纳滤膜分离技术经常被应用到工业重金属废水处理中,应用纳滤膜分离技术专对重工业生产属过程中产生的废水进行处理:一方面可以实现对90%以上的废水进行回收,使其钝化;另一方面可以使肺水肿的金属离子含量浓缩约10倍。将纳滤膜应用在造纸废水处理中,不仅可以实现对废水中COD(约90%)的处理,而且其膜通量与传统的聚砜超滤膜相比更高。
❷ 膜分离技术都有哪些种类各类膜分离技术的分离原理是什么
膜分离技术来种类有:微滤(源MF)、超滤(UF)、纳滤(UF)、反渗透(RO)、膜生物反应器(MBR)、膜集成技术等。
膜分离技术广泛应用于纺织、电力、机械、发酵、食品、医药化工、生物、环保、农药化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域,在提高分离效率的同时,能耗大大降低。
❸ 膜分离技术的实质是什么
膜分离技术是用半透膜作为选择障碍层、在膜的两侧存在一定量的能量差作为动力,允许某些组分透过而保留混合物中其他组分,各组分透过膜的迁移率不同,从而达到分离目的的技术。
膜是具有选择性分离功能的材料,利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于,膜可以在分子范围内进行分离,并且这过程是一种物理过程,不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级,依据其孔径的不同(或称为截留分子量),可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜,根据材料的不同,可分为无机膜和有机膜,无机膜主要是陶瓷膜和金属膜,其过滤精度较低,选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的,如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。错流膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别,下图简单示意了四种不同的膜分离过程:(箭头反射表示该物质无法透过膜而被截留):
微滤(MF) 又称微孔过滤,它属于精密过滤,其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类,有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征,微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物,以达到净化、分离、浓缩的目的。
对于微滤而言,膜的截留特性是以膜的孔径来表征,通常孔径范围在0.1~1微米,故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。
超滤(UF) 是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程,膜孔径在0.05um至1000um分子量之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术,超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当水流过膜表面时,只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过,达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。
对于超滤而言,膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征,通常截留分子量范围在1000~300000,故超滤膜能对大分子有机物(如蛋白质、细菌)、胶体、悬浮固体等进行分离,广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。
纳滤(NF) 是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术, 其截留分子量在80~1000的范围内,孔径为几纳米,因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性,其在制药、生物化工、 食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。
对于纳滤而言,膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征,通常截留率范围在60~90%,相应截留分子量范围在100~1000,故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离,实现脱盐与浓缩的同时进行。
反渗透(RO) 是利用反渗透膜只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质或小分子物质的选择透过性,以膜两侧静压为推动力,而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分,因具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作方便运行可靠等诸多优点 ,而成为海水和苦咸水淡化,以及纯水制备的最节能、最简便的技术.目前已广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等诸多行业。反渗透技术已成为现代工业中首选的水处理技术。
反渗透的截留对象是所有的离子,仅让水透过膜,对NaCl的截留率在98%以上,出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质,也即能截留所有的离子,在生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛。
膜分离的基本工艺原理是较为简单的(参见下图)。在过滤过程中料液通过泵的加压,料液以一定流速沿着滤膜的表面流过,大于膜截留分子量的物质分子不透过膜流回料罐,小于膜截留分子量的物质或分子透过膜,形成透析液。故膜系统都有两个出口,一是回流液(浓缩液)出口,另一是透析液出口。在单位时间(Hr)单位膜面积(m2)透析液流出的量(L)称为膜通量(LMH),即过滤速度。影响膜通量的因素有:温度、压力、固含量(TDS)、离子浓度、黏度等。
膜分离操作基本工艺流程:
由于膜分离过程是一种纯物理过程,具有无相变化,节能、体积小、可拆分等特点,使膜广泛应用在发酵、制药、植物提取、化工、水处理工艺过程及环保行业中。对不同组成的有机物,根据有机物的分子量,选择不同的膜,选择合适的膜工艺,从而达到最好的膜通量和截留率,进而提高生产收率、减少投资规模和运行成本。
❹ 微滤与超滤的共同点和不同点,及其优缺点
微滤、超滤的区别
从膜的分离范围来看,微滤最适合液体介质的降浊、除菌处理,而超滤主要可用於对低分子溶解物与有机大分子的分离(通常是指分子量在500以上,106以下的大分子从溶液中分离)。对於反渗透水处理中的预处理来说是分离水中全部的有机物、微生物和胶体颗粒。
微滤和超滤的过滤过程通常是以直流过滤方式(包括表面过滤、深度过滤)和错流过滤方式进行的。微滤膜和超滤膜的差异最明显的是孔径不同,微滤膜一般指孔径在 0.02-0.1um,高度均匀,具有筛网特征的多孔固体连续相,而超滤的孔径似为0.002-0.2um,在进行分离时的压力也分别为0.01- 0.3Mpa和0.2-1.0Mpa。
超滤膜透过物质主要是水、溶剂、离子和小分子。
被截留物质主要是蛋白质、各类□、细菌、病毒、乳胶、微粒子、过滤精度为10-4cm~10-7cm利用超滤膜不同孔径对液体进行分离,其分子切割量(CWCO)一般为6000~50万,孔径为100nm(纳米)。
微滤膜透过物质主要是水、溶液和溶解物。被截留物质主要是悬浮物、细菌类、微粒子。过滤精密有0.2cm、0.5cm、1.0cm、2.0cm、3.0cm、5.0cm、和10.0cm。其在过滤领域里的重要特点是:
1. 使所有比网孔大的粒子被全部拦截在膜的表面,克服了常规过滤的深层过滤介质过滤达不到“绝对值”的要求,而微孔过滤膜是趋于“绝对值”过滤器的首选材料。
2. 孔径均匀,过滤精度高
微孔滤膜的孔径十分均匀,故为均孔膜,其与反渗透及超滤有明显的不同。其最大孔径与平均孔径的比值一般为3~4,孔径分布基本呈正态分布,因而常被作为起 保证作用的手段,过滤精度高,分离效率高。孔隙率高,流速快。微孔膜的微孔数绚达每平方釐米107~1011个孔,孔隙率在60%~90%之间,由於孔隙 率高,其对液体的过滤速度在同等过滤精度下,比常规过滤介质快40倍。
3. 厚度薄,吸附量小微孔膜的厚度一般为90~220um,与一般深层过滤介质比,只有它们的1/10,因而过滤速度高,过滤时对被滤物质的液体的吸附量极小。
4. 无介质脱落,不产生二次污染。微孔膜是均匀,连续的整体结构,没有一般的深层过滤介质可能产生滤材脱落的不足。
5. 颗粒容纳量小,易赌塞。微孔膜阻留颗粒大多数只限于膜表面,因而易被材料中与膜孔径大小相近的微粒或凝胶物质所堵塞。微滤和超滤在处理系统上视水质需要适当地采取预过滤。
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❺ 膜分离技术的技术特点
废水进入蒸发器抄之间,与即袭将排除系统的蒸馏水进行热交换,提高废水温度,回收热量,保证系统出水带走的热量降低。
机械蒸汽再压缩时,通过机械驱动的压缩机将蒸发器产生的二次蒸汽压缩至较高压力,通过提高二次蒸汽的品质(温度、压力、焓值、)进入蒸发器循环使用。用机械蒸汽再压缩方式加热的蒸发装置操作仅需很少的热量。机械蒸汽再压缩的工作原理类似于热泵,几乎全部的蒸汽都通过电能进行压缩和再循环,只需很少的生蒸汽用于开车和系统的平衡。
废水零排放之MVPC蒸发器的特点:
(1)低能耗、低运行费用;
(2)占地面积小;
(3)公用工程配套少,工程总投资少;
(4)运行平稳;
(5)无需原生蒸汽。
❻ 纳滤与超滤的区别
超滤是一种加压膜分离技术,即在一定的压力下,使小分子溶质和溶回剂穿过一定孔径的特制的薄答膜,而使大分子溶质不能透过,留在膜的一边,从而使大分子物质得到了部分的纯化。
超滤技术的优点是操作简便,成本低廉,不需增加任何化学试剂,缺点也比较显而易见,市面上的超滤机因过滤孔径较大,对重金属的清除有限,尤其不适合北方水垢较重地区。
纳滤是一种纳米级的新型分离膜,是介于超滤膜和反渗透膜之间的一种滤膜,它代表膜分离领域的最新成果,是目前国际上发达国家如美国、日本、法国等国家饮用净水处理方法所采用方法之首选。
❼ 什么是纳滤膜技术
纳滤技术是从反抄渗透技术中分离出来的一种膜分离技术,是超低压反渗透技术的延续和发展分支。一般认为,纳滤膜存在着纳米级的细孔,且截留率大于95%的最小分子约为1mm,所以近几年来这种膜分离技术被命名为:Nanofiltration,简称:NF,中文译为:纳滤。在过去的很长一段时间里,纳滤膜被称为超低压反渗透膜(LPRO:LowPressureReverseOsmosis),或称选择性反渗透膜或松散反渗透膜(LooseRO:LooseReverseOsmosis)。日本学者大谷敏郎曾对纳滤膜的分离性能进行了具体的定义:操作压力≤1.50mPa,截留分子量200~1000,NaCl的截留率≤90%的膜可以认为是纳滤膜[1]。纳滤技术已经从反渗透技术中分离出来,成为介于超滤和反渗透技术之间的独立的分离技术,己经广泛应用于海水淡化、超纯水制造、食品工业、环境保护等诸多领域,成为膜分离技术中的一个重要的分支。
❽ 透析,微滤,超滤,纳滤,反渗透,电渗析,渗透气化等膜分离技术各自的特点
1.透析(dialysis)是通过小分来子经过半源透膜扩散到水(或缓冲液)的原理;
2.微滤适用于细胞、细菌和微粒子的分离,在生物分离中,广泛用于菌体的分离和浓缩,目标物质的大小范围为0.01-10 μm,一般用于预处理;
3.超滤技术的优点是没有相的转变,无需添加任何强烈的化学物质,可以在低温下操作,过滤速度较快,便于无菌处理等,一般用于预处理;
4.纳滤 特点是能截留小分子的有机物并可同时透析出盐,集浓缩与透析于一体;
操作压力低,因为无机盐能通过纳米滤膜而透析,使得纳米过滤的渗透压远比反渗透为低,所以纳米过滤所需的外加压力比反渗透低得多;
5.反渗透法具有设备构型紧凑,占地面积小、单位体积产水量及能量消耗少等优点;
6.电渗析的特点时可以同时对电解质水溶液起淡化、浓缩、分离、提纯作用、可以用于蔗糖等非电解质的提纯,以除去其中的电解质、在原理上,电渗析器是一个带有隔膜的电解池,可以利用电极上的氧化还原效率高;
7.渗透气化对共沸物系和近沸物系等难分物系的分离, 显示特有的优越性。
❾ 膜分离技术有哪些优点及不足
膜分离技术的优点:
1、在常温下进行:有效成分损失极少,特别适用于热敏性物质,如抗生素等医药、果汁、酶、蛋白的分离与浓缩;
2、无相态变化:保持原有的风味,能耗极低,其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8;
3、无化学变化:典型的物理分离过程,不用化学试剂和添加剂,产品不受污染;
4、选择性好:可在分子级内进行物质分离,具有普遍滤材无法取代的卓越性能;
5、适应性强:处理规模可大可小,可以连续也可以间隙进行,工艺简单,操作方便,易于自动化;
6、能耗低:只需电能驱动,能耗极低,其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8。
缺点:
1、膜技术虽然浓缩成本低,但不能将产品浓缩成干物质;
2、膜技术虽然具有选择过滤性,但是同分异构体就无法实现分离。
膜分离技术,是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时,实现选择性分离的技术。由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征,因此,已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域,产生了巨大的经济效益和社会效益,已成为当今分离科学中最重要的手段之一。
应用领域:
1、微滤
具体涉及领域主要有:医药工业、食品工业(明胶、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等)、高纯水、城市污水、工业废水、饮用水、生物技术、生物发酵等。
2、超滤
早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来,随着超滤技术的发展,如今超滤技术已经涉及食品加工、饮料工业、医药工业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等众多领域。
3、纳滤
纳滤的主要应用领域涉及:食品工业、植物深加工、饮料工业、农产品深加工、生物医药、生物发酵、精细化工、环保工业等。
4、反渗透
由于反渗透分离技术的先进、高效和节能的特点,在国民经济各个部门都得到了广泛的应用,主要应用于水处理和热敏感性物质的浓缩,主要应用领域包括以下:食品工业、牛奶工业、饮料工业、植物(农产品)深加工、生物医药、生物发酵、制备饮用水、纯水、超纯水、海水、苦咸水淡化、电力、电子、半导体工业用水、医药行业工艺用水、制剂用水、注射用水、无菌无热源纯水、食品饮料工业、化工及其它工业的工艺用水、锅炉用水、洗涤用水及冷却用水。
5、其他
除了以上四种常用的膜分离过程,另外还有渗析、控制释放、膜传感器、膜法气体分离、液膜分离法等。