膜技术五种经典的膜分离过程.ppt

*电渗析的基本过程第32页,共43页，星期六，2024年，5月*电渗析器的级与段一级一段一级两段两级一段两级两段一对正、负电极之间的膜堆称为一级具有同一水流方向的并联膜堆称为一段第33页,共43页，星期六，2024年，5月*第34页,共43页，星期六，2024年，5月*第35页,共43页，星期六，2024年，5月*第36页,共43页，星期六，2024年，5月*第37页,共43页，星期六，2024年，5月*双极膜第38页,共43页，星期六，2024年，5月*第39页,共43页，星期六，2024年，5月*第40页,共43页，星期六，2024年，5月*第41页,共43页，星期六，2024年，5月*重点离子交换膜基本特性电渗析原理及应用双极膜的结构、水解离机理及应用第42页,共43页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第43页,共43页，星期六，2024年，5月关于膜技术五种经典的膜分离过程*微滤是指大于0.1um的颗粒或可溶物被截留的压力驱动型膜过程；超滤是指小于0.1um大于2nm的颗粒或可溶物被截留的压力驱动型膜过程；反渗透是指高压下溶剂逆着其渗透压而选择性透过的膜过程；纳滤是指小于2nm的颗粒或可溶物被截留的压力驱动型膜过程。压力驱动膜过程回顾第2页,共43页，星期六，2024年，5月*第3页,共43页，星期六，2024年，5月*第4页,共43页，星期六，2024年，5月*?微滤又称微孔过滤，利用膜的筛分作用进行分离的膜过程。在静压差的作用下，小于膜孔的粒子通过膜，大于膜孔的粒子则被阻拦在膜的表面上，使大小不同的粒子得以分离，其作用相当于过滤，由于微孔滤膜孔径相对较大，空隙率高，因而阻力小、过滤速度快，实际操作压力也较低（1-2atm）。?微滤主要从气相和液相物质中截留微米及亚微米的细小悬浮物、微生物、微粒、细菌、酵母、红血球、污染物等以达到净化、分离和浓缩的目的。?尽管普遍认为微滤的分离机理是类似于筛分，但这种筛分过程中，微滤膜的结构起着决定性的作用，膜的结构不同，截留机理也有较大差异。1基本原理及操作模式-微滤第5页,共43页，星期六，2024年，5月*第6页,共43页，星期六，2024年，5月*第7页,共43页，星期六，2024年，5月*第8页,共43页，星期六，2024年，5月*第9页,共43页，星期六，2024年，5月*第10页,共43页，星期六，2024年，5月*第11页,共43页，星期六，2024年，5月*2.基本原理及操作模式-超滤原理：超滤同微滤类似，也是利用膜的“筛分”作用进行分离的膜过程。在静压差的作用下，小于膜孔的粒子通过膜，大于膜孔的粒子则被阻拦在膜的表面上，使大小不同的粒子得以分离，不过其过滤精度更高，因而膜孔更小，实际的操作压力也比微滤略高，一般为0.1－0.5Mpa。对象：超滤主要用于从液相物质中分离大分子化合物（蛋白质，核酸聚合物，淀粉，天然胶，酶等）、胶体分散液（黏土，颜料，矿物料，乳液粒子，微生物）以及乳液（润滑脂，洗涤剂，油水乳液）。采用先与适合的大分子结合的方法也可以从水溶液中分离金属离子、可溶型溶质和高分子物质（如蛋白质、酶、病毒），以达到净化、浓缩的目的。超滤膜一般为非对称膜，由一层极薄（通常为0.1－1um）具有一定孔径的表皮层和一层较厚（通常为125um）具有海绵状或指状结构的多孔层组成，前者起筛分作用，后者其支撑作用。第12页,共43页，星期六，2024年，5月*分离机理?一般认为超滤过程的分离机理为筛孔分离过程，但膜表面的化学性质也是影响超滤分离的重要因素，即超滤过程中溶质的截留包括在膜表面上的机械截留（筛分）、在膜孔中的停留（阻塞）、在膜表面及膜孔内的吸附三种方式。?超滤的操作模式和微滤类似，基本上是死端过滤和错流过滤两种，但由于超滤的功能与微滤有所不同，微滤多数是除杂，产物是过滤液；而超滤着重是分离，产物既可是渗透液，也可是截留液或者二者兼而有之，因此在这两种基本模式的基础上又发展了多种模式。第13页,共43页，星期六，2024年，5月*3.基本原理及操作模式-纳滤?纳滤(Nanofiltration)是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程，纳滤膜的孔径范围在几个纳米左右。与其他压力驱动型膜分离过程相比，出现较晚。它的出现可追溯到70年代J.E.Cadotte的ＮＳ-300膜的研究，之后，纳滤膜大多从反渗透膜衍化而来，但与反渗透相比，其