A. 什麼是膜分離技術,類型及應用特點
膜分離技術的特點膜分離過程是一個高效、環保的分離過程,是多學科交叉的高新技術,在物理、化學和生物性質上呈現出各種各樣的特性,具有較多的優勢
。膜是具有選擇性分離功能的材料,利用膜的選擇性分離實現料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過程稱作膜分離。它與傳統過濾的不同在於,膜可以在分子范圍內進行分離,並且這過程是一種物理過程,不需發生相的變化和添加助劑。
膜的孔徑一般為微米級,依據其孔徑的不同(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,根據材料的不同,可分為無機膜和有機膜,無機膜主要是陶瓷膜和金屬膜,其過濾精度較低,選擇性較小。有機膜是由高分子材料做成的,如醋酸纖維素、芳香族聚醯胺、聚醚碸、聚氟聚合物等等。
微濾(MF)又稱微孔過濾,它屬於精密過濾,其基本原理是篩孔分離過程。微濾膜的材質分為有機和無機兩大類,有機聚合物有醋酸纖維素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚碸、聚醯胺等。無機膜材料有陶瓷和金屬等。鑒於微孔濾膜的分離特徵,微孔濾膜的應用范圍主要是從氣相和液相中截留微粒、細菌以及其他污染物,以達到凈化、分離、濃縮的目的。
對於微濾而言,膜的截留特性是以膜的孔徑來表徵,通常孔徑范圍在0.1~1微米,故微濾膜能對大直徑的菌體、懸浮固體等進行分離。可作為一般料液的澄清、保安過濾、空氣除菌。
超濾(UF)
是介於微濾和納濾之間的一種膜過程,膜孔徑在0.05um至1nm之間。超濾是一種能夠將溶液進行凈化、分離、濃縮的膜分離技術,超濾過程通常可以理解成與膜孔徑大小相關的篩分過程。以膜兩側的壓力差為驅動力,以超濾膜為過濾介質,在一定的壓力下,當水流過膜表面時,只允許水及比膜孔徑小的小分子物質通過,達到溶液的凈化、分離、濃縮的目的。
對於超濾而言,膜的截留特性是以對標准有機物的截留分子量來表徵,通常截留分子量范圍在1000~300000,故超濾膜能對大分子有機物(如蛋白質、細菌)、膠體、懸浮固體等進行分離,廣泛應用於料液的澄清、大分子有機物的分離純化、除熱源。
納濾(NF)
是介於超濾與反滲透之間的一種膜分離技術,
其截留分子量在80~1000的范圍內,孔徑為幾納米,因此稱納濾。基於納濾分離技術的優越特性,其在制葯、生物化工、
食品工業等諸多領域顯示出廣闊的應用前景。
對於納濾而言,膜的截留特性是以對標准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率來表徵,通常截留率范圍在60~90%,相應截留分子量范圍在100~1000,故納濾膜能對小分子有機物等與水、無機鹽進行分離,實現脫鹽與濃縮的同時進行。
反滲透(RO)
是利用反滲透膜只能透過溶劑(通常是水)而截留離子物質或小分子物質的選擇透過性,以膜兩側靜壓為推動力,而實現的對液體混合物分離的膜過程。反滲透是膜分離技術的一個重要組成部分,因具有產水水質高、運行成本低、無污染、操作方便運行可靠等諸多優點
,而成為海水和苦鹹水淡化,以及純水制備的最節能、最簡便的技術.已廣泛應用於醫葯、電子、化工、食品、海水淡化等諸多行業。反滲透技術已成為現代工業中首選的水處理技術。
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、有機物、細菌、膠體粒子、發熱物質,也即能截留所有的離子,在生產純凈水、軟化水、無離子水、產品濃縮、廢水處理方面反滲透膜已經應用廣泛,如垃圾滲濾液的處理。
B. 成都多孔陶瓷膜的應用領域有哪些
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C. 常見的膜分離技術有哪些,分別適用於什麼情況
膜分離技術是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時,實現選擇性分離的技術,半透膜又稱分離膜或濾膜,膜壁布滿小孔,根據孔徑大小可以分為:微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)、反滲透膜(RO)等,膜分離都採用錯流過濾方式。
微濾
具體涉及領域主要有:醫葯工業、食品工業(明膠、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等)、高純水、城市污水、工業廢水、飲用水、生物技術、生物發酵等。
超濾
早期的工業超濾應用於廢水和污水處理。三十多年來,隨著超濾技術的發展,如今超濾技術已經涉及食品加工、飲料工業、醫葯工業、生物制劑、中葯制劑、臨床醫學、印染廢水、食品工業廢水處理、資源回收、環境工程等眾多領域。
納濾
納濾的主要應用領域涉及:食品工業、植物深加工、飲料工業、農產品深加工、生物醫葯、生物發酵、精細化工、環保工業等。
反滲透
由於反滲透分離技術的先進、高效和節能的特點,在國民經濟各個部門都得到了廣泛的應用,主要應用於水處理和熱敏感性物質的濃縮,主要應用領域包括以下:食品工業、牛奶工業、飲料工業、植物(農產品)深加工、生物醫葯、生物發酵、制備飲用水、純水、超純水、海水、苦鹹水淡化、電力、電子、半導體工業用水、醫葯行業工藝用水、制劑用水、注射用水、無菌無熱源純水、食品飲料工業、化工及其它工業的工藝用水、鍋爐用水、洗滌用水及冷卻用水。
D. 陶瓷膜水處理技術在谷氨酸生產中的應用優勢是什麼
陶瓷超濾膜過濾精度高、強度好、耐腐蝕、化學性質穩定、設備自動專化程度高,已廣泛用於屬食品發酵、生物醫葯、石油化工和環保水處理等行業。
冶金過程中涉及多個固液分離操作。現行的黑白鎢礦鹼浸出—離子交換工藝中,一般需要將鎢金礦進行球磨,隨後通過鹼分解、稀釋、過濾、洗渣等工藝段得到鎢酸鈉溶液,在經過濾後才通過離子交換。
E. 外壓式納濾陶瓷膜可以應用在哪些領域
陶瓷納濾膜一般可以應用在以下領域:
、化學工業
(1)石油化工催化劑回收。
催化劑廣泛應用於石化和化工生產。反應後一般需要分離產物和催化劑。陶瓷納濾膜具有良好的耐熱性、耐化學溶劑性和機械強度。錯流過濾用於催化反應的固液分離。具有耐高溫、耐酸鹼、耐溶劑等優點。與反應器耦合,可充分提高反應器的效率,分離精度高,並可分離納米催化劑。
(2)鹵水精製在氯鹼化工中的應用
陶瓷納濾膜以其優良的耐污染性和長壽命在氯鹼化工領域得到了廣泛的應用。採用高效的錯流過濾方法,很難使其它煉油和過濾技術取得效果和優勢。
2、葯品的精細分離
與傳統有機膜相比,陶瓷復合納濾膜具有分離精度高、濾液質量有保證、高通量過濾、產品收率高、廢水少、清洗次數少、無需添加添加劑等獨特優點。可實現目標產品的脫鹽預濃縮。已成功應用於谷氨酸、檸檬酸、衣康酸、維生素C等生物企業。
3、環境水處理
以陶瓷膜和有機膜為核心的一體化工藝,廣泛適用於含油廢水處理、冶金廢水處理、化工廢水處理、造紙廢水處理、大型純水和超純水制備、電廠濃鹽水零排放等。
4、氣體凈化
以陶瓷納濾膜為核心的一體化工藝處理技術具有分離精度高、流程短、耐酸鹼、耐高溫、耐污染等獨特優點,廣泛應用於工業煙氣脫硫、高爐固體氣分離、汽車尾氣處理等領域。le尾氣處理等。
5、新材料領域
陶瓷納濾膜能有效去除漿料中的雜質離子,有效制備超細、超純納米粉體。目前,它們已應用於納米催化劑、超純有色金屬和其他納米粉末的提純。也可用於鋰電池、石墨烯等材料的納米顆粒純化過程。能及時去除生產過程中的雜質,提高產品收率。
F. 陶瓷膜一般應用在哪些行業
陶瓷膜具有分離效率高、效果穩定、化學穩定性好、耐酸鹼、耐有機溶劑、耐菌、耐高溫、抗污染、機械強度高、再生性能好、分離過程簡單、能耗低、操作維護簡便、使用壽命長等眾多優勢,已經成功應用於食品、飲料、植(葯)物深加工、生物醫葯、發酵、精細化工等眾多領域,可用於工藝過程中的分離、澄清、濃縮、純化、除菌、除鹽等。
G. 中水處理中,無機陶瓷膜和有機膜相比,有什麼優勢
在膜科學技術領域開發應用較早的是有機膜,這種膜容易制備、容易成型、性能良好、價格便宜,已成為應用最廣泛的微濾膜類型。但隨著膜分離技術及其應用的發展,對膜的使用條件提出了越來越高的要求,需要研製開發出極端條件膜固液分離系統,和有機膜相比,無機陶瓷膜具有 耐高溫、化學穩定性好,能耐酸、耐鹼、耐有機溶劑、機械強度高,可反向沖洗、抗微生物能力強、可清洗性強、孔徑分布窄,滲透量大,膜通量高、分離性能好和使用壽命長等特點。
無機陶瓷膜在水處理中應用最大的障礙主要有二個方面,其一是製造過程復雜,成本高,價格昂貴;其二是膜通量問題,只有克服膜污染並提高膜的過濾通量,才能真正推廣應用到水處理的各個領域。
美國西雅圖環境科技公司研發的滌凈DECEAN無機陶瓷膜系統,是在普通陶瓷膜研究的基礎上,通過高科技改造,減少膜污染,大大提高膜通量,有效克服了無機陶瓷膜在水處理中應用的主要問題,使無機陶瓷膜應用於水處理成為可能。
滌凈DECEAN無機陶瓷膜是專為污水處理設計的,其最大特點是膜通量大,是普通有機膜的10-100倍,是普通陶瓷膜的5-10倍、機械強度高、耐污染、可實現在線反沖。其最大特點是膜通量大,是普通有機膜的10-100倍,是普通陶瓷膜的5-10倍、機械強度高、耐污染、可實現在線反沖。
H. 陶瓷膜的應用
陶瓷膜的研究始於20世紀40年代,其發展可分為3個階段:用於鈾的同位素分離的核工業時期,以無機微濾膜和超濾膜為主的液體分離時期,以及以膜催化反應為核心的全面發展的時期。20世紀80年代初期成功地在法國的奶業和飲料(葡萄酒、啤酒、蘋果酒)業推廣應用後,陶瓷膜分離技術和產業地位逐步確立,應用也已拓展至食品工業、生物工程、環境工程、化學工程、石油化工、冶金工業等領域,成為苛刻條件下精密過濾分離的重要新技術。1998年網上公布的膜和膜設備生產廠家及經營公司達452家,其中金屬膜廠50家,陶瓷膜生產廠94家。
因開發時期較晚且成本高昂,無機分離膜領域所佔的市場份額還比較小,1997年美國無機膜市場銷售額為1億美元,其中陶瓷膜佔80%左右,僅占膜市場的9%。另據估計,2004年世界陶瓷膜的市場銷售額約超過100億美元,無機膜的市場佔有率佔12%。由於陶瓷膜在精密過濾分離中的成功應用,其市場銷售額以30%的年增長率發展。
我國無機膜的研究始於20世紀80年代末,通過國家自然科學基金以及各部委的支持,以南京工業大學為代表的陶瓷膜研究團隊已經能在實驗室規模製備出無機微濾膜及超濾膜等,反應用膜以及微孔膜也正在開發中。進入90年代,原國家科委(現科學技術部)對無機陶瓷膜的工業化技術組織了科技攻關,推進了陶瓷微濾膜的工業化進程。國家「863」計劃也將「無機分離催化膜」項目列入其中。截至20世紀初,我國已初步實現了多通道陶瓷濾膜的工業化生產,並在相關的工業過程中獲得了成功的應用。2002年第七屆國際無機膜大會在中國召開,標志著我國的無機膜研究與工業化工作已進到國際領先水平。
經過十多年的發展,我國的無機陶瓷膜行業已經具備世界領先的技術,行業內領先企業的技術實力和產品品質已經達到了國際一流的水平。行業內企業從無到有,企業產值也從起初的百萬元已經發展到數億元的規模,2010-2012年國內無機陶瓷膜成套裝備安裝面積合計約為12萬平方米。據測算,2012年全年,我國的無機陶瓷膜及成套裝備的市場總量約為5~6億元人民幣規模,其中國內生產企業的市場份額約為70%,已經在生物發酵、食品飲料、化工和水處理領域的應用具備一定的規模。
I. 工業用陶瓷膜在污染處理方面效果咋樣
用其處理油田污水後不僅能達到低滲透地層回注要求,而且在處理污水的過程中,無需採用物理和加入葯劑等其它輔助方法,可以大幅度節約污水處理成本。