膜分离技术的技术特点
微滤(MF)又称微孔过滤，属于精密过滤，其基本原理是筛网分离过程。微滤膜的材料分为有机和无机两大类。有机聚合物包括醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料包括陶瓷和金属。鉴于微孔膜的分离特性，微孔膜的应用范围主要是从气相和液相中截留颗粒、细菌等污染物，以达到净化、分离和浓缩的目的。
对于微滤来说，膜的截留特性是用膜的孔径来表征的，孔径通常在0.1 ~ 1微米之间，所以微滤膜可以分离大直径的细菌和悬浮固体。可用于一般料液的澄清、安全过滤和空气灭菌。
超滤
是介于微滤和纳滤之间的膜过程，膜的孔径在0.05um-1nm之间。超滤是一种膜分离技术，可以对溶液进行净化、分离和浓缩。超滤过程通常可以理解为与膜孔径相关的筛选过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定压力下，当水流过膜表面时，只允许水和小于膜孔径的小分子物质通过，从而达到净化、分离和浓缩溶液的目的。
对于超滤来说，膜的截留特性是用标准有机物的截留分子量来表征的，一般在1000 ~ 300000之间。因此，超滤膜可以分离大分子有机物(如蛋白质、细菌)、胶体、悬浮物等。广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化和除热。
纳滤
它是一种介于超滤和反渗透之间的膜分离技术。其截止分子量在80 ~ 1000范围内，孔径为几个纳米，故称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，它在制药、生化、食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。
对于纳滤，膜的截留特性表现为对标准NaCl、MgSO4 _ 4、CaCl2 _ 2溶液的截留率，通常为60% ~ 90%，对应的截留分子量为100 ~ 1000。因此，纳滤膜可以将小分子有机物与水和无机盐分离，同时实现脱盐和浓缩。
反渗透
它是利用反渗透膜只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质或小分子物质的选择性透过性，以膜两侧的静压力为驱动力来分离液体混合物的膜过程。反渗透是膜分离技术的重要组成部分，具有水质高、运行成本低、无污染、操作方便、运行可靠等诸多优点，已成为海水和苦咸水淡化及纯水制备最节能、最简单的技术。它已广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等诸多行业。反渗透技术已成为现代工业水处理技术的首选。
反渗透的截留目标是所有离子，只允许水通过膜。NaCl截留率在98%以上，出水为去离子水。反渗透可以去除可溶性金属盐、有机物、细菌、胶粒和发热物质，即可以截留所有离子。反渗透膜已广泛应用于纯水、软化水、去离子水的生产、产品浓缩和废水处理，如垃圾渗滤液的处理。
过程原理
膜分离的基本技术原理相对简单。过滤过程中，料液由泵加压，料液以一定的流速沿滤膜表面流动。分子量大于被膜截留分子量的物质分子不会通过膜回流到进料罐，分子量小于被膜截留分子量的物质或分子通过膜形成透析液。所以膜系统有两个出口，一个是回流(浓缩液)出口，一个是透析液出口。单位时间(Hr)和单位膜面积(m2)内流出的透析液的量(L)称为膜通量(LMH)，即过滤速度。影响膜通量的因素有:温度、压力、TDS、离子浓度、粘度等。
由于膜分离过程是纯物理过程，具有无相变、节能、体积小、可拆卸等特点，使得膜广泛应用于发酵、制药、植物提取、化工、水处理过程和环保行业。根据不同成分有机物的分子量，选择不同的膜和合适的膜技术，以达到最佳的膜通量和截留率，从而提高生产收率，降低投资规模和运行成本。
澄清和净化技术的系统应用
-超滤/微滤膜系统
用于澄清、净化和分离的膜主要是超滤/微滤膜，由于截留物质分布范围广，广泛应用于固液分离、大小分子物质分离、色素去除、产品纯化、油水分离等工艺过程。
超滤/微滤膜分离可以替代自然沉降、板框过滤、真空转鼓分离、离心分离、溶剂萃取、树脂纯化、活性炭脱色等传统工艺。
可用于澄清净化技术的膜分离组件主要有陶瓷膜、平板膜、不锈钢膜、中空纤维膜、卷式膜和管式膜。
膜分离、澄清和纯化的优点:
浓缩和纯化技术
-纳滤膜系统
膜分离技术在浓缩和纯化过程中主要采用截留分子量为100 ~ 1000 dal的纳滤膜。纳滤膜的主要特点是对二价离子、功能糖、小分子色素、肽等物质的截留率在98%以上，而对一些一价离子、小分子酸碱、醇类等有30-50%的透过率。常用于溶质分类、溶液中低分子物质的洗脱、离子组分的调节、溶液体系的浓缩等物质的分离、精制和浓缩过程。
纳滤膜分离技术常用来代替冷冻干燥、薄膜蒸发、离子交换脱盐、树脂浓缩和中和等传统工艺。
可用于浓缩和纯化技术的膜组件主要有:卷式膜和管式膜。
纳滤膜分离技术浓缩纯化的优势；
工业应用制药工业
●生物发酵液过滤灭菌和下游分离纯化。
●树脂分析溶液的浓缩和分析试剂的回收。
●农药水剂和粉剂的生产和应用
●中药提取液过滤、除杂、浓缩。
●中药提取物的生产和应用
●合成药物、原料药和中间体的脱盐和浓缩。
●结晶母液的回收
食品行业
●乳清废水的处理
●乳制品生产和加工的应用
●果汁的澄清和脱色
●食品添加剂的纯化和浓缩
●茶饮料的澄清和浓缩
●啤酒、葡萄酒、黄酒的提炼。
●天然色素提取液的除杂浓缩。
●过滤、澄清和精制氨基酸发酵液。
染料化学品和助剂
水溶性染料反应溶液的脱盐和浓缩
●回收来自染料盐析的母液废水。
淀粉糖果
●糖溶液的分离、纯化和浓缩
●高果糖玉米糖浆的分离和纯化
●糖醇Sepp的分离纯化。
单糖、寡糖和多糖的分离、纯化和浓缩
环境保护和领域
●纺织、印染废水的处理和回用
●电镀废水零排放和资源回收。
*矿山和冶金废水处理和回收
●淀粉废水处理
●造纸废水的木质素回收和废水处理
●回收电泳漆废水涂层。
●酸碱废水的处理和回收
●城市污水处理和再利用
●洗车水、桑拿水、游泳池水、洗浴废水的循环处理。
●工业生产中使用的各种软化水、纯水、超纯水的制备
生物技术
●生物蛋白、多肽、酶制剂等发酵液的过滤、澄清、精制。
工艺流程操作
①打开电源，确保泵在运行时正转；
(2)参数设定:根据实验要求的温度和压力，设定最高工作压力和温度；
(3)膜准备，膜在投入使用前必须清洗干净，使膜达到最佳工作状态；
④膜分离；
⑤膜清洗:物料加工后，膜受到一定程度的污染，应进行一定程度的清洗。
洗涤
无机膜清洗:用1%HNO3溶液循环清洗15min，打开滤液阀，让滤液返回循环槽，继续清洗15min，然后用自来水系统清洗至中性；
有机膜的清洗:调节pH至11% na 5 P3 o 10+0.5% EDTA+0.2% SDS+NaOH，清洗45min分钟，然后用纯水清洗至中性。
保护
如果超过3天不使用膜，应使用1%甲醛溶液密封，冬季使用20%甘油密封。
膜系统图
1、陶瓷膜系统(生物发酵液过滤灭菌、中药植物提取液过滤除杂)
2.卷式膜系统(流体过滤、净化和浓缩)
3.中空膜系统(水处理工业中的预处理)
技术介绍
超滤是一种膜分离技术。它是在一定压力下(压力为0.07~0.7MPa，最大不超过1.05MPa)，水、溶解盐等电解质为微小颗粒，可以透过超滤膜，而分子量相对较大的颗粒和胶体物质被超滤膜阻隔，使水中的部分颗粒得以分离的技术。
超滤膜的孔径是几十到几百埃，介于反渗透和微孔膜之间。超滤膜的孔径由一定相对分子量的物质的截留试验确定，用相对分子量的值表示。在水处理中，超滤膜用于去除水中的悬浮物和胶体物质。超滤膜也广泛应用于制药行业。
当滤膜被污染或结垢时，一般用双氧水或次氯酸钠溶液清洗。反冲洗不能清洗膜表面。超滤最高操作温度为45℃，pH为1.5 ~ 13.0。超滤是去除水中有机物的措施，也可以去除微量的胶体、有机物、树脂屑等。超滤常置于脱盐系统之后或反渗透装置之前，以保护反渗透膜。
韩石超滤膜组件使用的膜材料一般包括:二醋酸纤维(CA)、三醋酸纤维(CTA)、氰乙基醋酸纤维(CN-CA)、聚砜(PS)、磺化聚砜(SPS)、聚砜酰胺(PSA)，以及酚酞侧基聚芳砜(PDC)、聚偏氟乙烯(PVDF)和聚丙烯腈(PAN)。其中，醋酸纤维素(CA)、聚砜(PS)、聚丙烯腈(PAN)和聚醚砜(POS)得到了广泛应用。此外，还有动态成型的超滤膜。
膜技术是膜分离技术的简称，是一种仿生膜。不同介质通过人工材料(膜材料)进行分离，分离过程多由压力、浓度差、电位差等因素驱动。根据分离精度的不同，压力驱动膜可分为微滤(MF)膜、超滤(UF)膜、纳滤(NF)膜和反渗透(RO)膜。
膜技术广泛应用于环境、能源、电子、医药等方面。近二十年来，由于它能去除常规处理工艺难以去除的水污染物，其在水处理领域的应用越来越受到各国的重视。不同类型的膜技术应用于不同的子领域，包括城市污水处理和再生、自来水处理、工业用水回用、海水淡化、家用净水器等。
膜技术图谱