膜分离技术有哪些优点及不足

Question

如题所述

Answer 1

膜是具有选择性分离功能的材料，利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。

膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。

微滤（MF）又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。

对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1～1微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。

超滤（UF）

是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1nm之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。

对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在1000～300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。

纳滤（NF）

是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术， 其截留分子量在80～1000的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、 食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。

对于纳滤而言，膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征，通常截留率范围在60～90%，相应截留分子量范围在100～1000，故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离，实现脱盐与浓缩的同时进行。

反渗透（RO）

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透过性，以膜两侧静压为推动力，而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分，因具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作方便运行可靠等诸多优点 ，而成为海水和苦咸水淡化，以及纯水制备的最节能、最简便的技术.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中首选的水处理技术。

反渗透的截留对象是所有的离子，仅让水透过膜，对NaCl的截留率在98%以上，出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质，也即能截留所有的离子，在生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛，如垃圾渗滤液的处理。

膜分离技术的优点归纳有以下几点：

（1）在常温下进行

有效成分损失极少，特别适用于热敏性物质，如抗生素等医药、果汁、酶、蛋白的分离与浓缩

（2）无相态变化

保持原有的风味，能耗极低，其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8

（3）无化学变化

典型的物理分离过程，不用化学试剂和添加剂，产品不受污染

（4）选择性好

可在分子级内进行物质分离，具有普遍滤材无法取代的卓越性能

（5）适应性强

处理规模可大可小，可以连续也可以间隙进行，工艺简单，操作方便，易于自动化

（6）能耗低

只需电能驱动，能耗极低，其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8

缺点：

所有的技术都不是万能的，并不是任何场合都适合采用膜技术，也不是采用单一膜技术就能解决所有问题，比如膜技术虽然浓缩成本低，但不能将产品浓缩成干物质；再比如膜技术虽然具有选择过滤性，但是同分异构体就无法实现分离。因此在设计生产工艺的过程中，需要结合实际情况，结合传统工艺，在适当的地方才是适当的技术，才能使生产工艺最顺畅。最终的目的是工艺流程通畅、能耗最低、人工最省，占地最少，经济最优。

Answer 2

　　膜分离技术优点
　　1、能耗低。膜分离不涉及相变，对能量要求低，与蒸馏、结晶和蒸发相比有较大的差异。
　　2、分离条件温和，对于热敏感物质的分离很重要。
　　3、操作方便，结构紧凑、维修成本低、易于自动化。
　　膜分离技术缺点
　　1、膜面易发生污染，致使膜分离性能降低，故需采用与工艺相适应的膜面清洗方法。
　　2、稳定性、耐药性、耐热性、耐溶剂能力有限，故使用范围有限。
　　3、单独的膜分离技术功能有限，需与其他分离技术连用。
　　

Answer 3

膜分离技术的优点：
1、在常温下进行：有效成分损失极少，特别适用于热敏性物质，如抗生素等医药、果汁、酶、蛋白的分离与浓缩；
2、无相态变化：保持原有的风味，能耗极低，其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8；
3、无化学变化：典型的物理分离过程，不用化学试剂和添加剂，产品不受污染；
4、选择性好：可在分子级内进行物质分离，具有普遍滤材无法取代的卓越性能；
5、适应性强：处理规模可大可小，可以连续也可以间隙进行，工艺简单，操作方便，易于自动化；
6、能耗低：只需电能驱动，能耗极低，其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8。
缺点：
1、膜技术虽然浓缩成本低，但不能将产品浓缩成干物质；
2、膜技术虽然具有选择过滤性，但是同分异构体就无法实现分离。
膜分离技术，是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术。由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，因此，已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。
应用领域：

1、微滤
具体涉及领域主要有：医药工业、食品工业（明胶、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等）、高纯水、城市污水、工业废水、饮用水、生物技术、生物发酵等。

2、超滤
早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来，随着超滤技术的发展，如今超滤技术已经涉及食品加工、饮料工业、医药工业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等众多领域。

3、纳滤
纳滤的主要应用领域涉及：食品工业、植物深加工、饮料工业、农产品深加工、生物医药、生物发酵、精细化工、环保工业等。

4、反渗透
由于反渗透分离技术的先进、高效和节能的特点，在国民经济各个部门都得到了广泛的应用，主要应用于水处理和热敏感性物质的浓缩，主要应用领域包括以下：食品工业、牛奶工业、饮料工业、植物（农产品）深加工、生物医药、生物发酵、制备饮用水、纯水、超纯水、海水、苦咸水淡化、电力、电子、半导体工业用水、医药行业工艺用水、制剂用水、注射用水、无菌无热源纯水、食品饮料工业、化工及其它工业的工艺用水、锅炉用水、洗涤用水及冷却用水。

5、其他
除了以上四种常用的膜分离过程，另外还有渗析、控制释放、膜传感器、膜法气体分离、液膜分离法等。本回答被网友采纳

Answer 4

随着近年来环保的要求和标准意识的提高，膜分离技术越来越受到有关部门的重视。膜分离技术作为一个新兴的行业膜分离技术均是利用特殊制造的多孔材料，选择性地分离水和水中的杂质，以达到人们特定的目的。，

1、膜的定义

膜分离是用一张特殊制造的膜，来利用外力或者内外的压力差来进行分离和提纯。膜本可以是均匀的一张，也可以是由两个或者两个以上来构成，但是不论膜本身厚度，它都由这两个界面分别与被其分隔于两侧的流体相物质相接触。

2、膜分离的基本原理

分离膜具有选择透过性，所以它可以使有的混合物质通过，有的截留。它与传统过滤的不同在于，分离膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。但是，不同的膜分离过程，他们使物质截留、通过的原理有的类似，有的则完全不一样。总的来说，分离膜之所以能使混在一起的物质分开，不外乎两种手段，即根据混合物物理性质的不同或者根据混合物的化学性质不同。

3、膜分离的过程及特点

把膜制成适合使用的构型，与驱动设备（压力泵、或电场、或加热器、或真空泵）、阀门、仪表和管道等联成设备，在一定的工艺条件下操作，就可以来分离水溶液或混合气体。

透过的膜被称为透过流分，也称为膜分离技术，作为一种新型的技术，膜分离技术也具有高效。　
膜分离技术作为一种新型高科技技术，膜分离具有高效；能耗低；工作温度在常温附近、设备操作简单；维护方便，运行稳定；规模和处理能力范围很大；设备体积小；占地少等特点，因而也使其越来越受到关注，在市场中的占比也逐年在提高，应用范围也越来越广。

4、常规膜分离方法

膜分离方法是以天然或人工合成的高分子薄膜，以外界的能量或化学位差为推动力，对双组份或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。目前常规的膜分离方法主要包括：微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析等。

Answer 5

抗生素是保障人类身体健康，控制感染性疾病和动植物病害防治的重要药物，同人民的日常生活密切相关，抗生素生产过程中产生的废水是一类成分复杂，色度高，生物毒性大，含有多种仰制物质的难降解高浓度有机废水，对环境的影响非常严重，已受到环保部门的高度重视；膜分离技术是一种处理生产抗生素所产生污水的新型污水处理方法，它的优势在于能耗低、效率高、效果好、处理工艺简单、连续处理能力强、占地面积小等特点。