膜复合固体氧化膜多孔负载膜多孔负载膜多孔金属膜，多孔不锈钢膜多孔金属膜，多孔不锈钢膜多孔多孔Ni膜，多孔膜，多孔Ag膜，多孔膜，多孔Pd膜，多孔膜，多孔Ti膜膜多孔陶瓷膜，包括多孔陶瓷膜，包括Al2O3膜，膜，SiO2膜，膜，ZrO2膜，膜，TiO2膜膜（多孔玻璃膜分子筛膜，包括碳分子筛）（多孔玻璃膜分子筛膜，包括碳分子筛）具体分类具体分类对称膜和不对称膜示意图对称膜和不对称膜示意图不对称膜的过滤作用不对称膜的过滤作用管式组件管式组件1平板式构造平板式构造螺旋式式超滤筒的构造螺旋式式超滤筒的构造轴流型中空纤维膜组件轴流型中空纤维膜组件大型苦咸水脱盐系统流程大型苦咸水脱盐系统流程1390t/d