第四章 膜分离

1、4 膜分离膜分离(Membrane separation)表表4.1 各种膜分离法的原理和应用范围各种膜分离法的原理和应用范围膜分离法膜分离法传质推动力传质推动力/MPa/MPa分离原分离原理理被分离分子被分离分子量或孔径量或孔径应用举例应用举例4.1 各种膜分离法及其原理各种膜分离法及其原理微滤微滤(MF)超滤超滤(UF)纳滤纳滤(NF)反渗透反渗透(RO)渗透汽化渗透汽化(PV) 分压差、温差分压差、温差 溶质与膜溶质与膜 有机溶剂与水的分离，有机溶剂与水的分离， 亲和作用亲和作用 共沸物的分离，如乙醇共沸物的分离，如乙醇压差压差(0.050.5)压差压差(0.11.0)压差压差(0.52

2、.0)压差压差(110)0.110m100010630010001000筛分筛分筛分筛分筛分筛分溶解扩散溶解扩散菌，病毒、花粉的分离菌，病毒、花粉的分离蛋白质、多肽、多糖的蛋白质、多肽、多糖的回收和浓缩回收和浓缩氨基酸、多肽、低聚糖氨基酸、多肽、低聚糖的分离的分离盐、氨基酸、糖的浓缩，盐、氨基酸、糖的浓缩，淡水制造淡水制造透析透析(DS) 浓度差浓度差 扩散扩散 13nm 脱盐、除变性剂脱盐、除变性剂电渗析电渗析(ED)电位差电位差 荷电筛分荷电筛分反渗透反渗透(RO)vReverse Osmosis, ROv传质推动力传质推动力：压差：压差(1-10MPa)v膜孔径膜孔径：无孔：无孔v分离原

3、理分离原理：溶解扩散：溶解扩散v被分离分子量被分离分子量：表观截留率表观截留率MMCO图图4.12 截留曲线与截留相对分子量截留曲线与截留相对分子量影响截留率的因素影响截留率的因素（1）被分离物质的分子量；）被分离物质的分子量；（2）分子特性：线型、球型，直链、支链，荷）分子特性：线型、球型，直链、支链，荷 电膜，吸附作用，蛋白质的等电点。电膜，吸附作用，蛋白质的等电点。（3）其他高分子溶液共存时，）其他高分子溶液共存时，R（4）操作条件：）操作条件：TR； uR； pI时，时，R； 形成凝胶层时形成凝胶层时R。4.6 膜的分离过程膜的分离过程4.6.1 浓缩浓缩（1 1）开路循环开路循环：全

4、部溶液用给料泵：全部溶液用给料泵F F送回料液槽，只送回料液槽，只有透过液排出系统之外。在实验室和中试规模实验有透过液排出系统之外。在实验室和中试规模实验中最常用的间歇式操作。中最常用的间歇式操作。（2）闭路循环：）闭路循环：（3）连续操作：）连续操作： 4.6.2. 洗滤洗滤（Diafiltration），又称透析过滤或简称透滤，渗滤。），又称透析过滤或简称透滤，渗滤。图图4.21 4.21 多级连续洗滤操作多级连续洗滤操作4.7 膜的污染与清洗膜的污染与清洗 膜污染原因：膜污染原因：（1 1）凝胶极化引起的凝胶层；）凝胶极化引起的凝胶层；（2 2）溶质在膜表面的吸附层；）溶质在膜表面的吸附层；（3 3）膜孔堵塞；）膜孔堵塞；（4 4）膜孔内的溶质吸附。）膜孔内的溶质吸附。洗涤方法洗涤方法（1 1）物理洗涤：泡沫球擦洗，水浸洗，）物理洗涤：泡沫球擦洗，水浸洗，气液清洗，脉冲清洗，超声波处理。气液清洗