服務熱線：膜基礎知(zhī)識
膜分離技術是21世紀初具有發展前途的技術之一。依據膜孔徑的大(dà)小(xiǎo)及分離物質的差别，膜分離技術可分爲微濾、超濾、納濾和(hé)反滲透(圖1)。其中，微濾膜孔徑在0.05-2.0μm之間，可阻留分子量爲 20 萬—100 萬的物質，适用(yòng)于細菌微粒等的分離；超濾膜孔徑在 0.001-0.2μm，截留分子量範圍在 1000—50 萬，适用(yòng)于大(dà)分子（蛋白(bái)質、膠體等）與小(xiǎo)分子（無機鹽、糖等低(dī)分子量有機物）溶液的分離；納濾膜孔徑小(xiǎo)于 1nm，截留分子量範圍在 150—1,000 之間，适用(yòng)于糖等低(dī)分子量有機物、二價或多價鹽與單價鹽的分離。反滲透膜孔小(xiǎo)于 0.5nm，截留分子量小(xiǎo)于 200 (100—200)，适用(yòng)于無機鹽及低(dī)分子量有機物的分離和(hé)濃縮。
圖1
1、MF：微濾是利用(yòng)膜孔徑的大(dà)小(xiǎo)，在壓差爲推動力下(xià)，将料液中大(dà)于膜孔徑的微粒、細菌等懸浮物質截留下(xià)來(lái)，達到(dào)濾液中微粒的去除與溶液澄清的膜分離技術。操作(zuò)壓差較小(xiǎo)，約爲 0.01-0.2MPa。2、UF：由于不同超濾膜存在不同範圍的孔徑分布，所以超濾不是一種分級技術，一般僅能(néng)對(duì)尺寸上(shàng)差一個數量級的分子進行分離。對(duì)于混合體系，超濾可分離分子量相差 10 倍以上(shàng)的高(gāo)分子混合物。
3、NF：納濾膜是介于反滲透膜和(hé)超濾膜之間的一種壓力驅動膜。反滲透膜脫除了(le)所有的鹽和(hé)有機物，而超濾膜對(duì)鹽和(hé)低(dī)分子有機物沒有截留效果，納濾膜截留了(le)糖類低(dī)分子有機物和(hé)多價鹽，對(duì)單價鹽的截留率低(dī)，具有相當大(dà)的通透性。由于單價鹽能(néng)自(zì)由透過納濾膜，所以膜兩側不同離子濃度所造成的滲透壓要遠低(dī)于反滲透膜。因此，納濾膜比反滲透膜所要求的操作(zuò)壓力要低(dī)。
4、RO：反滲透
用(yòng)一張隻透過水(shuǐ)而不透過溶質的理(lǐ)想半透膜把水(shuǐ)和(hé)鹽水(shuǐ)隔開(kāi)，則出現(xiàn)水(shuǐ)分子由純水(shuǐ)一側通過半透膜向鹽水(shuǐ)一側擴散的現(xiàn)象，爲滲透現(xiàn)象。随着滲透現(xiàn)象的進行，鹽水(shuǐ)側液面不斷升高(gāo)純水(shuǐ)側水(shuǐ)面相應下(xià)降，經過一定時(shí)間之後，兩側液面差不再變化，系統中純水(shuǐ)的擴散滲透達到(dào)了(le)動态平衡，這(zhè)一狀态稱爲滲透平衡。π爲鹽水(shuǐ)溶液的滲透壓。滲透平衡時(shí)純水(shuǐ)相與鹽水(shuǐ)溶液相中水(shuǐ)的化學勢差等于零。如果人爲地增加鹽水(shuǐ)側的壓力，則鹽水(shuǐ)相中水(shuǐ)的化學勢增加，出現(xiàn)了(le)水(shuǐ)分子從(cóng)鹽水(shuǐ)側通過半透膜向純水(shuǐ)側擴散滲透的現(xiàn)象。由于水(shuǐ)的擴散方向恰恰與滲透現(xiàn)象相反，此過程稱爲反滲透。一半透膜分隔濃度不同的兩個水(shuǐ)溶液，其滲透壓差爲 π，則隻要在濃溶液側加以大(dà)于 π 的外(wài)壓，能(néng)使這(zhè)一體系發生反滲透過程，這(zhè)是反滲透膜分離的基本概念。實際的反滲透過程中所加外(wài)壓一般都達到(dào)滲透壓差的若幹倍。
高(gāo)壓反滲透（5.6—10.5MPa，如海水(shuǐ)淡化），低(dī)壓反滲透（1.4—4.2MPa，如苦鹹水(shuǐ)的脫鹽）和(hé)超低(dī)壓反滲透（0.5—1.4MPa，如自(zì)來(lái)水(shuǐ)脫鹽）。反滲透膜具有高(gāo)脫鹽率（對(duì) NaCl 達95—99.9％的去除）和(hé)對(duì)低(dī)分子量有機物的較高(gāo)去除。
圖2
5、四種膜過程比較圖2
| 序号 | 項目 | 反滲透膜RO | 納濾膜NF | 超濾膜UF | 微濾膜MF |
| 1 | 膜類型 | 非對(duì)稱膜 | 非對(duì)稱膜 | 非對(duì)稱膜 | 非對(duì)稱膜,對(duì)稱 |
| 2 | 厚度 | 150um | 150um | 150-250um | 10-150um |
| 3 | 薄膜厚度 | 1um | 1um | 1um | 4-0.02um |
| 4 | 孔徑 | ＜0.5nm | ＜1nm | 1-200nm | 50-2000nm |
| 5 | 截留組分 | 氯化鈉，葡萄糖、氨基酸 |
單糖、多糖，和(hé)多聚糖，多價離子 | 小(xiǎo)分子組分，蛋白(bái)質，多糖，病毒 | 顆粒，粘土，細菌 |
| 6 | 膜材質 | 醋酸纖維素 (CA) | 醋酸纖維素 (CA) | 陶瓷、聚砜 (PSO)、聚偏二氟乙烯 (PVDF)、醋酸纖維素 (CA) | 陶瓷、聚丙烯 (PP) 聚偏二氟乙烯(PVDF） |
| 7 | 膜組件類型 | 管式、卷式、闆框式 | 管式、卷式、闆框式 | 管式、中空(kōng)纖維 卷式、闆框式 |
管式、中空(kōng)纖維、卷式 |
| 8 | 操作(zuò)壓力MPa | 1.5-15 | 0.5-3.5 | 0.1-1.0 | ＜0.2 |
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