【正文】 ， 而表層致密的芳香族聚酰胺薄層是以界面聚合法形成的 。 78 ? 20世紀 80年代初期，美國 Film Tec的科學家研制了一種薄層復合膜 (NF NF50、 NF70)，由于其表面孔徑處于納米級，能去除尺寸約 1nm的分子，因而簡稱納濾膜 ? 到了 90年代，納濾膜得到飛速發(fā)展，針對不同的應用領域相繼開發(fā)了一批分離性能獨特的納濾膜，并已實現(xiàn)商品化，如 NTR729HF， NTR7250，NTR7400， NF45， NF90， SU600等。 72 超濾應用 ? 特 點 分離過程在常溫和較低壓力的條件下進行，能耗低，不需加熱，不需加藥即可達到分離、濃縮、分離、純化分級的目的。 重過濾 常用于蛋白質、酶等大分子的分離。 60 管式超濾裝置 優(yōu)點 ： 原液流道截留面積較大，不易堵塞；膜面的清洗比較容易，可化學清洗或擦洗。 56 ? 3）不同孔徑超濾膜的制備 ? 在控制溫度、濕度、蒸發(fā)時間、冷浸溫度等條件不變的情況下，改變膜材料、溶劑和添加劑的配料比，即可制成不同孔徑的膜。 ? 對稱膜，又稱各向同性膜，指各向均質的致密或多孔膜，物質在膜中各處的滲透速率相同。 49 超濾與反滲透的異同 共同點： ? 推動力均是壓力差，在溶液的壓力下，溶劑等小分子通過薄膜，而較大的溶解物質被阻滯在膜表面上。 46 ? 超濾過程實際上同時存在三方面的情形： ? ①溶質在過濾膜表面以及膜孔中產生吸附； ? ②溶質的粒徑大小與膜孔徑相仿，溶質在孔中停留，引起阻塞； ? ③溶質的粒徑大于膜孔徑，溶質在膜表面被機械截留，實現(xiàn)篩分。 ? 1963年， Michaels開發(fā)了不同孔徑的 CA（醋酸纖維素）超濾膜 ? 19651975年， UF大發(fā)展，從 CA擴大到 PS（聚苯乙烯）、PC（聚碳酸酯）、 PAN（聚丙烯腈）、 PES（聚醚砜樹脂）等等。這些廢水排放到環(huán)境中 , 不僅浪費了資源還嚴重污染環(huán)境 , 對此國家制定了嚴格的排放標準 , 含重金屬的廢水必須進行處理。h 1，試驗為期 80d，分別考察了反滲透系統(tǒng)在 50%和 70%回收率條件下，反滲透及其預處理的效果、運行參數(shù)、膜污染情況以及反滲透膜進水流量、水溫、膜通量和回收率對脫鹽率的影響。 ＞ 98％ BW30。該機理假定溶劑和溶質首先都溶解在均質無孔膜的表皮層中，然后各組分在非耦合形式的化學位梯度作用下，從膜上有側向膜下游側擴散，再從下游側解析 18 反滲透過程的回收率 ? ?VVPf式中， VP 、 Vf分別為透過液和原料液的濃度。 溶液中化學位 ? ? xRTPT ln,* ?? ??12 ? 反滲透基本機理及模型 （ 1）優(yōu)先吸附 毛細孔流動機理 1950年， Sourirajan在 Gibbs吸附方程基礎上，提出了優(yōu)先吸附 毛細孔流動機理，為反滲透膜的研制和制作過程的開發(fā)奠定了基礎，而后又按此機理發(fā)展為定量表達式，及表面力 孔流動模型。第二章 反滲透與正滲透、納濾、超濾與微濾 1 基本概念 ? 微濾、超濾、納濾與反滲透都是以 壓力差 （也稱跨膜壓差）為推動力的膜分離技術，當膜兩側施加一定的壓差時，可使一部分溶劑及小于膜孔徑的組分透過膜，而微粒、大分子、鹽等被膜截留下來，從而達到分離的目的。 反滲透 8 醋酸纖維素膜 芳香族聚酰胺膜 ?制作較容易，價廉，耐游離氯，膜表面光潔，不易結垢和污染 ?脫鹽率高，通量大， pH范圍寬，耐生物降解，操作壓力要求低 ?pH范圍窄，易水解，操作壓力要求偏高，性能衰減較快 ?不耐氧化，氧化后性能急劇衰減，抗結垢和污染能力差 反滲透膜 基本概念 9 反滲透膜的分類 膜片（平板狀） 中空纖維狀 板式反滲透膜組件 卷式反滲透膜組件 管狀 管式反滲透膜組件 中空纖維式膜組件 膜外形 10 11 基本原理 反滲透 ：是借助于半透膜對溶液中溶質的截留作用，在高于溶液滲透壓的壓差推動力下，使溶劑滲透通過半透膜而實現(xiàn)對液體混合物進行分離的膜過程。 （ 3）溶解 擴散系數(shù) 在假定膜是無缺陷的理想膜基礎上，提出溶解擴散機理來描述反滲透過程。 26 膜元件選擇基本原則 1. 按脫鹽率 ? ＞ 92％ TW30。設計反滲透產水量為 1 m3重金屬離子污染成分在環(huán)境中只能改變其形態(tài)或被轉移、稀釋、積累 , 但不能去除或降解 , 危害很大。 ? 1907年， Bechhold較為系統(tǒng)研究了超濾膜，首次采用“超濾”術語。 ? 其二，膜的平均孔徑和孔徑分布影響膜的分離特性 。d) 。 54 超過濾膜的結構 ? 超濾膜可分為對稱膜和非對稱膜。其次以流延法將料液傾倒在玻璃板上，以刮刀刮成一定厚度的薄層，并在適當條件下，控制蒸發(fā)速度，另一部分溶劑蒸發(fā)掉．最后，連同玻璃板一起，將膜置于冰水中凝膠定型。 缺點： 裝置較笨重；單位體積內的有效膜面積較??；膜的強度要求較高，一般做在無紡布上，以增強膜的機械性能。 63 超濾基本工藝流程 超濾的操作模式可分為 重過濾 和 錯流過濾 兩大類。 70 （ 1）水清洗 （ 2）反沖洗 （ 3）氣洗 （ 4）酸堿洗 （ 5）表面活性劑 （ 6）氧化劑 （ 7）酶清洗 71 判斷超濾膜是否需要清洗的原則如下： ? （ 1）根據超濾裝置進出口壓力降的變化，多數(shù)情況下，壓力降超過初始值 時，可用等壓大流量沖洗法，如無效，再用化學清洗法； ? （ 2）根據透水量或透水質量的變化，當超濾系統(tǒng)的透過水量或透水質量下降到不可接受程度時，多采用物理化學相結合清洗法 ? （ 3）定時清洗，運行中的超濾系統(tǒng)根據膜被污染的規(guī)律，可采用周期性的定時清洗。后來，一些猶太科學家相繼研制出了一系列化學性能異常穩(wěn)定的納米膜，當時命名為選擇性反滲透 (SelRO)。 (2)按膜的結構特點分 納濾膜有一體化的不對稱膜和復合膜 ， 如溶液相轉化的 CA膜屬非對稱膜之列 ， 其表皮層致密 ， 皮下層比較疏松 。 (6)按膜的使用和用途分 膜可分為低壓膜 、 超低壓膜等 ， 納濾膜屬于超低壓膜 。 ? 商品 NF膜絕大部分為復合膜，且其表面大多帶負電。大致分離規(guī)律； 1） 對于陰離子，截留率按下列順序遞增； NO3, Cl, OH, SO42, CO32 2）對于陽離子，截留率遞增順序為： H+, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cu2+ 3）一價離子滲透，多價陰離子滯留（高截留率） 4） 截留相對分子質量在 200~1000，適用于分子大小為1nm 的溶解組分的分離。提高膜面流速有利于抑制膜面的濃差極度化，但同時增大了膜組件進出口的壓力差使得膜的有效操作壓力降低。 100 （ 2）多肽的純化和濃縮 醫(yī)藥工業(yè)中，肽和多肽通常用色譜柱或層析從有機或水溶液中純化，再通過熱蒸發(fā)方式抽真空進一步濃縮。因此可以在它們之間加一納濾環(huán)節(jié)，使能被微生物降解掉的小分子透過 (Mw100)，而截留住不能生物降解的大分子(Mw 100)，再經化學氧化器后再生物降解，這樣就可充分利用生物降解作用，節(jié)約氧化劑或活性炭用量，降低最終殘留物含