膜分離法ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-11 08:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電 荷 的 膜透 過 通 量＋ ＋ － － ? 納濾膜由于截留分子量介于超濾與反滲透之間，同時還存在 Donnan效應(yīng)，廣泛應(yīng)用于制藥、食品等行業(yè)中。 ? 同時水在納濾膜中的滲透速率遠大于反滲透膜，所以當需要對低濃度的二價離子和分子量在 500到數(shù)千的溶質(zhì)進行截留時，選擇納濾比使用反滲透經(jīng)濟。 ? 應(yīng)用： （ 1）小分子量的有機物質(zhì)的分離； （ 2）有機物與小分子無機物的分離； （ 3）溶液中一價鹽類與二價或多價鹽類的分離； （ 4）鹽與其對應(yīng)酸的分離。 納濾的應(yīng)用 納濾的應(yīng)用 行 業(yè) 處理對象 行 業(yè) 處理對象 制藥工業(yè) 母液中有效成分的回收 抗菌素的分離純化 維生素的分離純化 氨基酸的脫鹽與純化 化工行業(yè) 酸堿純化、回收 電鍍液中銅的回收 食品工業(yè) 脫鹽與濃縮 苛性堿回收 純水制備 水的脫鹽、高純水、 地下水的凈化 染料工業(yè) 活性染料的脫鹽與回收 廢水處理 印染廠廢水脫色 造紙廠廢水凈化 納濾應(yīng)用 ? 螺旋霉素的提?。? ? SPM發(fā)酵濾液 → 微濾和超濾（去除蛋白質(zhì)等大分子）→ 納 濾（聚酰胺型膜材料），透過無機鹽和水，濃縮SPM。 ? 操作條件：進料流量 55L/h；操作壓力 。 結(jié)果表明：發(fā)酵液中的螺旋霉素幾乎全部被截留；膜的透過通量可高達 30L/h；濃縮倍數(shù)和得率高。 幾種膜分離技術(shù)的分離范圍 膜 的 分 類 與 物 性反 滲 透納 濾超 濾微 濾單 價 鹽不 游 離 酸水懸 浮 粒 子大 分 子糖二 價 鹽游 離 酸● ?■▲● ?■▲● ?■▲● ?■▲● ?■▲● ?■▲● ?■▲???●■▲●■▲●■▲●●●■▲■▲■▲■■■▲▲▲過程 膜結(jié)構(gòu) 驅(qū)動力 應(yīng)用對象 實 例 微濾 對稱微孔膜 ~10μm 壓力差 消毒、澄清收集細胞 培養(yǎng)懸浮液除菌，產(chǎn)品消毒，細胞收集 超濾 不對稱微孔膜 １ ~５ 0nm 壓力差 大分子物質(zhì)分離 蛋白質(zhì)的分離 /濃縮 /純化 /脫鹽 /去熱源 納濾 復(fù)合膜 ＜ 1nm 壓力差 Donna效應(yīng) 小分子物質(zhì)分離 糖 /二價鹽 /游離酸的分離 透析 對稱的或不對稱的膜 濃度差 小分子有機物/無機離子 除小分子有機物或無機離子 幾種膜分離技術(shù)的適用范圍 影響膜過濾的各種因素 ① 壓力 ②濃度 ③溫度 ④流速 ⑤其它因素 膜污染 ? 膜使用中最大的問題是膜污染。 ? 是指處理物料中的微粒，膠體或溶質(zhì)大分子與膜存在物理化學作用或機械作用而引起的在膜表面或膜孔內(nèi)吸附，沉積造成膜孔徑變小或堵塞，使膜產(chǎn)生透過流量與分離特性的不可逆變化現(xiàn)象。 ? 膜污染的表現(xiàn)一是膜通量下降；二是通過膜的壓力和膜兩側(cè)的壓差逐漸增大；三是膜對生物分子的截留性能改變。 ? 膜污染與濃差極化在概念上不同， 濃差極化加重了污染，但濃差極化是可逆的，即變更操作條件可使之消除，而污染是不可逆的，必須通過清洗的辦法，才能消除。 膜的污染 (fouling) ? 膜的污染大體可分為沉淀污染 、 吸附污染 、 生物污染 1 沉淀污染 ? 沉淀污染對 反滲透 和 納濾 的影響尤為顯著。當過濾液中鹽的濃度超過了其溶解度，就會在膜上形成 沉淀 或 結(jié)垢 。 ? 普遍受人們關(guān)注的污染物是鈣、鎂、鐵和其它金屬的沉淀物，如氫氧化物、碳酸鹽和硫酸鹽等。 2 吸附污染 ? 有機物在 膜表面的吸附 通常是影響膜性能的主要因素。 ? 隨時間的延長，污染物在 膜孔內(nèi)的吸附或累積 會導(dǎo)致孔徑減少和膜阻增大，這是難以恢復(fù)的。 ? 與膜污染相關(guān)的有機物特征包括它們對膜的親和性，分子量，功能團和構(gòu)型。一般來講膜的親水性越強有機物不宜吸附。而疏水作用可增加其在膜上的積累，導(dǎo)致嚴重的吸附污染。 膜的污染 (fouling) 3 生物污染 ? 是指微生物在膜內(nèi)積累，從而影響系統(tǒng)性能的現(xiàn)象。 ? 膜組件內(nèi)部潮濕陰暗，是一個微生物生長的理想環(huán)境， ? 微生物粘附和生長形成生物膜。老化生物膜主要分解成蛋白質(zhì)、核酸、多糖酯等，強烈吸附在膜面上引起膜表面改性。 ? 微生物生物膜，可直接 (通過酶作用 )或間接 (通過局部 pH或還原電勢作用 )降解膜材料，造成膜壽命縮短，膜結(jié)構(gòu)完整性被破壞。 ? 細菌對不同聚合物粘附速率大不相同。如聚酰胺膜比醋酸纖維素膜更易受細菌污染。所以，生物親和性被降低和易清洗的聚合物為材質(zhì)的分離膜，會阻礙生物膜的生長。 膜的污染 (fouling) 防止膜污染的方法 ? 可以通過控制膜污染影響因素，減少膜污染的危害，延長膜的有效操作時間，減少清洗頻率，提高生產(chǎn)能力和效率，因此在用微濾，超濾分離，濃縮細胞，菌體或大分子產(chǎn)物時，必須注意以下幾點 : ?
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