膜技術(shù)： 　　膜是具有選擇性分離功能的材料。利用膜的選擇性分離實(shí)現(xiàn)料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過程稱作膜分離。它與傳統(tǒng)過濾的不同在于，膜可以在分子范圍內(nèi)進(jìn)行分離，并且這過程是一種物理過程，不需發(fā)生相的變化和添加助劑。膜的孔徑一般為微米級，依據(jù)其孔徑的不同（或稱為截留分子量），可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜，根據(jù)材料的不同，可分為無機(jī)膜和有機(jī)膜，無機(jī)膜主要還只有微濾級別的膜，主要是陶瓷膜和金屬膜。有機(jī)膜是由高分子材料做成的，如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。 　　同時(shí)，膜技術(shù)在日常生活中也日益顯示出它的重要作用和光明前景。以飲用水為例，自從人們發(fā)現(xiàn)自來水含有三鹵甲烷、農(nóng)藥、洗滌劑以及自來水管、水塔的二次污染后，就開始用反滲透膜制備純凈水。但是由于純凈水制作成本較高，而且在去除水中有害物質(zhì)的同時(shí)，也把對人體有益的無機(jī)鹽剔除掉了。于是，人們又用純膜裝置生產(chǎn)出具有礦泉水和純凈水兩者優(yōu)點(diǎn)的、具有生物活性的、可直接生飲的過濾水。 　　超濾膜技術(shù)既可除去水中病菌、病毒、熱源、膠體、COD等有害物質(zhì)，又可透析對人體有益的無機(jī)鹽，已廣泛應(yīng)用于牛奶脫脂、果汁濃縮、黃酒純化、白酒陳化、啤酒除菌、味精提純 、蔗糠脫色、氨基酸濃縮、醬油除菌等生產(chǎn)中，而且還廣泛應(yīng)用于醫(yī)療針劑水、輸液水、洗瓶水、外科手術(shù)洗潔水的制備。因其克服了蒸餾水中含有細(xì)菌尸體的缺點(diǎn)，且具有生物活性，所以更有利于病人恢復(fù)健康而備受醫(yī)學(xué)界推崇。 　　富氧膜以其分離氣體的特殊功能，產(chǎn)生富氧空氣，目前廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、養(yǎng)魚場、工業(yè)發(fā)酵與氧化等場所，尤其在高山缺氧地區(qū)特別需要。 　　膜技術(shù)正在把我們的生活帶入一個(gè)更新的時(shí)代。

膜技術(shù)-概述

　　一、定義 　　在某種推動(dòng)力的作用下，利用某種隔膜特定的透過性能，使溶質(zhì)或溶劑分離的方法稱為膜分離。 　　分離溶質(zhì)時(shí)一般叫滲析；分離溶劑時(shí)一般叫滲透。 　　二、分類與特點(diǎn) 　　根據(jù)推動(dòng)力的不同，膜分離有下列幾種： 　　濃度差：擴(kuò)散滲析 　　電位差：電滲析 　　壓力差：反滲透(RO, reverse osmosis)：MW<100, 0.2-0.3nm, 2 – 3 A0 　　納濾(NF, nanofiltration)：MW: 100-1000, 0.5-5 nm 　　超濾(UF, ultrafiltration)：MW: 1000—百萬, 5 nm-0.2mm 　　微濾(MF, microfiltration)：0.2-1 mm 　　(1A0=10-8 cm, 1m =10-4cm, 1nm=10-7cm) 　　膜分離的特點(diǎn)： 　　可在一般溫度下操作，沒有相變； 　　濃縮分離同時(shí)進(jìn)行； 　　不需投加其他物質(zhì)，不改變分離物質(zhì)的性質(zhì)； 　　適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定。 　　電滲析 　　一、 原理 　　在直流電場作用下，利用陰、陽離子交換膜對溶液中的陰、陽離子的選擇透過性，分離溶質(zhì)和水。 　　陰膜只讓陰離子通過；陽膜只讓陽離子通過。 　　陰極： 　　還原反應(yīng)：2H＋ ＋2e → H2↑ 　　陰極室溶液呈堿性，結(jié)垢 　　陽極： 　　氧化反應(yīng)：4OH－ → O2↑＋2H2O ＋4e 　　或 2Cl-→Cl2↑+2e 　　陽極室溶液呈酸性，腐蝕 　　特點(diǎn)：只能將電解質(zhì)從溶液中分離出去。不能去除有機(jī)物等。 　　二、離子交換膜 　　離子交換樹脂：樹脂與離子之間發(fā)生交換反應(yīng) 　　離子交換膜：對溶液中的離子具有選擇透過的特性 　　★按其結(jié)構(gòu)分為：異相膜、均相膜。 　　異相膜：離子交換樹脂磨成粉末，加入粘合劑，滾壓在纖維網(wǎng)上。 　　均相膜：離子及交換樹脂的母體材料制成連續(xù)的膜狀物，作為底膜，然后在上面嵌接上活性基團(tuán)。 　　★按離子選擇性分： 　　陽離子交換膜（一般為聚苯乙烯磺酸型）：R－SO3H，在水中電離后，呈負(fù)電性 　　陰離子交換膜（聚苯乙烯季胺型）：R－CH2 N（CH3）3OH，電離后，呈正電性 　　★離子交換膜選擇透過性主要是由于： 　　1）膜的孔隙結(jié)構(gòu)；2）活性交換基團(tuán)的作用。 　　離子交換膜是電滲析的關(guān)鍵部分，良好的電滲析應(yīng)：1）高的離子選擇性；2）滲水性差；3）導(dǎo)電性好；4〕化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度

膜技術(shù)-膜

　　是一種具有特殊選擇性分離功能的無機(jī)或高分子材料，它能把流體分隔成不相通的兩個(gè)部分，使其中的一種或幾種物質(zhì)能透過，而將其他物質(zhì)分離出來。膜技術(shù)是環(huán)境保護(hù)和環(huán)境治理的首選技術(shù)。在食品工業(yè)中也正在發(fā)揮著重要的作用。 　　膜是膜技術(shù)的核心，膜材料的性質(zhì)和化學(xué)結(jié)構(gòu)對膜分離性能起著決定性的影響。 　?、拧?按材料來源分：天然膜和合成膜，合成膜又分為有機(jī)膜與無機(jī)膜。 　?、?、 按結(jié)構(gòu)分有七類： 　　a.均質(zhì)膜或致密膜，為結(jié)構(gòu)均勻的致密膜。 　　b.對稱微孔膜，平均孔徑為0.02~10μm。按成膜方法不同，有三種類型的微孔膜，即核孔膜、控制拉伸膜和海綿狀結(jié)構(gòu)膜。 　　c.非對稱膜。膜斷面為不對稱結(jié)構(gòu)，是工業(yè)上應(yīng)用最多的膜。 　　d.復(fù)合膜。在多孔膜表面加涂另一種材料的致密復(fù)合層。 　　e.離子交換膜。 　　f.荷電膜。 　　g.液膜。包括支撐液膜和乳狀液膜。 　?、?、 按形狀分：平板膜、管式膜、中空纖維膜和卷式膜 　　膜技術(shù)在日常生活中也日益顯示出它的重要作用和光明前景。自從人們發(fā)現(xiàn)自來水含有三鹵甲烷、農(nóng)藥、洗滌劑以及自來水管、水塔的二次污染后，就開始用反滲透膜制備純凈水。但是由于純凈水制作成本較高，而且在去除水中有害物質(zhì)的同時(shí)，也把對人體有益的無機(jī)鹽剔除掉了。于是，人們又用純膜裝置生產(chǎn)出具有礦泉水和純凈水兩者優(yōu)點(diǎn)的、具有生物活性的、可直接生飲的過濾水。

膜技術(shù)-超濾膜技術(shù)

　　既可除去水中病菌、病毒、熱源、膠體、COD等有害物質(zhì)，又可透析對人體有益的無機(jī)鹽，已廣泛應(yīng)用于牛奶脫脂、果汁濃縮、黃酒純化、白酒陳化、啤酒除菌、味精提純 、蔗糠脫色、氨基酸濃縮、醬油除菌等生產(chǎn)中，而且還廣泛應(yīng)用于醫(yī)療針劑水、輸液水、洗瓶水、外科手術(shù)洗潔水的制備。因其克服了蒸餾水中含有細(xì)菌尸體的缺點(diǎn)，且具有生物活性，所以更有利于病人恢復(fù)健康而備受醫(yī)學(xué)界推崇。 　　富氧膜以其分離氣體的特殊功能，產(chǎn)生富氧空氣，目前廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、養(yǎng)魚場、工業(yè)發(fā)酵與氧化等場所，尤其在高山缺氧地區(qū)特別需要。 　　膜技術(shù)正在把我們的生活帶入一個(gè)更新的時(shí)代。

膜技術(shù)-膜分離技術(shù)

　　膜是一種起分子級分離過濾作用的介質(zhì)，當(dāng)溶液或混和氣體與膜接觸時(shí)，在壓力下，或電場作用下，或溫差作用下，某些物質(zhì)可以透過膜，而另些物質(zhì)則被選擇性的攔截，從而使溶液中不同組分，或混和氣體的不同組分被分離，它與傳統(tǒng)過濾的不同在于，膜可以在分子范圍內(nèi)進(jìn)行分離，并且這過程是一種物理過程，不需發(fā)生相的變化和添加助劑。膜的孔徑一般為微米級，依據(jù)其孔徑的不同（或稱為截留分子量），可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜，根據(jù)材料的不同，可分為無機(jī)膜和有機(jī)膜，無機(jī)膜主要是陶瓷膜和金屬膜，其過濾精度較低，選擇性較小。有機(jī)膜是由高分子材料做成的，如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。錯(cuò)流膜工藝中各種膜的分離與截留性能以膜的孔徑和截留分子量來加以區(qū)別，下圖簡單示意了四種不同的膜分離過程：（箭頭反射表示該物質(zhì)無法透過膜而被截留）： 　　膜分離技術(shù) 　　微濾（MF） 又稱微孔過濾，它屬于精密過濾，其基本原理是篩孔分離過程。微濾膜的材質(zhì)分為有機(jī)和無機(jī)兩大類，有機(jī)聚合物有醋酸纖維素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。無機(jī)膜材料有陶瓷和金屬等。鑒于微孔濾膜的分離特征，微孔濾膜的應(yīng)用范圍主要是從氣相和液相中截留微粒、細(xì)菌以及其他污染物，以達(dá)到凈化、分離、濃縮的目的。 　　對于微濾而言，膜的截留特性是以膜的孔徑來表征，通?？讖椒秶?.1～1微米，故微濾膜能對大直徑的菌體、懸浮固體等進(jìn)行分離?？勺鳛橐话懔弦旱某吻?、保安過濾、空氣除菌。 超濾（UF） 是介于微濾和納濾之間的一種膜過程，膜孔徑在0.05um至1000um分子量之間。超濾是一種能夠?qū)⑷芤哼M(jìn)行凈化、分離、濃縮的膜分離技術(shù)，超濾過程通?？梢岳斫獬膳c膜孔徑大小相關(guān)的篩分過程。以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動(dòng)力，以超濾膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當(dāng)水流過膜表面時(shí)，只允許水及比膜孔徑小的小分子物質(zhì)通過，達(dá)到溶液的凈化、分離、濃縮的目的。 　　對于超濾而言，膜的截留特性是以對標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)物的截留分子量來表征，通常截留分子量范圍在1000～300000，故超濾膜能對大分子有機(jī)物（如蛋白質(zhì)、細(xì)菌）、膠體、懸浮固體等進(jìn)行分離，廣泛應(yīng)用于料液的澄清、大分子有機(jī)物的分離純化、除熱源。 　　納濾（NF） 是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術(shù)， 其截留分子量在80～1000的范圍內(nèi)，孔徑為幾納米，因此稱納濾。基于納濾分離技術(shù)的優(yōu)越特性，其在制藥、生物化工、 食品工業(yè)等諸多領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用前景。 　　對于納濾而言，膜的截留特性是以對標(biāo)準(zhǔn)NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率來表征，通常截留率范圍在60～90%，相應(yīng)截留分子量范圍在100～1000，故納濾膜能對小分子有機(jī)物等與水、無機(jī)鹽進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)脫鹽與濃縮的同時(shí)進(jìn)行。 　　反滲透（RO） 是利用反滲透膜只能透過溶劑（通常是水）而截留離子物質(zhì)或小分子物質(zhì)的選擇透過性，以膜兩側(cè)靜壓為推動(dòng)力，而實(shí)現(xiàn)的對液體混合物分離的膜過程。反滲透是膜分離技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，因具有產(chǎn)水水質(zhì)高、運(yùn)行成本低、無污染、操作方便運(yùn)行可靠等諸多優(yōu)點(diǎn) ，而成為海水和苦咸水淡化，以及純水制備的最節(jié)能、最簡便的技術(shù).目前已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、電子、化工、食品、海水淡化等諸多行業(yè)。反滲透技術(shù)已成為現(xiàn)代工業(yè)中首選的水處理技術(shù)。 　　反滲透的截留對象是所有的離子，僅讓水透過膜，對NaCl的截留率在98%以上，出水為無離子水。反滲透法能夠去除可溶性的金屬鹽、有機(jī)物、細(xì)菌、膠體粒子、發(fā)熱物質(zhì)，也即能截留所有的離子，在生產(chǎn)純凈水、軟化水、無離子水、產(chǎn)品濃縮、廢水處理方面反滲透膜已經(jīng)應(yīng)用廣泛。 　　膜分離的基本工藝原理是較為簡單的（參見下圖）。在過濾過程中料液通過泵的加壓，料液以一定流速沿著濾膜的表面流過，大于膜截留分子量的物質(zhì)分子不透過膜流回料罐，小于膜截留分子量的物質(zhì)或分子透過膜，形成透析液。故膜系統(tǒng)都有兩個(gè)出口，一是回流液（濃縮液）出口，另一是透析液出口。在單位時(shí)間（Hr）單位膜面積（m2）透析液流出的量（L）稱為膜通量（LMH），即過濾速度。影響膜通量的因素有：溫度、壓力、固含量（TDS）、離子濃度、黏度等。 　　膜分離操作基本工藝流程： 　　基本流程 　　由于膜分離過程是一種純物理過程，具有無相變化，節(jié)能、體積小、可拆分等特點(diǎn)，使膜廣泛應(yīng)用在發(fā)酵、制藥、植物提取、化工、水處理工藝過程及環(huán)保行業(yè)中。對不同組成的有機(jī)物，根據(jù)有機(jī)物的分子量，選擇不同的膜，選擇合適的膜工藝，從而達(dá)到最好的膜通量和截留率，進(jìn)而提高生產(chǎn)收率、減少投資規(guī)模和運(yùn)行成本。 　　膜技術(shù)的發(fā)展 　　水質(zhì)直接影響著人們的健康。膜技術(shù)以其原理簡單，操作方便，超強(qiáng)的凈化效果被用于苦咸水淡化處理和軟化水處理行業(yè)中。因此膜技術(shù)在水處理行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用和推崇。下面我們來了解一下膜技術(shù)的發(fā)展。 　　低污染膜：膜污染是反滲透膜技術(shù)應(yīng)用中的最大危害。目前已有幾種抗污染性能強(qiáng)、使用壽命長、清洗頻度低且易清洗的低污染膜在膜技術(shù)領(lǐng)域問世。 　　超低壓膜：由于節(jié)省電耗和降低相關(guān)機(jī)械部件的壓力等級引起材料費(fèi)下降等優(yōu)點(diǎn)，自1999年以來超低壓膜在膜技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用比重日益增大，這在以使用4英寸膜為主的小型裝置中應(yīng)用最為突出，大型裝置中應(yīng)用超低壓膜也呈上升趨勢。 　　帶正電荷的反滲透膜：現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的低壓、超低壓復(fù)合膜的材質(zhì)均為芳香族聚酸胺，其膜表面均帶有負(fù)電荷，膜技術(shù)的發(fā)展帶來了表面帶正電荷的低壓復(fù)合膜，這種膜目前主要應(yīng)用于制備高電阻率的高純水系統(tǒng)中。 　　耐高溫、食品級、衛(wèi)生級反滲透膜：普通水處理膜技術(shù)采用反滲透膜的使用溫度均為0-45℃，但在需要耐90℃高溫殺菌的特殊場合，可使用耐高溫、耐化學(xué)藥品的反滲透膜。此外，各種有特殊膜元件結(jié)構(gòu)的食品級或衛(wèi)生級的反滲透膜技術(shù)也開始在國內(nèi)應(yīng)用。

膜技術(shù)的應(yīng)用

　　隨著膜技術(shù)的不斷發(fā)展，膜技術(shù)在很多發(fā)面得到廣泛的應(yīng)用： 　　• 場館看臺及娛樂空間 　　近年來，隨著建筑空間觀念的日益深化以及科學(xué)手段的不斷提高，“回歸自然”、“沐浴自然之溫馨”已是現(xiàn)代建筑環(huán)境學(xué)發(fā)展的主流。室內(nèi)外的視線越來越模糊，出現(xiàn)了許多亦內(nèi)亦外、相互滲透的不定空間，如：大廳裝飾、天井、四季廳、動(dòng)植物園、公園廣場、觀景臺、舞臺、體育場館、體育看臺、文化娛樂場所等。由于膜材的光透性，白天陽光可以透過膜材形成慢射光，使膜覆蓋空間內(nèi)達(dá)到和室外幾乎一樣的自然效果，因此膜結(jié)構(gòu)能創(chuàng)造出與自然環(huán)境相媲美的空間形式。 　　• 標(biāo)志性小品 　　一個(gè)城市的中心區(qū)反映一個(gè)城市的地理風(fēng)貌和民族風(fēng)情，同時(shí)，也是一個(gè)城市文化發(fā)展程度的標(biāo)志。而景觀設(shè)計(jì)要求其具有廣泛的可讀性、雅俗共賞，既有超凡脫俗的藝術(shù)價(jià)值，又能使大眾喜聞樂見與大眾息息相通。膜結(jié)構(gòu)以其輕盈飄逸的造型、柔美并帶有力量的曲線和大跨度和大空間的鮮明個(gè)性和標(biāo)識性，應(yīng)用于城市小品設(shè)計(jì)中。 　　• 綠色漫步道 　　近年來，在人口密集的大城市，在居住區(qū)周邊配置綠色空間并有人行步道。居民可以在不受車輛的影響下，在居住區(qū)附近的街心地帶輕松愉快地散步、休憩，而感到十分愜意。在綠色空間中構(gòu)造一座膜小品或者走廊、亭臺水榭、休憩遮陽傘等，不僅生動(dòng)地美化了環(huán)境（如同廣闊綠洲中的點(diǎn)點(diǎn)白帆），又有很強(qiáng)的功能性（人們可以在行走之暇小憩一會(huì)兒），而且增加了空間的參差感。 　　• 商業(yè)街 　　商業(yè)街在城市中占有相當(dāng)大的比重。商業(yè)街的建筑與環(huán)境是城市文明的窗口，代表著物質(zhì)文明和精神文明的水平，同時(shí)，也是景觀環(huán)境的重要組成部分。膜結(jié)構(gòu)輕巧別致極具現(xiàn)代化風(fēng)格，且表現(xiàn)形式多樣易于安裝移動(dòng)，在商業(yè)街設(shè)計(jì)中得以廣泛應(yīng)用。 　　• 建筑入口及膜建筑屋頂 　　建筑入口使城市公共空間與建筑空間相鄰的界面，成為城市空間的組成部分。它是人們視覺最先接觸的部分，因此，除了功能以外，還應(yīng)有很強(qiáng)的標(biāo)識性，并能體現(xiàn)建筑的個(gè)性，是建筑環(huán)境和城市景觀的重要組成部分。由于膜結(jié)構(gòu)自然的曲線美是其他結(jié)構(gòu)類型無法比擬的，故成為近來建筑入口及屋頂經(jīng)常采用的形式。 　　• 步行街 　　利用膜結(jié)構(gòu)輕巧，別致的造型建造各種半封閉，全封閉的不行空間，使其形成全天候的建筑空間，提供防風(fēng)雨，防日曬等人工環(huán)境，并有較好的廣告標(biāo)識效果，因此是步行街改造和新建的絕佳選擇。 　　• 停車場 　　隨著都市現(xiàn)代化步伐的加快 , 汽車成為任何一個(gè)都市不可缺少的交通工具。我國由于汽車工業(yè)高速發(fā)展，城市的汽車擁有量成倍上升，但城市建設(shè)規(guī)劃沒能盡快適應(yīng)這一發(fā)展的要求，常常是車無停放之地。所以在建設(shè)群規(guī)劃時(shí)就應(yīng)充分考慮停車場的問題，把停車場的建設(shè)和規(guī)劃當(dāng)成現(xiàn)代城市建設(shè)規(guī)劃的重要組成部分，變得越來越重要。同樣，膜結(jié)構(gòu)在停車場建設(shè)中也以其優(yōu)美的造型和實(shí)在的功能擔(dān)當(dāng)重要角色。 　　• 高速公路收費(fèi)站 　　在城市的入口處，設(shè)計(jì)擁有自己城市鮮明特色和文化韻味的建筑形式乃是每個(gè)城市發(fā)展的首選之作，而張拉膜以自己多變的特性，柔美的造型以及夜晚配合彩燈的照射所顯示出特有的柔和的氛圍更讓過往著記憶深刻，同時(shí)極具現(xiàn)代感張拉膜又展現(xiàn)了一個(gè)城市的發(fā)展理念和思路。 　　

膜技術(shù)介紹

　　水質(zhì)直接影響著人們的健康。膜技術(shù)以其原理簡單，操作方便，超強(qiáng)的凈化效果被用于苦咸水淡化處理和軟化水處理行業(yè)中。因此膜技術(shù)在水處理行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用和推崇。下面我們來了解一下膜技術(shù)的發(fā)展。 　　1.低污染膜：膜污染是反滲透膜技術(shù)應(yīng)用中的最大危害。目前已有幾種抗污染性能強(qiáng)、使用壽命長、清洗頻度低且易清洗的低污染膜在膜技術(shù)領(lǐng)域問世。 　　2.超低壓膜：由于節(jié)省電耗和降低相關(guān)機(jī)械部件的壓力等級引起材料費(fèi)下降等優(yōu)點(diǎn)，自1999年以來超低壓膜在膜技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用比重日益增大，這在以使用4英寸膜為主的小型裝置中應(yīng)用最為突出，大型裝置中應(yīng)用超低壓膜也呈上升趨勢。 　　3.帶正電荷的反滲透膜：現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的低壓、超低壓復(fù)合膜的材質(zhì)均為芳香族聚酸胺，其膜表面均帶有負(fù)電荷，膜技術(shù)的發(fā)展帶來了表面帶正電荷的低壓復(fù)合膜，這種膜目前主要應(yīng)用于制備高電阻率的高純水系統(tǒng)中。 　　4.耐高溫、食品級、衛(wèi)生級反滲透膜：普通水處理膜技術(shù)采用反滲透膜的使用溫度均為0-45攝氏度，但在需要耐90攝氏度高溫殺菌的特殊場合，可使用耐高溫、耐化學(xué)藥品的反滲透膜。此外，各種有特殊膜元件結(jié)構(gòu)的食品級或衛(wèi)生級的反滲透膜技術(shù)也開始在國內(nèi)應(yīng)用。 　　膜技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)： 　　電力、電子、化工醫(yī)藥、輕工、生物、食品飲料、市政、環(huán)保等行業(yè)，應(yīng)用范圍廣、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大