膜分离技术研究展+文献名称.doc

膜分离技术研究进展膜分离技术在近20年发展迅速，其应用已从早期的脱盐发展到化工、轻工、石油、冶金、电子、纺织、食品、医药等工业废水、废气的处理，原材料产品的回收与分离和生产高纯水等，是适应当代新产业发展的重要高新技术。膜分离技术不但在工业领域得到广泛应用，同时正在成为解决能源、资源和环境污染问题的重要技术和可持续发展的技术基础。 膜分离是借助于膜，在某种推动力的作用下，利用流体中各组分对膜的渗透速率的差别而实现组分分离的过程。目前常见的膜分离过程可分为以下几种，电渗析(Electrodialysis，ED)、反渗透(Reverse osmosis，RO)、微滤(Microfiltration，MF)、超滤(Ultrafiltration，UF)、纳滤(Nanofiltration，UF)和液膜分离等。 膜技术具有分离效率高、能耗低、无相变、操作简便、无二次污染、分离产物易于回收、自动化程度高等优点，在水处理领域具有相当的技术优势，是现代分离技术中一种效率较高的分离手段。 在环境过程中膜分离技术以其独特的作用而被广泛用于水的净化与纯化过程中。下面分类介绍一下膜分离技术的研究现状。 1 电渗析技术研究现状电渗析是在直流电场作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择渗透性(与膜电荷相反的离子透过膜，相同的离子则被膜截留)，使溶液中的离子作定向移动以达到脱除或富集电解质的膜分离操作。它可使电解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。电渗析技术普遍应用于食品生化行业以及废水处理。下面分类对这几方面的应用现状做一介绍。 1.1 电渗透技术在食品行业中的应用 利用电渗析技术对酱油进行脱盐处理，可以制得低盐酱油并基本保持酱油原有风味，但要损失一部分作为酱油指标的氨基酸态氮和有机酸等有效成分，从而将酱油的含盐量降低。但国内尚无这方面的报导，刘贤杰等采用电渗析技术进行了酱油脱盐的研究。研究结果显示原酱油食盐含量19.4%，经电渗析处理后，酱油含量降至约9%，食盐以外的有效成分也有一些被除去，比较明显的是作为酱油品质指标的氨基酸态氮，有约8%的损失。酱油风味大致不变，证明了电渗析对酱油的脱盐是切实可行的分离方法。另外在竹笋、菊糖生产中也有应用。 1.2 电渗析技术在生化行业中的研究应用 Xu TW 等使用由聚乙烯制成的偶极细胞膜来生产柠檬酸钠。这个过程是通过实验室里有效面积为20cm2的偶极薄膜来测试的。基于偶极阳离子薄膜的结构，在离子交换和离子转移的方面对不同的硫酸钠和柠檬酸钠浓缩物的表现进行比较和讨论。结果说明，在其操作中，从能量的消耗，效率和酸浓度的角度来看，硫酸钠和柠檬酸钠的最佳浓度分别为0.25-1.5 M和0.5-1.0 M。1.3 电渗析技术在废水处理中的应用 叶微微等采用国产离子交换膜研究了采用电渗析法脱盐回收废液中的苹果酸，及其对苹果酸废液脱盐的工艺条件。将废液pH调至4.0，工作电流11A下循环脱盐2h，脱盐率达99%以上，含Na+11821mg/L的废液脱盐至含Na+42. 88mg/ L，其中L-苹果酸损失18.94%，基本达到分离要求，表明了电渗析对苹果酸废液的脱盐是切实可行的。 唐艳等采用电渗析法处理氨氮废水，对工艺条件进行了优化研究，在实验室条件下得到工艺参数。电渗析电压为55V，进水流量为24L/h，氨氮废水进水电导率为2920μs/cm，氨氮浓度为534. 59mg/L。出水室浓水和淡水各占19%和81%，浓水和淡水的电导率分别为14000μs/cm和11. 8μs/cm，氨氮含量分别为2700mg/L和13mg/L。该电渗析装置处理后的氨氮废水达到排放标准，可以满足回用要求。 1.4 膜污染问题得研究 Christophe Casademont等研究证明利用脉冲磁场在电渗析过程中防止离子交换膜的污染和提高电渗析效率的可行性。Christophe Casademont等测试一种新的细胞结构和研究脉冲磁场在防止污染时的效果和电渗析参数。结果表明，和别的方法比较，将脉冲磁场耦合到高浓度的分离中，可以提高去矿物质率，同时并没有发现膜的污染和失活。Christophe Casademont等的研究也表明了，将脉冲磁场结合到经典电渗析装置中，可以减少矿物污染，并且在酸性条件下还能降低蛋白污染。2 反渗透膜技术研究现状反渗透是利用反渗透膜选择性地透过溶剂(通常是水)而截留离子物质的性质，以膜两侧静压差为推动力，克服溶剂的渗透压，是溶剂通过反渗透膜而实现对液体混合物进行分离的过程。目前对于反渗透膜的研究主要着重于增加膜通量，膜的机理模拟研究，减轻膜污染，以及降低处理能耗。 2.1反渗透膜功能层研究 对于复合膜来说，渗透通量和截留率主要取决于其表面的一层超薄分离层，所以针对优化超薄分离层性能的研究一直以来就是