1. 何謂反滲透膜分離過程,其特點有哪些
反滲透又稱逆滲透,一種以壓力差為推動力,從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。因為它和回自然滲透的方向相反答,故稱反滲透。根據各種物料的不同滲透壓,就可以使用大於滲透壓的反滲透壓力,即反滲透法,達到分離、提取、純化和濃縮的目的。
比較常用的是溶解擴散原理,使用和設計主要是看水質、系統載荷、軟體使用、清洗。
2. 同問膜分離技術有哪些優點及不足
利用固體薄膜對混合物組分的選擇性透過的性能使混合物分離的過程。特點:能耗低,方便等專。
(1)反滲屬透
反滲透是利用反滲透膜選擇性即只能透過溶劑(通常是水)的性質,對溶液施加壓力,克服溶劑的滲透壓,使溶劑通過反滲透膜而從溶液中分離出來的過程。可用於從水溶液中將水分離出來,海水和苦鹹水的淡化是反滲透最主要的應用,目前技術比較成熟,應用十分廣泛。
(2)超濾
應用孔徑為10Å到200Å
(或更大)的超濾膜來過濾含有大分子或微細粒子的溶液,使大分子或微細粒子從溶液中分離出來的過程叫超濾。與反滲透類似,超濾的推動力也是壓差,在溶液側加壓,使溶劑透過膜。與反滲透不同,在超濾過程中,小分子溶質與溶劑一起通過超濾膜。超濾用於從水溶液中分離高分子化合物和微細粒子,採用具有適當孔徑的超濾膜,可以用超濾進行不同分子量和形狀的大分子物質的分離。目前超濾的應用,特別是用於生物與生化產物分離的研究十分活躍。(3)微濾
微濾與超濾的原理相同,它是利用孔徑大於0.02µ直到10µ的多孔膜來過濾含有微粒的溶液,將微粒從溶液中除去。
海水淡化;混合氣體中分離H2等。
3. 膜分離技術有哪些優點及不足
膜分離技術的優點:
1、在常溫下進行:有效成分損失極少,特別適用於熱敏性物質,如抗生素等醫葯、果汁、酶、蛋白的分離與濃縮;
2、無相態變化:保持原有的風味,能耗極低,其費用約為蒸發濃縮或冷凍濃縮的1/3-1/8;
3、無化學變化:典型的物理分離過程,不用化學試劑和添加劑,產品不受污染;
4、選擇性好:可在分子級內進行物質分離,具有普遍濾材無法取代的卓越性能;
5、適應性強:處理規模可大可小,可以連續也可以間隙進行,工藝簡單,操作方便,易於自動化;
6、能耗低:只需電能驅動,能耗極低,其費用約為蒸發濃縮或冷凍濃縮的1/3-1/8。
缺點:
1、膜技術雖然濃縮成本低,但不能將產品濃縮成干物質;
2、膜技術雖然具有選擇過濾性,但是同分異構體就無法實現分離。
膜分離技術,是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時,實現選擇性分離的技術。由於兼有分離、濃縮、純化和精製的功能,又有高效、節能、環保、分子級過濾及過濾過程簡單、易於控制等特徵,因此,已廣泛應用於食品、醫葯、生物、環保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領域,產生了巨大的經濟效益和社會效益,已成為當今分離科學中最重要的手段之一。
應用領域:
1、微濾
具體涉及領域主要有:醫葯工業、食品工業(明膠、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等)、高純水、城市污水、工業廢水、飲用水、生物技術、生物發酵等。
2、超濾
早期的工業超濾應用於廢水和污水處理。三十多年來,隨著超濾技術的發展,如今超濾技術已經涉及食品加工、飲料工業、醫葯工業、生物制劑、中葯制劑、臨床醫學、印染廢水、食品工業廢水處理、資源回收、環境工程等眾多領域。
3、納濾
納濾的主要應用領域涉及:食品工業、植物深加工、飲料工業、農產品深加工、生物醫葯、生物發酵、精細化工、環保工業等。
4、反滲透
由於反滲透分離技術的先進、高效和節能的特點,在國民經濟各個部門都得到了廣泛的應用,主要應用於水處理和熱敏感性物質的濃縮,主要應用領域包括以下:食品工業、牛奶工業、飲料工業、植物(農產品)深加工、生物醫葯、生物發酵、制備飲用水、純水、超純水、海水、苦鹹水淡化、電力、電子、半導體工業用水、醫葯行業工藝用水、制劑用水、注射用水、無菌無熱源純水、食品飲料工業、化工及其它工業的工藝用水、鍋爐用水、洗滌用水及冷卻用水。
5、其他
除了以上四種常用的膜分離過程,另外還有滲析、控制釋放、膜感測器、膜法氣體分離、液膜分離法等。
4. 反滲透膜分離技術具有哪些特點
1. 在常抄溫不發生相變化的條件下,可以對溶質和水進行分離,適用於對熱敏感物質的分離、濃縮,並且與有相變化的分離方法相比,能耗低
2. 雜質去除范圍廣,不僅可以去除溶解的無機鹽類,而且還可以去除各類有機物雜質
3. 脫鹽率高
4. 由於只是利用壓力作為膜分離的推動力,因此分離裝置簡單,易操作、控制和維護
5. 反滲透膜對進水水質有一定的要求,如:濁度、污染密度指數和余氯等。在深圳恆通源看到的
5. 離子交換膜法電解工藝有哪些特點
離子交換膜具有選擇透過性。它只讓Na + 帶著少量水分子透過,其它回離子難以透過。電解答時從電解槽的下部往陽極室注入經過嚴格精製的
NaCl溶液,往陰極室注入水。在陽極室中Cl - 放電,生成 C1 2 ,從電解槽頂部放出,同時 Na + 帶著少量水分子透過陽離子交換膜流向陰極室。在陰極室中
H + 放電,生成 H 2 ,也從電解槽頂部放出。但是剩餘的 OH - 由於受陽離子交換膜的阻隔,不能移向陽極室,這樣就在陰極室里逐漸富集,形成了
NaOH溶液。隨著電解的進行,不斷往陽極室里注入精製食鹽水,以補充NaCl的消耗;不斷往陰極室里注入水,以補充水的消耗和調節產品NaOH的濃度。所得的鹼液從陰極室上部導出。因為陽離子交換膜能阻止Cl
- 通過,所以陰極室生成的
NaOH溶液中含NaCl雜質很少。用這種方法製得的產品比用隔膜法電解生產的產品濃度大,純度高,而且能耗也低,所以它是目前最先進的生產氯鹼的工藝。
6. 離子交換膜的原理是什麼
離子交換膜又稱離子選擇透過性膜。
按其功能和結構的不同,可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜、兩性交換膜、鑲嵌離子交換膜、聚電解質復合膜5種。離子交換膜的構造和離子交換樹脂相同,但為膜的形式。
離子交換膜可製成均相膜和非均相膜兩類。採用高分子的加工成型方法製造。①均相膜。先用高分子材料如丁苯橡膠、纖維素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等製成膜,然後引入單體如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等,在膜內聚合成高分子,再通過化學反應引入所需功能基。也可通過甲醛、苯酚等單體聚合製得。②非均相膜。用粒度為200~400目的離子交換樹脂和普通成膜性高分子材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯等充分混合後加工成膜製得。為免失水乾燥而變脆破裂,須保存在水中。
離子交換膜主要應用於海水淡化,甘油、聚乙二醇的除鹽,放射性元素、同位素及氨基酸的分離,有機物及無機物純化,放射性廢液處理,燃料電池隔膜及選擇性電極等。
7. 離子交換膜的特點是什麼
1)離子交換膜是一種含離子基團的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。2)離子交換膜按功能及結構的不同,可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜、兩性交換膜、鑲嵌離子交換膜、聚電解質復合物膜五種類型。3)離子交換膜的膜電阻和選擇透過性是膜的電化學性能的重要指標。陽離子在陽膜中透過性次序為: Li+>Na+>NH4+>K+>Rb+>Cs+>Ag+> Tl+>Mg2+>Zn2+>Co2+>Cd2+> Ni2+>Ca2+>Sr2+>Pb2+>Ba2+ 陰離子在陰膜中透過性次序為: F->CH3COO->HCOO->Cl->SCN->Br-> CrO4->NO3->I->(COO)2-(草酸根)>SO42-4)離子交換膜可裝配成電滲析器而用於苦鹹水的淡化和鹽溶液的濃縮。
8. 透析,微濾,超濾,納濾,反滲透,電滲析,滲透氣化等膜分離技術各自的特點
1.透析(dialysis)是通過小分來子經過半源透膜擴散到水(或緩沖液)的原理;
2.微濾適用於細胞、細菌和微粒子的分離,在生物分離中,廣泛用於菌體的分離和濃縮,目標物質的大小范圍為0.01-10 μm,一般用於預處理;
3.超濾技術的優點是沒有相的轉變,無需添加任何強烈的化學物質,可以在低溫下操作,過濾速度較快,便於無菌處理等,一般用於預處理;
4.納濾 特點是能截留小分子的有機物並可同時透析出鹽,集濃縮與透析於一體;
操作壓力低,因為無機鹽能通過納米濾膜而透析,使得納米過濾的滲透壓遠比反滲透為低,所以納米過濾所需的外加壓力比反滲透低得多;
5.反滲透法具有設備構型緊湊,佔地面積小、單位體積產水量及能量消耗少等優點;
6.電滲析的特點時可以同時對電解質水溶液起淡化、濃縮、分離、提純作用、可以用於蔗糖等非電解質的提純,以除去其中的電解質、在原理上,電滲析器是一個帶有隔膜的電解池,可以利用電極上的氧化還原效率高;
7.滲透氣化對共沸物系和近沸物系等難分物系的分離, 顯示特有的優越性。
9. 離子膜有哪些類,各有什麼特點
管式膜主要應用於管式膜組件
管式膜組件結構簡單、適應性強、壓力損失專小、屬透過量大,清洗、安裝方便、可耐高壓,適宜處理高粘度及稠厚液體。但比表面積小,適於微濾和超濾。
中空纖維膜
外形像纖維狀,具有自主支撐作用的膜。它是非對稱膜的一種,其緻密層可位於纖維的外表面,如反滲透膜,也可位於纖維的內表面(如微濾膜和超濾膜)。對氣體分離膜來說,緻密層位於內表面或外表面均可。
擴散性膜
擴散性膜亦稱「分離膜」。一種具有微細多孔結構的金屬膜片。微孔可限制普通氣流,而容許擴散流通過,因此可以利用質量差異來進行同位素分離。它的研製是氣體擴散廠的主要技術關鍵。
離子交換膜
•
離子交換膜主要用於荷電物質(通常指電解質)的分離。基本原理是利用陰、陽離子交換膜的選擇透過性來分離或濃縮溶液中的電解質。
選擇性膜
選擇性透過膜是具有活性的生物膜,它對物質的通過既具有半透膜的物理性質,還具有主動的選擇性,如細胞膜。因此,具有選擇透過性的膜必然具有半透性,而具有半透性的膜不一定具有選擇性透過,活性的生物膜才具有選擇透過性
反滲透膜
納濾膜
超濾膜
微濾膜
10. 什麼是膜分離技術,類型及應用特點
膜分離技術的特點膜分離過程是一個高效、環保的分離過程,是多學科交叉的高新技術,在物理、化學和生物性質上呈現出各種各樣的特性,具有較多的優勢
。膜是具有選擇性分離功能的材料,利用膜的選擇性分離實現料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過程稱作膜分離。它與傳統過濾的不同在於,膜可以在分子范圍內進行分離,並且這過程是一種物理過程,不需發生相的變化和添加助劑。
膜的孔徑一般為微米級,依據其孔徑的不同(或稱為截留分子量),可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜,根據材料的不同,可分為無機膜和有機膜,無機膜主要是陶瓷膜和金屬膜,其過濾精度較低,選擇性較小。有機膜是由高分子材料做成的,如醋酸纖維素、芳香族聚醯胺、聚醚碸、聚氟聚合物等等。
微濾(MF)又稱微孔過濾,它屬於精密過濾,其基本原理是篩孔分離過程。微濾膜的材質分為有機和無機兩大類,有機聚合物有醋酸纖維素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚碸、聚醯胺等。無機膜材料有陶瓷和金屬等。鑒於微孔濾膜的分離特徵,微孔濾膜的應用范圍主要是從氣相和液相中截留微粒、細菌以及其他污染物,以達到凈化、分離、濃縮的目的。
對於微濾而言,膜的截留特性是以膜的孔徑來表徵,通常孔徑范圍在0.1~1微米,故微濾膜能對大直徑的菌體、懸浮固體等進行分離。可作為一般料液的澄清、保安過濾、空氣除菌。
超濾(UF)
是介於微濾和納濾之間的一種膜過程,膜孔徑在0.05um至1nm之間。超濾是一種能夠將溶液進行凈化、分離、濃縮的膜分離技術,超濾過程通常可以理解成與膜孔徑大小相關的篩分過程。以膜兩側的壓力差為驅動力,以超濾膜為過濾介質,在一定的壓力下,當水流過膜表面時,只允許水及比膜孔徑小的小分子物質通過,達到溶液的凈化、分離、濃縮的目的。
對於超濾而言,膜的截留特性是以對標准有機物的截留分子量來表徵,通常截留分子量范圍在1000~300000,故超濾膜能對大分子有機物(如蛋白質、細菌)、膠體、懸浮固體等進行分離,廣泛應用於料液的澄清、大分子有機物的分離純化、除熱源。
納濾(NF)
是介於超濾與反滲透之間的一種膜分離技術,
其截留分子量在80~1000的范圍內,孔徑為幾納米,因此稱納濾。基於納濾分離技術的優越特性,其在制葯、生物化工、
食品工業等諸多領域顯示出廣闊的應用前景。
對於納濾而言,膜的截留特性是以對標准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率來表徵,通常截留率范圍在60~90%,相應截留分子量范圍在100~1000,故納濾膜能對小分子有機物等與水、無機鹽進行分離,實現脫鹽與濃縮的同時進行。
反滲透(RO)
是利用反滲透膜只能透過溶劑(通常是水)而截留離子物質或小分子物質的選擇透過性,以膜兩側靜壓為推動力,而實現的對液體混合物分離的膜過程。反滲透是膜分離技術的一個重要組成部分,因具有產水水質高、運行成本低、無污染、操作方便運行可靠等諸多優點
,而成為海水和苦鹹水淡化,以及純水制備的最節能、最簡便的技術.已廣泛應用於醫葯、電子、化工、食品、海水淡化等諸多行業。反滲透技術已成為現代工業中首選的水處理技術。
反滲透的截留對象是所有的離子,僅讓水透過膜,對NaCl的截留率在98%以上,出水為無離子水。反滲透法能夠去除可溶性的金屬鹽、有機物、細菌、膠體粒子、發熱物質,也即能截留所有的離子,在生產純凈水、軟化水、無離子水、產品濃縮、廢水處理方面反滲透膜已經應用廣泛,如垃圾滲濾液的處理。