膜過濾技術及幾種常見的膜分離過程介紹

2022-04-22

膜過濾技術

以壓力為推動力的膜分離技術又稱為膜過濾技術,它是深度水處理的一種手段,根據膜選擇性的不同,可分為反滲透(RO)、納濾(NF)、超濾(UF)和微濾(MF)等。

微濾膜過濾技術(MF)

微濾膜(MF)過濾技術是篩分過程,屬於J密過濾的一種。它可以分為表麵型和深層型兩類。

微濾操作有無流動(deadend)和錯流(crossflow)過濾兩種形式,前者類型的膜應用於稀料液和小規模應用,濾芯大多為一次性。後者又稱切線流操作或叉流過濾,適應於工業大規模應用,這類膜的特點是需要周期性的在線清洗、再生以恢複膜的過濾性能。

MF主要應用於製藥工業的除菌過濾澄清,電子工業集成電路生產用水等,另外在城市汙水處理、廢水處理前的預處理也已得到廣泛應用。

超濾膜過濾技術(UF)

超濾膜(UF)是介於微濾和納濾之間的一種膜過程,它利用的是篩分原理分離,對有機物截留分子量從3000~300000 Dalton可選,適用於大分子物質與小分子物質分離、濃縮和純化過程。早期的工業超濾應用於廢水和汙水處理。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、飲料加工、醫藥工業、生物製劑、中藥製劑、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。

納濾膜過濾技術(NF)

顧名思義,是指具有“納米級孔”的膜,它介於超濾和反滲透之間,對有機物截留分子量從200~1000 Dalton,對二價離子特別是陰離子的截留率可達99%,特別適用於低分子量物質的濃縮、脫鹽。納濾也適用於水的淨化和軟化,脫除水中的三鹵甲烷中間體THM,低分子有機物和農藥、硫酸鹽等有害物。納濾用於乳清的濃縮、脫鹽在工業上也已應用,可將乳糖的濃度提高到29%,而灰份的脫除率達到90%之高。 納濾還應用於以下領域

食品工業,飲料工業,生物醫藥,有機酸製備,精細化工,環保工業

反滲透技術(RO)

滲透是水從稀溶液一側通過半透膜向濃溶液一側自發流動的過程。濃溶液隨著水的不斷流入而被不斷稀釋。當水向濃溶液流動而產生的壓力足夠用來阻止水繼續淨流入時,滲透處於平衡狀態,即達到動態平衡。當在濃溶液液上外加壓力,且該壓力大於滲透壓時,則濃溶液中的水就會克服滲透壓而通過半透膜流向稀溶液,使得濃溶液的濃度更大,這一過程就是滲透的相反過程,稱為反滲透。

反滲透的分離技術是當代先進的水處理脫鹽技術。反滲透膜分離技術是利用反滲透膜原理進行分離的,具體特點如下:在常溫不發生相變的條件下, 利用低壓作為膜分離動力對溶質和水進行分離。反滲透膜分離技術雜質去除範圍廣。較高的脫鹽率和水回用率,可截留粒徑幾個納米以上的溶質。分離裝置簡單,操作、維護和自控簡便,現場安全衛生。

由於反滲透分離技術的先進、效高和節能的特點,主要應用於醫藥用水、純淨水製備和熱敏感性物質的濃縮,主要應用領域包括以下:

食品、飲料工業,製備飲用水、純水、超純水,海水、苦鹹水淡化,電力、電子、半導體工業用水,醫藥行業工藝用水、製劑用水、注射用水、無菌無熱源純水,工業的工藝用水、鍋爐用水及冷卻用水

其他

除了以上四種常用的膜分離過程,另外還有滲析、膜反應器、膜法氣體分離等。

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