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关键词:膜分离,膜材料,微滤,超滤

日期:2022-10-02作者:膜实验设备
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对于刚刚接受到膜分离应用的新用户来说,本文能够给您一个明确的指导和指示作用,试图通过简单的描述快速的让您了解膜分离的相关基础知识。
 

膜分离基本介绍:


膜分离是一种通过连续结构的分子排列中的孔或微小间隙选择性地分离(分馏)材料的技术。膜分离按孔径和分离驱动力分类。这些分类包括:微滤(MF),超滤(UF),离子交换(IE),
和反渗透(RO)(图文介绍http://www-holvesmf-com.lzplanning.com/read/51.html)。
 
在下图中,显示了与可以采用的膜分离方法的孔径大致对应的变体物质的实例。




膜分离压力影响:


膜分离压力图谱
当反渗透膜分离不同浓度的含水离子溶液时,来自较低浓度溶液的水有一种自然现象(渗透压)渗透膜以将浓缩溶液稀释至等于膜两侧的离子浓度。
 
当对浓缩溶液施加液压(更大且与渗透压相反)时,水分子将通过膜到更稀溶液侧。该方法能够将水与离子和低分子量有机成分分离。
 
超滤膜具有0.001-0.01μm的孔。这使得能够根据其相对分子大小(或重量)精确分离,浓缩和纯化溶解和悬浮的成分。
 
根据所选择的膜,微滤膜的孔径范围为0.08至0.5μm。这些膜能够有效和精确地分离和浓缩悬浮颗粒和胶体颗粒。
 



过滤的模型和模式:




               死端过滤                                                   错流过滤


如上图所示,有两种用于膜过滤的模式 - 直接(或“死端”)过滤和错流过滤。
 
在直接过滤中,完整的原水供应源直接通过过滤器,类似于传统的砂滤。这些过滤器需要定期清洁(或反洗)膜。
 
相反,错流过滤模式采用在膜表面上(平行)平行流动的高速原水流动。该流动使膜表面不会结垢或积聚固体。
 
在实际应用中应该考虑流体成分,膜材料等因素,选择合适的过滤方式。

 
膜的选择性,过滤模块的几何形状和清洁方法。
 
能源成本 - 直接流过滤需要较少的能源,因为没有给水循环。采用错流过滤,膜表面上较高的给水速度(以及伴随的能量消耗)通过减少膜污染提供更高的过滤速率 - 除非过滤非常干净的饲料。因此,
 
选择循环速度并考虑处理量和过滤速率与速度性能等方面需要经济的评估和优化。



膜分离功能和应用:


膜分离主要用于从液体中分离固体。固体可以是颗粒状或溶液状。膜分离还用于实现液 - 液分离和气 - 液输注。反渗透(RO),超滤器(UF),
微滤器(MF)是膜技术,其采用跨膜的压力作为分离的驱动力(跨膜压力或TMP)。
 
 
典型的UF应用是病毒,细菌,发酵液,胶体和颗粒以及溶解的高分子量聚合物的浓缩和纯化。
 
膜分离可以在低于环境温度下进行。因此,它们适用于制造可降解材料,例如药物和食品。 UF在溶剂中去除内毒素和从草稿中去除细菌等应用中具有良好的性能。
 
MF有效地用于从液体中分离和纯化悬浮固体,胶体颗粒和细菌。 MF还用于从气体中去除颗粒和细菌。
 
非过滤膜技术:
 - 使用浓度差异作为分离驱动力的透析。
 - 使用电位差作为分离驱动力的电透析。
 
人工肾是透析的具体实例,其中对于肾衰竭患者有效地去除血液杂质。



膜材料主要构成:


有机膜:
用于配制有机膜的典型材料是:
 - 聚乙烯(PE)
 - 聚四氟乙烯(PTFE)
 - 聚丙烯(PP)
 - 醋酸纤维素(CA),聚丙烯腈(PAN)
 - 聚酰亚胺(PI)
 - 聚砜(PS)
 - 聚醚砜(PES)
 
 
无机膜:
用于无机膜的主要材料是:
 - 氧化铝(Al2O3)
 - 氧化锆(ZrO2)
(其中在我们的产品知识www.holvesmf.com/read/15.html一文中有详细描述陶瓷膜材料,请查阅)

 
也有其他被用作膜的材料如下:
 - 不锈钢(SUS)
 - 玻璃(Sirasu多孔玻璃,SPG)
 
与有机膜相比,无机膜在耐热性和耐化学性以及机械强度方面表现优异。这些优势通常抵消了其固有的较高资本成本。

(请阅读下文http://www-holvesmf-com.lzplanning.com/read/18.html
 

本文撰写大部分借鉴AsahiKASEI,撰写目的用于膜分离用户了解膜分离相关知识。



 

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