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1、膜分离技术新进展及在水处理中的应用摘要：综合概述了电渗析、反渗透、超谁、纳摊、徽摊等膜分离技术的最新研究进展,并具体介绍了其在废水处理领域中的应用概况。最后,探讨了膜分离技术的研究与发展趋势。关键词：膜分离技术进展应用膜技术是20世纪60年代后迅速崛起的一门分离技术,它是利用特殊制造的具有选择透过性能的薄膜,在外力推动下对混合物进行分离、提纯、浓缩的一种分离方法。它已经广泛地应用到当前的大多数工业中,而且被认为将在21世纪的工业技术改造中起战略作用,是21世纪最有发展前途的高新技术之一。膜分离技术在环境保护的水处理中有着广泛的应用。11.1膜分离技术膜分离的工作
2、原理膜可以是固相、液相或气相,膜的结构可是均质或非均质的,膜可以是中性的或带电的,但必须具有选择性通过物质的特性。它的工作原理为:一是根据混合物物质的质量、体积、大小和几何形态的不同,用过筛的方法将其分离;二是根据混合物的不同化学性质分离开物质,物质通过分离膜的速度(溶解速度)取决于进入膜的速度和进入膜的表面扩散到膜的另一表面的速度(扩散速度),而溶解速度完全取决于被分离物与膜材料之间化学性质的差异,扩散速度除化学性质外还与物质的分子量有关,速度愈大,透过膜所需的时间愈短,混合物中各组分透过膜的速度相差愈大,则分离效率愈高。分为反渗透(Reverse-osmosi
3、s,RO)、超滤(Uitra-filtrationUF)、微滤(Micro-filtration,MF)、纳滤(NF)、电渗析(Electro-dialysis,ED)和膜接触器(MC)。1.2膜分离技术的特点与传统的分离技术相比,膜分离具有以下特点[1]:第一,膜分离通常是一个高效的分离过程,可以做到将相对分子量为几千甚至几百的物质进行分离。第二,膜分离过程耗能低,大多数膜分离过程都不发生“相”的变化。第三,多数膜分离过程的工温度在室温附近,特别适于对热过敏物质的处理。第四,膜分离设备本身没有运动部件,很少需要维护,可靠度很高。第五,膜分离由于分离效率高,通常
4、设备的体积比较小,占地较少。正因如此,膜技术的应用更受青睐。1.3膜的分类(1)按膜结构分类:膜的形态结构决定了分离机理,也决定了其应用,可分为固膜和液膜,固膜又分为对称膜(柱状孔膜、多孔膜、均质膜)和不对称膜(多孔膜、具有皮层的多孔膜、复合膜);液膜又分为存在于固体多孔支撑层中的液膜和以乳液形式存在的液膜。(2)按化学组成分类:不同的膜材料具有不同的化学稳定性、热稳定性、机械性能和亲和性能。目前已有数十种材料用于制备分离膜,具体见表1[2]。(3)按几何形态分类:在使用过程中,膜都制成一定形式的组件作为膜分离装置的分离单元,工业上常用的膜组件形式有板框式、圆管
5、式、螺旋卷式和中空纤维式。后三种皆为管状膜,它们的差别主要是直径不同:直径大于10mm的为管式膜,直径在0.5～10mm之间的是毛细管式膜,直径小于0.5mm的为中空纤维膜。管状膜直径越小,则单位体积里的膜面积越大。(4)按分离机理分类:大致可分为多孔膜、无孔膜和载体膜。如表2。2膜分离技术进展2.1电渗析电渗析（ED）是以直流电为推动力,利用阴阳离子交换膜对水溶液中阴阳离子的选择透过性,使一个水体中的离子通过膜迁移到另一水体中的物质分离过程。1952年,美国lonics公司,根据电渗析原理,研制成功世界上第一台电渗析器,用于苦咸水淡化制取生活饮用水。70年代频策
6、倒极电渗析技术开发成功,使电渗析装运行更加方便,工作应用更加稳定日本50年代末开发这一技术,60年代用于海水浓缩制盐和抓孩工业制浓盐水我国1958年开始研究开发电渗析技术,1965年我国第一台电诊析装试用于成昆铁路建设,1967年完成了异相离子交换膜的工业化生产,三十年来,已在海水、苦咸水淡化制取生活饮用水和工业用纯水、超纯水制造,发挥了显著的效果。其应用面遗布全国各地的各行各业,其应用面之广和膜产盆大均居世界同行前列。2.2反渗透反渗透（RO）是以压力为推动力,利用反渗透膜只能透过水而不能透过溶质的选择透过性,从某一含有备种无机物、有机物和微生物的水体中,提取纯
7、水的物质分离过程。1960年Loeb等人,根据上述原理制备了世界上第一高脱盐率、高通量的不对称膜醋酸纤维素反渗透膜。70年代初美国社邦公司开发成功了芳族聚酷胺中空纤维反渗透膜；80年代初聚酷胺复合膜及卷式元件研究成功,80年代末,高脱盐率复合膜及卷式元件投产;90年代中,超低压商脱盐度聚酷胺复合膜及元件投放市场。我国反渗透膜技术的研究开发,始于年1965,“全国海水淡化会战”为不对称反渗透膜的开发打下了良好的基础,1982年我国第一个卷式膜元件研究成功,1983年中空纤维组件研制成功年大型引卷式组件研制成功；1985年大型中空纤维组件研制成功。这些组件成功地应用于
8、商压锅炉补
