膜分離技術的(de)發展(zhan)和應用，為許多行業，如純水生(sheng)產、海水淡(dan)化(hua)(hua)、苦咸(xian)水淡(dan)化(hua)(hua)，電(dian)子工業、制藥和生(sheng)物工程、環(huan)境保護、食品、化(hua)(hua)工、紡織等工業，高質量地解(jie)決了分離、濃縮和純化(hua)(hua)的(de)問題，為循環(huan)經濟、清潔生(sheng)產提供(gong)依托技術。

 膜分離技術受到世界各技術先進國家的高度重視，近30 年來，美國、加拿大、日本和歐洲技術先進國家，一直把膜技術定位為高新技術，投入大量資金和人力，促進膜技術迅速發展，使用范圍日益擴大。
　　
膜分(fen)(fen)離(li)技(ji)術的(de)發(fa)展(zhan)和(he)應用，為許多行業，如純(chun)水生(sheng)產(chan)、海水淡化、苦咸(xian)水淡化，電子工(gong)(gong)業、制藥和(he)生(sheng)物工(gong)(gong)程、環境保護、食(shi)品、化工(gong)(gong)、紡織等(deng)工(gong)(gong)業，高質量地解(jie)決了分(fen)(fen)離(li)、濃縮和(he)純(chun)化的(de)問題，為循環經濟、清潔生(sheng)產(chan)提供依托(tuo)技(ji)術。

1 　膜分離技術簡介

1. 1 　膜的定義
　　
膜(mo)是一種起(qi)分子級分離(li)(li)(li)過(guo)濾作(zuo)(zuo)用(yong)的(de)介質，當溶液或混和氣體與(yu)膜(mo)接觸時(shi)，在壓力下，或電(dian)場作(zuo)(zuo)用(yong)下，或溫差作(zuo)(zuo)用(yong)下，某(mou)些物(wu)質可以透過(guo)膜(mo)，而另(ling)些物(wu)質則(ze)被選擇性(xing)的(de)攔截，從(cong)而使溶液中不同(tong)組分，或混和氣體的(de)不同(tong)組分被分離(li)(li)(li)，這種分離(li)(li)(li)是分子級的(de)分離(li)(li)(li)。

1. 2 　膜的種類
　　
分離膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)包括(kuo):反滲透膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(0. 0001～0. 005μm) ，納濾膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(0. 001 ～ 0. 005μm) 超濾膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(0. 001 ～ 0. 1μm) 微濾膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(0. 1～1μm) 、電滲析(xi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)、滲透氣化膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)、液(ye)體(ti)(ti)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)、氣體(ti)(ti)分離膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)、電極(ji)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)等。他們對應不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)分離機理，不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)設備，有不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)應用對象。膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)本身可(ke)以由聚(ju)合物，或(huo)無機材料(liao)，或(huo)液(ye)體(ti)(ti)制(zhi)成，其結(jie)構(gou)可(ke)以是(shi)均質(zhi)或(huo)非均質(zhi)的(de)(de)(de)(de)，多孔(kong)或(huo)無孔(kong)的(de)(de)(de)(de)，固體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)或(huo)液(ye)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)，荷電的(de)(de)(de)(de)或(huo)中性的(de)(de)(de)(de)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)厚度(du)可(ke)以薄至(zhi)(zhi)100μm ，厚至(zhi)(zhi)幾毫米。不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具有不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)微觀結(jie)構(gou)和功能，需要用不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)方法制(zhi)備。制(zhi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)方法一(yi)直是(shi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)領域的(de)(de)(de)(de)核心(xin)研究課題，也是(shi)各公司嚴格保密的(de)(de)(de)(de)核心(xin)技術。

1. 3 　膜分離技術的定義
　　
把上述的膜制成(cheng)適合工(gong)業(ye)使用(yong)的構型(xing)，與驅動(dong)設備(壓力泵、或(huo)電場、或(huo)加熱器、或(huo)真空泵) 、閥門、儀表和管道聯成(cheng)設備。在一定的工(gong)藝條件(jian)下操作，就(jiu)可以來分(fen)離水(shui)溶液或(huo)混和氣體。透過膜的組分(fen)被稱為(wei)透過流(liu)分(fen)。這種(zhong)分(fen)離技術被稱為(wei)膜分(fen)離技術。

2 　膜技術的應用領(ling)域

2. 1 　供水

2. 1. 1 　高質量飲用水供給　　
　　
隨著水體的(de)污染和人(ren)民生(sheng)活水平提高，人(ren)們越(yue)來(lai)越(yue)希(xi)望得到高質(zhi)量(liang)的(de)飲(yin)(yin)用(yong)水供(gong)給。采用(yong)活性炭吸(xi)附過濾(lv)和超濾(lv)結(jie)合制(zhi)取高質(zhi)量(liang)飲(yin)(yin)用(yong)水，設備投資少，制(zhi)水成本低(di)，是優質(zhi)飲(yin)(yin)用(yong)水制(zhi)備的(de)經(jing)濟有效方法，具(ju)有廣闊的(de)市場前景。

2. 1. 2 　工業供水　　
　　
自(zi)來水(shui)和(he)(he)地下水(shui)的(de)(de)水(shui)質不能(neng)滿足許(xu)多化學工(gong)(gong)業(ye)(ye)、電(dian)子(zi)工(gong)(gong)業(ye)(ye)和(he)(he)紡織工(gong)(gong)業(ye)(ye)的(de)(de)要求，需要經過凈化處(chu)理方可(ke)以使用(yong)，超(chao)濾膜技術是凈化工(gong)(gong)業(ye)(ye)用(yong)水(shui)的(de)(de)重要技術之一。

2. 1. 3 　醫藥用水　　
　　
醫藥針劑用水是采用多級蒸餾制備的，其工藝繁瑣、能耗高、而且質量常常得不到保證。用超濾膜技術除針劑熱源和終端水熱源，取得很好效果。
2. 2 　工藝水的處理(分離、濃縮、分級和純化)
　　在(zai)各工業生(sheng)產(chan)過程中，往往有分離、濃(nong)縮(suo)、分級和純化某(mou)種水溶液的需求。傳統用的方(fang)法是(shi)沉淀、過濾、加熱(re)、冷凍、蒸餾(liu)、萃取和結晶等(deng)過程。這(zhe)些方(fang)法表(biao)現出流程長、耗能多、物料損失多、設備龐大、效(xiao)(xiao)率低、操作繁瑣等(deng)缺點，以超濾膜技(ji)術取代某(mou)種傳統技(ji)術可以獲得(de)顯著的經濟效(xiao)(xiao)益(yi)。

2. 2. 1 　膜技術在制藥工業的應用　　
　　
膜技(ji)(ji)術廣泛應用(yong)(yong)于(yu)生物制(zhi)備(bei)(bei)和(he)醫藥生產中(zhong)的(de)分(fen)(fen)(fen)離(li)、濃(nong)縮(suo)(suo)和(he)純(chun)(chun)化。如(ru)血液(ye)(ye)制(zhi)備(bei)(bei)的(de)分(fen)(fen)(fen)離(li)、抗菌(jun)素和(he)干擾素的(de)純(chun)(chun)化、蛋(dan)白質的(de)分(fen)(fen)(fen)級和(he)純(chun)(chun)化、中(zhong)草(cao)藥劑(ji)的(de)除菌(jun)和(he)澄清等。發酵(jiao)是生物制(zhi)藥的(de)主流技(ji)(ji)術，從發酵(jiao)液(ye)(ye)中(zhong)提取(qu)藥物，傳(chuan)統工(gong)(gong)藝是溶(rong)劑(ji)萃取(qu)或加(jia)熱濃(nong)縮(suo)(suo)，反復使用(yong)(yong)有機(ji)溶(rong)劑(ji)和(he)酸堿(jian)溶(rong)液(ye)(ye)，耗量(liang)大，流程長，廢水處理(li)任務(wu)重。特別是許多(duo)藥物熱敏性強(qiang)，使傳(chuan)統工(gong)(gong)藝的(de)實用(yong)(yong)性多(duo)受(shou)限制(zhi)。國際先(xian)進(jin)的(de)制(zhi)藥生產線，大量(liang)采(cai)用(yong)(yong)膜分(fen)(fen)(fen)離(li)技(ji)(ji)術代(dai)替傳(chuan)統的(de)分(fen)(fen)(fen)離(li)、濃(nong)縮(suo)(suo)和(he)純(chun)(chun)化工(gong)(gong)藝。如(ru)以膜設備(bei)(bei)濃(nong)縮(suo)(suo)純(chun)(chun)化抗生素、中(zhong)藥湯及中(zhong)藥針(zhen)劑(ji)澄清等。

2. 2. 2 　膜技術在食品領域工業的應用　　
　　
利(li)(li)用超(chao)濾(lv)膜技術把(ba)發酵(jiao)液中產品和(he)菌(jun)體(ti)分離，再采(cai)(cai)用其(qi)它方法精制(zhi)流程。其(qi)優點是:生產效率和(he)產品質量提(ti)高;簡化了工藝流程;菌(jun)體(ti)蛋(dan)白不含外加雜質，利(li)(li)用價值高，達到資源綜合利(li)(li)用。醬油、醋的澄(cheng)清、果(guo)汁澄(cheng)清和(he)濃縮(suo)、乳制(zhi)品生產、制(zhi)糖工業都采(cai)(cai)用了膜技術。

2. 2. 3 　膜技術在各種工業生產中的應用　　
　　
凡是涉及分(fen)子級的(de)濃縮和分(fen)離的(de)過(guo)程，都有膜技術應用(yong)的(de)機會。汽(qi)車電泳(yong)(yong)漆(qi)的(de)在線純化(hua)采用(yong)超濾膜除去雜(za)質，持續保證(zheng)涂漆(qi)質量;燃料工業泳(yong)(yong)超濾膜技術分(fen)離和濃縮中間體。

2. 3 　在環境保護和水資源化的應用
　　
膜技術在廢水(shui)處(chu)理(li)、污染防治(zhi)和(he)水(shui)資源綜合利用方面(mian)得到廣泛應用。在許(xu)多情況下，不僅處(chu)理(li)了廢水(shui)，還能回收有用物質和(he)能量。

2. 3. 1 　各種含油廢水及廢油的處理　　
　　
①采(cai)油(you)(you)(you)回(hui)注(zhu)水(shui)(shui)的(de)處理(li)(li):膜(mo)(mo)法(fa)可(ke)以除(chu)去(qu)(qu)在水(shui)(shui)中的(de)乳化(hua)溶解油(you)(you)(you)，提高(gao)注(zhu)入水(shui)(shui)的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)。②含油(you)(you)(you)廢(fei)水(shui)(shui)的(de)處理(li)(li):許多工業生(sheng)產(chan)(chan)和運輸業都產(chan)(chan)生(sheng)大(da)量(liang)(liang)的(de)含油(you)(you)(you)廢(fei)水(shui)(shui)，膜(mo)(mo)濾技術是達標(biao)排放最有效的(de)方法(fa)。③廢(fei)潤滑(hua)油(you)(you)(you)的(de)純(chun)(chun)化(hua):用(yong)常規技術加膜(mo)(mo)分離，可(ke)得到(dao)很純(chun)(chun)的(de)潤滑(hua)油(you)(you)(you)，適用(yong)于汽車(che)等廢(fei)機(ji)油(you)(you)(you)的(de)處理(li)(li)。④機(ji)床切削(xue)油(you)(you)(you)的(de)純(chun)(chun)化(hua)回(hui)收:膜(mo)(mo)法(fa)可(ke)除(chu)去(qu)(qu)廢(fei)切削(xue)油(you)(you)(you)中的(de)細菌(jun)和雜質(zhi)(zhi)，處理(li)(li)后回(hui)用(yong)。⑤廢(fei)食用(yong)油(you)(you)(you)的(de)純(chun)(chun)化(hua)處理(li)(li)技術:食用(yong)油(you)(you)(you)在連續(xu)高(gao)溫(wen)下產(chan)(chan)生(sheng)致癌物質(zhi)(zhi)，用(yong)膜(mo)(mo)法(fa)可(ke)將這部分除(chu)去(qu)(qu)。⑥食用(yong)菜(cai)籽油(you)(you)(you)的(de)純(chun)(chun)化(hua):菜(cai)籽油(you)(you)(you)中含有15 %～48 %高(gao)含炭量(liang)(liang)的(de)芥子(zi)(zi)酸。用(yong)膜(mo)(mo)法(fa)可(ke)除(chu)去(qu)(qu)，達到(dao)標(biao)準(芥子(zi)(zi)酸<5 %) 。

2. 3. 2 　廢水的處理及回用　　
　　
①膜生(sheng)物反應器處(chu)理生(sheng)活污水(shui)(shui)(shui)回用(yong)(yong)(yong)(yong)中水(shui)(shui)(shui)，其占地面積小，設備投資低(di)，處(chu)理水(shui)(shui)(shui)質好。②印刷顯影廢(fei)水(shui)(shui)(shui)的(de)處(chu)理及回用(yong)(yong)(yong)(yong)，采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)膜技(ji)術(shu)處(chu)理可以達標排(pai)放，也可回收(shou)。③電鍍(du)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)可采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)膜技(ji)術(shu)處(chu)理，水(shui)(shui)(shui)回用(yong)(yong)(yong)(yong)，污染(ran)物回槽利用(yong)(yong)(yong)(yong)。④印染(ran)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)膜分離可除去有色染(ran)料，得到的(de)水(shui)(shui)(shui)回用(yong)(yong)(yong)(yong)。牛仔布印染(ran)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)可回收(shou)靛藍燃料。⑤造紙廢(fei)水(shui)(shui)(shui)用(yong)(yong)(yong)(yong)膜可將廢(fei)水(shui)(shui)(shui)中的(de)木(mu)質素、色素等分離出(chu)來，凈化水(shui)(shui)(shui)可排(pai)放或回用(yong)(yong)(yong)(yong)。

2. 3. 3 　水的淡化技術　　
　　
①海水淡(dan)化技(ji)術:應(ying)用(yong)最(zui)新的膜(mo)蒸餾技(ji)術，最(zui)適合(he)和船(chuan)用(yong)發動機熱交換器(qi)連用(yong)，利(li)用(yong)廢熱生產淡(dan)水，適合(he)于中、小型漁(yu)船(chuan)遠航捕撈使用(yong)。②咸水淡(dan)化技(ji)術:將天然咸水用(yong)膜(mo)淡(dan)化到應(ying)用(yong)水質標準(zhun)。

2. 4 　氣體分離、濃縮技術及其應用
　　
①氧(yang)化(hua)濃(nong)(nong)縮(suo):可(ke)(ke)用(yong)膜(mo)裝置制成安全、簡(jian)便(bian)的(de)醫(yi)療和(he)理療設(she)備，也可(ke)(ke)用(yong)于煉(lian)鋼吹氧(yang)或助燃(ran)等工(gong)業(ye)生產，富氧(yang)濃(nong)(nong)度35 %～80 %。②氮氣(qi)濃(nong)(nong)縮(suo):氮氣(qi)可(ke)(ke)用(yong)于食品(pin)保(bao)存(cun)、汽車存(cun)儲、飛機加油、防爆(bao)及化(hua)學工(gong)業(ye)，膜(mo)設(she)備的(de)氮可(ke)(ke)濃(nong)(nong)縮(suo)至90 %～98 %。③二氧(yang)化(hua)碳(tan)、二氧(yang)化(hua)硫(liu)、氫氣(qi)的(de)分(fen)(fen)離(li):當二氧(yang)化(hua)碳(tan)、二氧(yang)化(hua)硫(liu)、氫氣(qi)分(fen)(fen)別和(he)其它氣(qi)體混(hun)和(he)在(zai)一起時，可(ke)(ke)用(yong)膜(mo)將它們(men)分(fen)(fen)離(li)出(chu)來，滿足(zu)工(gong)業(ye)的(de)需要。④氫氣(qi)的(de)分(fen)(fen)離(li)和(he)濃(nong)(nong)縮(suo):在(zai)化(hua)工(gong)產品(pin)制造時，往往排出(chu)大量(liang)氫氣(qi)，可(ke)(ke)用(yong)膜(mo)法將氫氣(qi)分(fen)(fen)離(li)出(chu)來。

2. 5 　其它
　　
①膜(mo)法保鮮(xian)劑(ji):在水(shui)果、蛋類外部侵(qin)涂(tu)一(yi)層膜(mo)可(ke)達保鮮(xian)目的(de)。保鮮(xian)后，存放期長，外觀色澤好。②制造維生素(su)E 的(de)膜(mo)法分離技術:用膜(mo)可(ke)以從黃豆油中提(ti)取VE 的(de)混合(he)物，其(qi)抽(chou)提(ti)劑(ji)可(ke)循環使用。

3 　膜分離技術的國內發展動態
　　
中國的膜技術從60 年代中期起步研究，長時間在實驗室內和中試規模徘徊。從“七五”計劃開始，國家科委把膜技術列為國家重大科研項目加以支持，膜技術取得較大進展，特別是改革開放的國策促進了廣泛的國際交流，膜技術在國民經濟發展中的重要性日益增大，國內膜工業產值也逐漸增加。
　　
近10 年來，中國的膜技術的總體水平有了很大的進展，但與國際技術先進國家的差距仍然很大。問題主要表現在:生產現代化、產業化程度低，原料不規范，工藝參數未嚴格控制，產品質量不穩定;膜的品種少，應用范圍小。尤其應用的工藝設計、系統成套能力、膜組件水平、相關機電產品等方面，尚未達到國際先進水平，遠不能滿足國內市場需求，膜技術存在著很大的發展空間。
　　
首先，我們要加強研發能力，推動膜技術產業的發展，依靠科技進步，提高產品質量，降低成本，增加品種，擴大應用面。
　　
再者，通過招商引資，引進(jin)技術，消化吸收，提高膜技術應用的工藝設計、系統成套能力，膜制備和膜組件水平(ping)，膜品(pin)種及相關機電產品(pin)等方面達到國(guo)際先進(jin)水平(ping)。

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