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膜分離基礎知識及應用【1】

關鍵詞:膜分離,膜材料,微濾,超濾

日期:2019-04-10作者:admin
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对于刚刚接受到膜分離應用的新用戶来说,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。
 

膜分離基本介紹:


膜分離是一種通過連續結構的分子排列中的孔或微小間隙選擇性地分離(分餾)材料的技術。膜分離按孔徑和分離驅動力分類。這些分類包括:微濾(MF),超濾(UF),離子交換(IE),
和反滲透(RO)(圖文介紹/read/51.html)。
 
在下圖中,顯示了與可以采用的膜分離方法的孔徑大致對應的變體物質的實例。




膜分離壓力影響:


膜分離壓力圖譜
當反滲透膜分離不同濃度的含水離子溶液時,來自較低濃度溶液的水有一種自然現象(滲透壓)滲透膜以將濃縮溶液稀釋至等于膜兩側的離子濃度。
 
當對濃縮溶液施加液壓(更大且與滲透壓相反)時,水分子將通過膜到更稀溶液側。該方法能夠將水與離子和低分子量有機成分分離。
 
超濾膜具有0.001-0.01μm的孔。這使得能夠根據其相對分子大小(或重量)精確分離,濃縮和純化溶解和懸浮的成分。
 
根據所選擇的膜,微濾膜的孔徑範圍爲0.08至0.5μm。這些膜能夠有效和精確地分離和濃縮懸浮顆粒和膠體顆粒。
 



過濾的模型和模式:



                  
               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。
 
在直接過濾中,完整的原水供應源直接通過過濾器,類似于傳統的砂濾。這些過濾器需要定期清潔(或反洗)膜。
 
相反,錯流過濾模式采用在膜表面上(平行)平行流動的高速原水流動。該流動使膜表面不會結垢或積聚固體。
 
在實際應用中應該考慮流體成分,膜材料等因素,選擇合適的過濾方式。

 
膜的選擇性,過濾模塊的幾何形狀和清潔方法。
 
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,
 
選擇循環速度並考慮處理量和過濾速率與速度性能等方面需要經濟的評估和優化。



膜分離功能和應用:


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),
微濾器(MF)是膜技術,其采用跨膜的壓力作爲分離的驅動力(跨膜壓力或TMP)。
 
 
典型的UF應用是病毒,細菌,發酵液,膠體和顆粒以及溶解的高分子量聚合物的濃縮和純化。
 
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。
 
非過濾膜技術:
 - 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。
 
人工腎是透析的具體實例,其中對于腎衰竭患者有效地去除血液雜質。



膜材料主要構成:


有機膜:
用于配制有機膜的典型材料是:
 - 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)
 
 
無機膜:
用于無機膜的主要材料是:
 - 氧化铝(Al2O3)
 - 氧化锆(ZrO2)
(其中在我们的一本到在线视频观看知識www.holvesmf.com/read/15.html一文中有詳細描述一本到在线视频观看材料,請查閱)

 
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)
 
與有機膜相比,無機膜在耐熱性和耐化學性以及機械強度方面表現優異。這些優勢通常抵消了其固有的較高資本成本。

(請閱讀下文/read/18.html
 

本文撰寫大部分借鑒AsahiKASEI,撰寫目的用于膜分離用戶了解膜分離相關知識。



 

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