第四章 膜分離

1、4 膜分離膜分離(Membrane separation)表表4.1 各種膜分離法的原理和應(yīng)用范圍各種膜分離法的原理和應(yīng)用范圍膜分離法膜分離法傳質(zhì)推動(dòng)力傳質(zhì)推動(dòng)力/MPa/MPa分離原分離原理理被分離分子被分離分子量或孔徑量或孔徑應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例4.1 各種膜分離法及其原理各種膜分離法及其原理微濾微濾(MF)超濾超濾(UF)納濾納濾(NF)反滲透反滲透(RO)滲透汽化滲透汽化(PV) 分壓差、溫差分壓差、溫差 溶質(zhì)與膜溶質(zhì)與膜 有機(jī)溶劑與水的分離，有機(jī)溶劑與水的分離， 親和作用親和作用 共沸物的分離，如乙醇共沸物的分離，如乙醇?jí)翰顗翰?0.050.5)壓差壓差(0.11.0)壓差壓差(0.52

2、.0)壓差壓差(110)0.110m100010630010001000篩分篩分篩分篩分篩分篩分溶解擴(kuò)散溶解擴(kuò)散菌，病毒、花粉的分離菌，病毒、花粉的分離蛋白質(zhì)、多肽、多糖的蛋白質(zhì)、多肽、多糖的回收和濃縮回收和濃縮氨基酸、多肽、低聚糖氨基酸、多肽、低聚糖的分離的分離鹽、氨基酸、糖的濃縮，鹽、氨基酸、糖的濃縮，淡水制造淡水制造透析透析(DS) 濃度差濃度差 擴(kuò)散擴(kuò)散 13nm 脫鹽、除變性劑脫鹽、除變性劑電滲析電滲析(ED)電位差電位差 荷電篩分荷電篩分反滲透反滲透(RO)vReverse Osmosis, ROv傳質(zhì)推動(dòng)力傳質(zhì)推動(dòng)力：壓差：壓差(1-10MPa)v膜孔徑膜孔徑：無(wú)孔：無(wú)孔v分離原

3、理分離原理：溶解擴(kuò)散：溶解擴(kuò)散v被分離分子量被分離分子量：表觀截留率表觀截留率MMCO圖圖4.12 截留曲線與截留相對(duì)分子量截留曲線與截留相對(duì)分子量影響截留率的因素影響截留率的因素（1）被分離物質(zhì)的分子量；）被分離物質(zhì)的分子量；（2）分子特性：線型、球型，直鏈、支鏈，荷）分子特性：線型、球型，直鏈、支鏈，荷 電膜，吸附作用，蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。電膜，吸附作用，蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。（3）其他高分子溶液共存時(shí)，）其他高分子溶液共存時(shí)，R（4）操作條件：）操作條件：TR； uR； pI時(shí)，時(shí)，R； 形成凝膠層時(shí)形成凝膠層時(shí)R。4.6 膜的分離過(guò)程膜的分離過(guò)程4.6.1 濃縮濃縮（1 1）開路循環(huán)開路循環(huán)：全

4、部溶液用給料泵：全部溶液用給料泵F F送回料液槽，只送回料液槽，只有透過(guò)液排出系統(tǒng)之外。在實(shí)驗(yàn)室和中試規(guī)模實(shí)驗(yàn)有透過(guò)液排出系統(tǒng)之外。在實(shí)驗(yàn)室和中試規(guī)模實(shí)驗(yàn)中最常用的間歇式操作。中最常用的間歇式操作。（2）閉路循環(huán)：）閉路循環(huán)：（3）連續(xù)操作：）連續(xù)操作： 4.6.2. 洗濾洗濾（Diafiltration），又稱透析過(guò)濾或簡(jiǎn)稱透濾，滲濾。），又稱透析過(guò)濾或簡(jiǎn)稱透濾，滲濾。圖圖4.21 4.21 多級(jí)連續(xù)洗濾操作多級(jí)連續(xù)洗濾操作4.7 膜的污染與清洗膜的污染與清洗 膜污染原因：膜污染原因：（1 1）凝膠極化引起的凝膠層；）凝膠極化引起的凝膠層；（2 2）溶質(zhì)在膜表面的吸附層；）溶質(zhì)在膜表面的吸附層；（3 3）膜孔堵塞；）膜孔堵塞；（4 4）膜孔內(nèi)的溶質(zhì)吸附。）膜孔內(nèi)的溶質(zhì)吸附。洗滌方法洗滌方法（1 1）物理洗滌：泡沫球擦洗，水浸洗，）物理洗滌：泡沫球擦洗，水浸洗，氣液清洗，脈沖清洗，超聲波處理。氣液清洗