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產品知識
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膜分離基礎知識及應用【1】

關鍵詞:膜分離,膜材料,微濾,超濾

日期:2019-04-10作者:膜實驗設備
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對于剛剛接受到膜分離應用的新用戶來說,本文能夠給您一個明確的指導和指示作用,試圖通過簡單的描述快速的讓您了解膜分離的相關基礎知識。
 

膜分離基本介紹:


膜分離是一種通過連續結構的分子排列中的孔或微小間隙選擇性地分離(分餾)材料的技術。膜分離按孔徑和分離驅動力分類。這些分類包括:微濾(MF),超濾(UF),離子交換(IE),
和反滲透(RO)(圖文介紹http://www.meganmarkwedding.com/read/51.html)。
 
在下圖中,顯示了與可以采用的膜分離方法的孔徑大致對應的變體物質的實例。




膜分離壓力影響:


膜分離壓力圖譜
當反滲透膜分離不同濃度的含水離子溶液時,來自較低濃度溶液的水有一種自然現象(滲透壓)滲透膜以將濃縮溶液稀釋至等于膜兩側的離子濃度。
 
當對濃縮溶液施加液壓(更大且與滲透壓相反)時,水分子將通過膜到更稀溶液側。該方法能夠將水與離子和低分子量有機成分分離。
 
超濾膜具有0.001-0.01μm的孔。這使得能夠根據其相對分子大?。ɑ蛑亓浚┚_分離,濃縮和純化溶解和懸浮的成分。
 
根據所選擇的膜,微濾膜的孔徑范圍為0.08至0.5μm。這些膜能夠有效和精確地分離和濃縮懸浮顆粒和膠體顆粒。
 



過濾的模型和模式:



                  
               死端過濾                                                   錯流過濾


如上圖所示,有兩種用于膜過濾的模式 - 直接(或“死端”)過濾和錯流過濾。
 
在直接過濾中,完整的原水供應源直接通過過濾器,類似于傳統的砂濾。這些過濾器需要定期清潔(或反洗)膜。
 
相反,錯流過濾模式采用在膜表面上(平行)平行流動的高速原水流動。該流動使膜表面不會結垢或積聚固體。
 
在實際應用中應該考慮流體成分,膜材料等因素,選擇合適的過濾方式。

 
膜的選擇性,過濾模塊的幾何形狀和清潔方法。
 
能源成本 - 直接流過濾需要較少的能源,因為沒有給水循環。采用錯流過濾,膜表面上較高的給水速度(以及伴隨的能量消耗)通過減少膜污染提供更高的過濾速率 - 除非過濾非常干凈的飼料。因此,
 
選擇循環速度并考慮處理量和過濾速率與速度性能等方面需要經濟的評估和優化。



膜分離功能和應用:


膜分離主要用于從液體中分離固體。固體可以是顆粒狀或溶液狀。膜分離還用于實現液 - 液分離和氣 - 液輸注。反滲透(RO),超濾器(UF),
微濾器(MF)是膜技術,其采用跨膜的壓力作為分離的驅動力(跨膜壓力或TMP)。
 
 
典型的UF應用是病毒,細菌,發酵液,膠體和顆粒以及溶解的高分子量聚合物的濃縮和純化。
 
膜分離可以在低于環境溫度下進行。因此,它們適用于制造可降解材料,例如藥物和食品。 UF在溶劑中去除內毒素和從草稿中去除細菌等應用中具有良好的性能。
 
MF有效地用于從液體中分離和純化懸浮固體,膠體顆粒和細菌。 MF還用于從氣體中去除顆粒和細菌。
 
非過濾膜技術:
 - 使用濃度差異作為分離驅動力的透析。
 - 使用電位差作為分離驅動力的電透析。
 
人工腎是透析的具體實例,其中對于腎衰竭患者有效地去除血液雜質。



膜材料主要構成:


有機膜:
用于配制有機膜的典型材料是:
 - 聚乙烯(PE)
 - 聚四氟乙烯(PTFE)
 - 聚丙烯(PP)
 - 醋酸纖維素(CA),聚丙烯腈(PAN)
 - 聚酰亞胺(PI)
 - 聚砜(PS)
 - 聚醚砜(PES)
 
 
無機膜:
用于無機膜的主要材料是:
 - 氧化鋁(Al2O3)
 - 氧化鋯(ZrO2)
(其中在我們的產品知識www.meganmarkwedding.com/read/15.html一文中有詳細描述陶瓷膜材料,請查閱)

 
也有其他被用作膜的材料如下:
 - 不銹鋼(SUS)
 - 玻璃(Sirasu多孔玻璃,SPG)
 
與有機膜相比,無機膜在耐熱性和耐化學性以及機械強度方面表現優異。這些優勢通常抵消了其固有的較高資本成本。

(請閱讀下文http://www.meganmarkwedding.com/read/18.html
 

本文撰寫大部分借鑒AsahiKASEI,撰寫目的用于膜分離用戶了解膜分離相關知識。



 

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