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膜技術(shù)的典型應(yīng)用
膜分離是利用天然或人工制備的、具有選擇透過性能的薄膜對雙組分或多組分液體或氣體進(jìn)行分離、分級、提純或富集。物質(zhì)選擇透過膜的能力可分為兩類:一種是借助外界能量,物質(zhì)由低位向高位流動(dòng);另一種是以化學(xué)位差為推動(dòng)力,物質(zhì)發(fā)生由高位向低位的流動(dòng)。表1列出了已發(fā)展起來的主要膜分離過程的推動(dòng)力和分離機(jī)理；表2列出了一些工業(yè)過程中的部分應(yīng)用：
表1 膜分離過程的特性
過 程 | 主要功能 | 推動(dòng)力 | 分離機(jī)理 |
反滲透（RO） Reverse Osmosis | 水溶液中溶解鹽類的脫除 | 壓 力 差 （1～10）MPa | 溶解擴(kuò)散 |
納濾（NF） Nanofiltration | 不同分子量組分間的分離 | 壓 力 差 （0.5～2）MPa | 溶解擴(kuò)散+篩分 |
超濾（UF） Ultrafiltration | 濾除（5～100）nm的顆粒 | 壓 力 差 （0.1～1)MPa | 篩 分 |
微濾（MF） Microfiltration | 濾除≥50nm的顆粒 | 壓 力 差 （0.1～0.5）MPa | 篩 分 |
電滲析（ED） Electrodialysis | 水溶液中酸、堿、鹽的脫除 | 電 位 差 | 離子荷電 |
氣體分離（GP） GasPermeation | 混合氣體的分離 | 分 壓 差 （0.1～15）MPa | 溶解擴(kuò)散 |
滲透汽化（PV） Pervaporation | 水-有機(jī)物的分離 | 分 壓 差 （0.1～100）MPa | 溶解擴(kuò)散 |
表2 膜分離過程的應(yīng)用舉例
膜過程 | 應(yīng)用舉例 |
反滲透 | 海水和咸堿水的淡化；醫(yī)藥、鍋爐用水和超純水制造；污水處理和再生利用；工業(yè)廢水凈化和有效成份的回收；食品工業(yè)中間體的濃縮、氨基酸的制備；飲料和酒類濃縮等 |
超濾 | 工業(yè)膠體的回收和濃縮；水溶性聚合物的濃縮；染料活性劑的精制；油脂的精制；含油廢水的油水分離；溶液的脫油；人工血液制造；蛋白質(zhì)、疫苗、酶等的濃縮與分離；城市中水的凈化；牛奶和農(nóng)產(chǎn)品的深加工等 |
微濾 | 各類水系溶液的澄清；乳化油水的分離；發(fā)酵產(chǎn)品的菌體分離和濃縮；空氣過濾和凈化；血液過濾和血獎(jiǎng)分離；大輸液和注射液的除菌；水源凈化；酒類的澄清和除菌等 |
納濾 | 水質(zhì)軟化；飲用水凈化；廢水處理；染料濃縮、脫鹽和成份回收；抗生素等藥物的濃縮；多肽的濃縮和制備；蛋白質(zhì)的脫鹽與濃縮；蛋白質(zhì)的回收；多糖的分級和濃縮； 血液凈化；藥品的提純等 |
氣體分離 | 富氧制備；氫氣制備；氫和一氧化碳分離；燃料氣體和工業(yè)氣體中二氧化碳脫除；混合氣體篩分；氣體除濕等 |
滲透汽化 | 無水乙醇制備；異丙醇脫水；丙酮脫水；低酒精飲料；有機(jī)混合物分離；天然氣脫硫等 |
