膜分離法ppt課件-在線瀏覽
2025-03-04 08:58本頁面
【正文】 相轉變制膜 ?不對稱膜通常用相轉變法 (phase inversion method)制造，其步驟如下： ?1．將高聚物溶于一種溶劑中； ?2．將得到溶液澆注成薄膜； ?3．將薄膜浸入沉淀劑（通常為水或水溶液）中，均勻的高聚物溶液分離成兩相，一相為富含高聚物的凝膠，形成膜的骨架，而另一相為富含溶劑的液相，形成膜中空隙。 微濾、超濾、納濾區(qū)別： ① 膜孔徑：微濾 ~10?m 超濾 ~? 納濾~?m ② 分離粒子：微濾截留固體懸浮粒子，固液分離過程；超濾、納濾為分子級水平的分離； ③ 分理機理： 微濾、超濾和納濾為截留機理，篩分作用； ④ 壓差： 微濾、超濾和納濾壓力差不需很大 ~ MPa 透 析 ? 利用具有一定孔徑大小、高分子溶質不能透過的親水膜，將含有高分子溶質和其它小分子溶質的溶液與水溶液或緩沖液分隔；由于膜兩側的溶質濃度不同，在濃差的作用下，高分子溶液中的小分子溶質（如無機鹽） 透過膜向 水 透滲透，這就是透析。 ? 由于透析過程以濃差為傳質推動力，膜的透過量很小，不適于大規(guī)模生物分離過程、但在實驗室中應用較多。 超 濾 是以壓力為推動力，利用超濾膜不同孔徑對液體中溶質進行分離的物理篩分過程。 蛋白酶液 恒流泵 平板式超濾膜 △ P出 背壓閥 超濾過程示意圖： △ P進 透出液 截留液 當溶液體系經(jīng)由水泵進入超濾器時，在濾器內的超濾膜表面發(fā)生分離，溶劑（水）和其它小分子量溶質透過具有不對稱微孔結構的濾膜，大分子溶質和微粒（如蛋白質、病毒、細菌、膠體等）被濾膜阻留，從而達到分離、提純和濃縮產(chǎn)品的目的。 ? 蛋白、酶、 DNA的濃縮 ? 脫鹽 /純化 ? 梯度分離（相差 10倍） ? 清洗細胞、純化病毒 ? 除病毒、熱源 微 濾 以多孔薄膜為過濾介質， 壓力差 為推動力，利用篩分原理使不溶性粒子（ ）得以分離的操作。 微濾應用 ? 除去水 /溶液中的細菌和其它微粒； ? 除去組織液、抗菌素、血清、血漿蛋白質等多種溶液中的菌體； ? 除去飲料、酒類、醬油、醋等食品中的懸濁物、微生物和異味雜質。 ?膜組器于 80年代中期商品化。 ?納濾 ( NF， Nanofiltration)是一種介于反滲透和超濾之間的壓力驅動膜分離過程。 納濾膜的特點 ?納濾膜的 截留率大于 95%的最小分子約為 １ nm,故稱之為納濾膜。其表面分離層由聚電解質構成。 達到同樣的滲透通量所必需施加的壓差比用RO膜低 ～ 3 MPa，因此納濾又被稱作“低壓反滲透”或“疏松反滲透” ( Loose RO )。 ?低壓力下仍具有較高脫鹽性能； ?分離分子量相差不大但帶相反電荷的小分子（短肽、氨基酸、抗生素）。 ? 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)千的溶質進行截留時，選擇納濾比使用反滲透經(jīng)濟。 納濾的應用 納濾的應用 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 納濾應用 ? 螺旋霉素的提?。? ? SPM發(fā)酵濾液 → 微濾和超濾（去除蛋白質等大分子）→ 納 濾（聚酰胺型膜材料），透過無機鹽和水，濃縮SPM。 結果表明：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。 ? 是指處理物料中的微粒，膠體或溶質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。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 結垢 。 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。 ? 與膜污染相關的有機物特征包括它們對膜的親和性，分子量，功能團和構型。而疏水作用可增加其在膜上的積累，導致嚴重的吸附污染。 ? 膜組件內部潮濕陰暗，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。 ? 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，膜結構完整性被破壞。如聚酰胺膜比醋酸纖維素膜更易受細菌污染。 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
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