膜分離過(guò)程

膜分離過(guò)程已成為工業(yè)上氣體分離、水溶液分離、化學(xué)品和生化產(chǎn)品的分離與純化的重要過(guò)程。廣泛應用于食品、飲料加工過(guò)程、工業(yè)污水處理、大規?？諝夥蛛x、濕法冶金技術(shù)、氣體和液體燃料的生產(chǎn)以及石油化工制品生產(chǎn)等。

膜從廣義上可以定義為兩相之間的一個(gè)不連續區間。這個(gè)區間的三維量度中的一度和其余兩度相比要小的多。膜一般很薄，厚度從幾微米、幾十微米至幾百微米之間，而長(cháng)度和寬度要以米來(lái)計量。

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多孔膜又分為非對稱(chēng)膜和復合膜

①非對稱(chēng)膜的膜體可分為表皮層和支撐層：表皮層質(zhì)地致密，厚度很?。?.1～0.2μm），但它決定了膜的選擇性和滲透性能；支撐層具有多孔結構，它提供必要的機械強度。膜的結構可通過(guò)調節鑄膜液組成和凝膠形成條件予以控制。

②復合膜是以多孔膜作支撐層，覆以極薄的表皮層。用于工業(yè)分離的合成膜，可制成片狀、管狀和中空纖維狀等，因此膜分離設備也隨之具有多種結構形式。膜的結構形態(tài)，通常借助于電子顯微鏡技術(shù)、電子透射或掃描來(lái)觀(guān)察。

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膜的種類(lèi)

按微觀(guān)結構分：

對稱(chēng)膜、不對稱(chēng)膜、復合膜、多層復合膜等。

按宏觀(guān)結構分

平板膜、卷式膜、管式膜、毛細管膜、中空纖維等。

無(wú)論在實(shí)驗室或工業(yè)規模的生產(chǎn)中，膜都被制成一定形式的組件作為膜分離裝置的分離單元。在工業(yè)上應用并實(shí)現商品化的膜組件主要有平板型、圓管型、螺旋卷型和中空纖維型，相應的膜的幾何形狀分為平板式、管式、毛細管式和中空纖維式。后三種皆為管狀膜，它們的差別主要是直徑不同：直徑>10mm的為管式膜；直徑在0.5～10mm之間的是毛細管式膜；直徑<0.5mm的為中空纖維膜。管狀膜直徑越小則單位體積里的膜面積越大。

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分離原理

反滲透膜的選擇透過(guò)性與組分在膜中的溶解、吸附和擴散有關(guān)，因此除與膜孔的大小、結構有關(guān)外，還與膜的化學(xué)、物理性質(zhì)有密切關(guān)系，即與組分和膜之間的相互作用密切相關(guān)。由此可見(jiàn)，反滲透分離過(guò)程中化學(xué)因素（膜及其表面特性）起主導作用。

當用一個(gè)半透性膜分離兩種不同濃度的溶液時(shí)，膜僅允許溶劑分子通過(guò)。由于濃溶液中溶劑的化學(xué)1位低于它在稀溶液中的化學(xué)1位，稀溶液中的溶劑分子會(huì )自發(fā)地透過(guò)半透膜向濃溶液中遷移。