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(shí)還存在 Donnan效應(yīng)，廣泛應(yīng)用于制藥、食品等行業(yè)中。 ? 同時(shí)水在納濾膜中的滲透速率遠(yuǎn)大于反滲透膜，所以當(dāng)需要對(duì)低濃度的二價(jià)離子和分子量在 500到數(shù)千的溶質(zhì)進(jìn)行截留時(shí)，選擇納濾比使用反滲透經(jīng)濟(jì)。 ? 應(yīng)用： （ 1）小分子量的有機(jī)物質(zhì)的分離； （ 2）有機(jī)物與小分子無機(jī)物的分離； （ 3）溶液中一價(jià)鹽類與二價(jià)或多價(jià)鹽類的分離； （ 4）鹽與其對(duì)應(yīng)酸的分離。 納濾的應(yīng)用 納濾的應(yīng)用 行 業(yè) 處理對(duì)象 行 業(yè) 處理對(duì)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(jī)鹽和水，濃縮SPM。 ? 操作條件：進(jìn)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(dá) 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(jià) 鹽不 游 離 酸水懸 浮 粒 子大 分 子糖二 價(jià) 鹽游 離 酸● ?■▲● ?■▲● ?■▲● ?■▲● ?■▲● ?■▲● ?■▲???●■▲●■▲●■▲●●●■▲■▲■▲■■■▲▲▲過程 膜結(jié)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)力 應(yīng)用對(duì)象 實(shí) 例 微濾 對(duì)稱微孔膜 ~10μm 壓力差 消毒、澄清收集細(xì)胞 培養(yǎng)懸浮液除菌，產(chǎn)品消毒，細(xì)胞收集 超濾 不對(duì)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(jià)鹽 /游離酸的分離 透析 對(duì)稱的或不對(duì)稱的膜 濃度差 小分子有機(jī)物/無機(jī)離子 除小分子有機(jī)物或無機(jī)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(xué)作用或機(jī)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(duì)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(duì) 反滲透 和 納濾 的影響尤為顯著。當(dāng)過濾液中鹽的濃度超過了其溶解度，就會(huì)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(jī)物在 膜表面的吸附 通常是影響膜性能的主要因素。 ? 隨時(shí)間的延長，污染物在 膜孔內(nèi)的吸附或累積 會(huì)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(jī)物特征包括它們對(duì)膜的親和性，分子量，功能團(tuán)和構(gòu)型。一般來講膜的親水性越強(qiáng)有機(jī)物不宜吸附。而疏水作用可增加其在膜上的積累，導(dǎo)致嚴(yán)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(gè)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(qiáng)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(xì)菌對(duì)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(xì)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(huì)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(shí)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(xì)胞，菌體或大分子產(chǎn)物時(shí)，必須注意以下幾點(diǎn) : ?
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