納濾膜分離技術(shù)及其應(yīng)用

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1、分離分析化學(xué)-11-納濾膜分離技術(shù)及其應(yīng)用葉振君（華東理工大學(xué)，上海，200237）摘要：納濾是介于反滲透和超濾之間的一種新型的膜分離技術(shù)。本文綜述了納濾膜的特性，分離機(jī)理及其在在水處理、食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展，并對(duì)其更廣泛的發(fā)展前景進(jìn)行展望。關(guān)鍵詞：納濾，納濾膜，膜分離，應(yīng)用NanofiltrationMembraneTechnologyandItsApplicationsYeZhen-jun（ShanghaiKeyLaboratoryofChemicalBiology,SchoolofPharmacy,EastChinaUnive

2、rsityofScienceandTechnology,Shanghai200237）Abstract:Nanofiltrationisanewpressure-drivenmembrane-separationtechniquesimilartoreverseosmosisfiltrationandultrafiltration．Inthispaper，thecharacteristicsandmechanismsofnanofiltrationarediscussedinbrief.Applicationsofnanofiltrationm

3、embranesinwatertreatment，pharmaceuticalindustry，foodandchemicalindustriesetc.arereviewed.Inaddition，futureprospectsonthedevelopmentofnanofiltrationarealsopresented．Keywords:nanofiltrationmembrane,membraneseparation,application1膜技術(shù)介紹1.1概述膜分離是在20世紀(jì)初出現(xiàn)，20世紀(jì)60年代后迅速崛起的一門分離新技術(shù)[1]。

4、膜分離技術(shù)(MembraneSeparationTechnology)以選擇性透過(guò)膜為分離介質(zhì)，當(dāng)膜兩側(cè)存在某種推動(dòng)力(如壓力差、濃度差、電位差等)時(shí)，原料側(cè)組分選擇性地透過(guò)膜，以達(dá)到分離、提純的目的。膜分離技術(shù)以其低能耗、高效率被認(rèn)為是理想的分離技術(shù)之一。由于其兼有分離、濃縮、純化和精制的功能，又有高效、節(jié)能、環(huán)保、分子級(jí)過(guò)濾及過(guò)濾過(guò)程簡(jiǎn)單、易于控制等特征，因此，目前已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、生物、環(huán)保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領(lǐng)域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，已成為當(dāng)今分離科學(xué)中最重要的手段之一。分離分析化學(xué)-11-膜

5、是具有選擇性分離功能的材料。利用膜的選擇性分離實(shí)現(xiàn)料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過(guò)程稱作膜分離。它與傳統(tǒng)過(guò)濾的不同在于，膜可以在分子范圍內(nèi)進(jìn)行分離，并且這過(guò)程是一種物理過(guò)程，不需發(fā)生相的變化和添加助劑。膜的孔徑一般為微米級(jí)，依據(jù)其孔徑的不同（或稱為截留分子量），可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜，根據(jù)材料的不同，可分為無(wú)機(jī)膜和有機(jī)膜，無(wú)機(jī)膜主要還只有微濾級(jí)別的膜，主要是陶瓷膜和金屬膜。有機(jī)膜是由高分子材料做成的，如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。?膜分離優(yōu)點(diǎn)：l常溫下進(jìn)行：有效成分損失極少，特別適用于熱敏性物質(zhì)，如

6、抗生素等醫(yī)藥、果汁、酶、蛋白的分離與濃縮l無(wú)相態(tài)變化：保持原有的風(fēng)味，能耗極低，其費(fèi)用約為蒸發(fā)濃縮或冷凍濃縮的1/3-1/8l無(wú)化學(xué)變化：典型的物理分離過(guò)程，不用化學(xué)試劑和添加劑，產(chǎn)品不受污染l選擇性好：可在分子級(jí)內(nèi)進(jìn)行物質(zhì)分離，具有普遍濾材無(wú)法取代的卓越性能l適應(yīng)性強(qiáng)：處理規(guī)?？纱罂尚。梢赃B續(xù)也可以間隙進(jìn)行，工藝簡(jiǎn)單，操作方便，易于自動(dòng)化1.2主要的膜技術(shù)分類當(dāng)前，國(guó)際上對(duì)膜分離技術(shù)的研究較多，這是因?yàn)槠渚哂泄?jié)能、高效、操作方便等特點(diǎn)，所以越來(lái)越受到科研工作者的重視。常用的膜分離過(guò)程除了反滲透(RO)、納濾(NF)、超濾(uF)、微濾(MF

7、)這四種膜技術(shù)之外，另外還有滲析、控制釋放、膜傳感器、膜法氣體分離等[2]。????微濾(MF)膜制品的產(chǎn)量近年來(lái)增長(zhǎng)較快，但年總產(chǎn)值在億元以下。我國(guó)MF膜制品約為整個(gè)膜市場(chǎng)份額的1/6，其潛在市場(chǎng)相當(dāng)大。鑒于微孔濾膜的分離特征，微孔濾膜的應(yīng)用范圍主要是從氣相和液相中截留微粒、細(xì)菌以及其他污染物，以達(dá)到凈化、分離、濃縮的目的。?具體涉及領(lǐng)域主要有：醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)(明膠、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等)、高純水、城市污水、工業(yè)廢水、飲用水、生物技術(shù)、生物發(fā)酵等。????超濾(uF)在我國(guó)為生產(chǎn)與應(yīng)用最廣泛的膜品種，產(chǎn)值約占整個(gè)膜產(chǎn)業(yè)的25%以上，

8、中空纖維式與板框式組件都已產(chǎn)業(yè)化，在電泳漆、酶制劑、飲料、食品、超純水、醫(yī)藥和廢液廢水回收再利用等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。早期的工業(yè)超濾應(yīng)用于廢水和污水處