9.3膜分离 9.3.1概述 一、膜分离过程 膜分离(Membrane Separation)是以选择性透过膜为分离介质，在膜两侧一定推动力 的作用下，使原料中的某组分选择性地透过膜，从而使混合物得以分离，以达到提纯、浓缩 等目的的分离过程。 膜分离所用的膜可以是周相、液相，也可以是气相，而大规模工业应用中多数为固体膜 本节主要介绍固体膜的分离过程。 物质选择透过膜的能力可分为两类： ·借助外界能量，物质发生由低位到高位的流动： ·借助本身的化学位差，物质发生由高位到低位的流动。 操作的推动力可以是膜两侧的压力差、浓度差、电位差、温度差等。依据推动力不同， 膜分离又分为多种过程，表1列出了几种主要膜分离过程的基本特性，图1给出了各种膜过 程的分离范围： 反渗透、纳滤、超滤、微滤均为压力推动的膜过程，即在压力的作用下，溶剂及小分子 通过膜，而盐、大分子、微粒等被截留，其截留程度取决于膜结构。 ·反渗透膜几乎无孔，可以截留大多数溶质（包括离子）而使溶剂通过，操作压 力较高，一般为210MPa: ·纳滤膜孔径为2~5nm,能截留部分离子及有机物，操作压力为0.7~3MPa: ·超滤膜孔径为2~20m,能截留小胶体粒子、大分子物质，操作压力为Q.1~1 MPa: ·微滤膜孔径为0.05~10μm,能截留胶体颗粒、微生物及悬浮粒子，操作压力为 0.05~0.5MPa。 电渗析采用带电的离子交换膜，在电场作用下膜能允许阴、阳离子通过，可用于溶液 去除离子，。气体分离是依据混合气体中各组分在膜中渗透性的差异而实现的膜分离过程。渗 透汽化是在膜两侧浓度差的作用下，原料液中的易渗透组分通过膜并汽化，从而使原液体混 合物得以分离的膜过程。 传统的分离单元操作如蒸馏、萃取、吸收等，也可以通过膜来实现，即为膜蒸馏、膜 萃取、膜吸收与气提等，实现这些膜过程的设各统称为膜接触器，包括液液接触器、液气1 9.3 膜分离 9.3.1 概述 一、膜分离过程 膜分离（Membrane Separation）是以选择性透过膜为分离介质，在膜两侧一定推动力 的作用下，使原料中的某组分选择性地透过膜，从而使混合物得以分离，以达到提纯、浓缩 等目的的分离过程。 膜分离所用的膜可以是固相、液相，也可以是气相，而大规模工业应用中多数为固体膜， 本节主要介绍固体膜的分离过程。 物质选择透过膜的能力可分为两类： ⬧ 借助外界能量，物质发生由低位到高位的流动； ⬧ 借助本身的化学位差，物质发生由高位到低位的流动。 操作的推动力可以是膜两侧的压力差、浓度差、电位差、温度差等。依据推动力不同， 膜分离又分为多种过程，表 1 列出了几种主要膜分离过程的基本特性，图 1 给出了各种膜过 程的分离范围。 反渗透、纳滤、超滤、微滤均为压力推动的膜过程，即在压力的作用下，溶剂及小分子 通过膜，而盐、大分子、微粒等被截留，其截留程度取决于膜结构。 ⬧ 反渗透膜几乎无孔，可以截留大多数溶质（包括离子）而使溶剂通过，操作压 力较高，一般为 2～10MPa； ⬧ 纳滤膜孔径为 2～5nm，能截留部分离子及有机物，操作压力为 0.7～3 MPa； ⬧ 超滤膜孔径为 2～20nm，能截留小胶体粒子、大分子物质，操作压力为 0.1～1 MPa； ⬧ 微滤膜孔径为 0.05～10μm，能截留胶体颗粒、微生物及悬浮粒子，操作压力为 0.05～0.5 MPa。 电渗析采用带电的离子交换膜，在电场作用下膜能允许阴、阳离子通过，可用于溶液 去除离子。气体分离是依据混合气体中各组分在膜中渗透性的差异而实现的膜分离过程。渗 透汽化是在膜两侧浓度差的作用下，原料液中的易渗透组分通过膜并汽化，从而使原液体混 合物得以分离的膜过程。 传统的分离单元操作如蒸馏、萃取、吸收等，也可以通过膜来实现，即为膜蒸馏、膜 萃取、膜吸收与气提等，实现这些膜过程的设备统称为膜接触器，包括液-液接触器、液-气