第一篇：膜分離技術(shù)的種類

膜分離技術(shù)的種類、特點(diǎn)及其應(yīng)用領(lǐng)域

膜分離是在20世紀(jì)初出現(xiàn)，20世紀(jì)60年代后迅速崛起的一門分離新技術(shù)。膜分離技術(shù)由于兼有分離、濃縮、純化和精制的功能，又有高效、節(jié)能、環(huán)保、分子級過濾及過濾過程簡單、易于控制等特征，因此，目前已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、生物、環(huán)保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領(lǐng)域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，已成為當(dāng)今分離科學(xué)中最重要的手段之一。

膜分離技術(shù)是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時，實(shí)現(xiàn)選擇性分離的技術(shù)，半透膜又稱分離膜或?yàn)V膜，膜壁布滿小孔，根據(jù)孔徑大小可以分為：微濾膜（MF）、超濾膜（UF）、納濾膜（NF）、反滲透膜（RO）等，膜分離都采用錯流過濾方式。

膜分離技術(shù)最重要的組成部分是膜。膜是具有選擇性分離功能的材料。利用膜的選擇性分離實(shí)現(xiàn)料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過程稱作膜分離。它與傳統(tǒng)過濾的不同在于，膜可以在分子范圍內(nèi)進(jìn)行分離，并且這過程是一種物理過程，不需發(fā)生相的變化和添加助劑。膜的孔徑一般為微米級，依據(jù)其孔徑的不同（或稱為截留分子量），可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜，根據(jù)材料的不同，可分為無機(jī)膜和有機(jī)膜，無機(jī)膜主要還只有微濾級別的膜，主要是陶瓷膜和金屬膜。有機(jī)膜是由高分子材料做成的，如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。錯流膜工藝中各種膜的分離與截留性能以膜的孔徑和截留分子量來加以區(qū)別。膜分離技術(shù)特點(diǎn)

膜是具有選擇性分離功能的材料，利用膜的選擇性分離實(shí)現(xiàn)料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過程稱作膜分離。與傳統(tǒng)的蒸餾、吸附、吸收、萃取、深冷分離等分離技術(shù)相比，膜分離具有以下特點(diǎn)：

? 膜分離通常是一個高效的分離過程。? 膜分離過程的能耗（功耗）通常比較低。

? 多數(shù)膜分離過程的工作溫度在室溫附近，特別適用于對熱敏物質(zhì)的處理 膜分離設(shè)備本身沒有運(yùn)動的部件，工作溫度又在室溫附近，所以很少需要維護(hù)，可靠度很高。它的操作十分簡單，而且從開動到得到產(chǎn)品的時間很短，可以在頻繁的啟、停下工作。? 膜分離過程的規(guī)模合處理能力可在很大范圍內(nèi)變化，而它的效率、設(shè)備單價、運(yùn)行費(fèi)用等都變化不大。

? 膜分離由于分離效率高，通常設(shè)備的體積比較小，占地較少。

工藝優(yōu)點(diǎn)

（1）在常溫下進(jìn)行

有效成分損失極少，特別適用于熱敏性物質(zhì)，如抗生素等醫(yī)藥、果汁、酶、蛋白的分離與濃縮。（2）無相態(tài)變化

保持原有的風(fēng)味，能耗極低，其費(fèi)用約為蒸發(fā)濃縮或冷凍濃縮的1/3-1/8。（3）無化學(xué)變化

典型的物理分離過程，不用化學(xué)試劑和添加劑，產(chǎn)品不受污染。（4）選擇性好

可在分子級內(nèi)進(jìn)行物質(zhì)分離，具有普遍濾材無法取代的卓越性能。（5）適應(yīng)性強(qiáng)

處理規(guī)?？纱罂尚?，可以連續(xù)也可以間隙進(jìn)行，工藝簡單，操作方便，易于自動化（6）能耗低

只需電能驅(qū)動，能耗極低，其費(fèi)用約為蒸發(fā)濃縮或冷凍濃縮的1/3-1/8。應(yīng)用領(lǐng)域 微濾

又稱微孔過濾，它屬于精密過濾，其基本原理是篩孔分離過程。微濾膜的材質(zhì)分為有機(jī)和無機(jī)兩大類，有機(jī)聚合物有醋酸纖維素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。無機(jī)膜材料有陶瓷和金屬等。鑒于微孔濾膜的分離特征，微孔濾膜的應(yīng)用范圍主要是從氣相和液相中截留微粒、細(xì)菌以及其他污染物，以達(dá)到凈化、分離、濃縮的目的。

對于微濾而言，膜的截留特性是以膜的孔徑來表征，通?？讖椒秶?.1～1微米，故微濾膜能對大直徑的菌體、懸浮固體等進(jìn)行分離?？勺鳛橐话懔弦旱某吻?、保安過濾、空氣除菌。鑒于微孔濾膜的分離特征，微孔濾膜的應(yīng)用范圍主要是從氣相和液相中截留微粒、細(xì)菌以及其他污染物，以達(dá)到凈化、分離、濃縮的目的。

具體涉及領(lǐng)域主要有：醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)（明膠、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等）、高純水、城市污水、工業(yè)廢水、飲用水、生物技術(shù)、生物發(fā)酵等。超濾

是介于微濾和納濾之間的一種膜過程，膜孔徑在0.05um至1nm之間。超濾是一種能夠?qū)⑷芤哼M(jìn)行凈化、分離、濃縮的膜分離技術(shù)，超濾過程通常可以理解成與膜孔徑大小相關(guān)的篩分過程。以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力，以超濾膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當(dāng)水流過膜表面時，只允許水及比膜孔徑小的小分子物質(zhì)通過，達(dá)到溶液的凈化、分離、濃縮的目的。

對于超濾而言，膜的截留特性是以對標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)物的截留分子量來表征，通常截留分子量范圍在1000～300000，故超濾膜能對大分子有機(jī)物（如蛋白質(zhì)、細(xì)菌）、膠體、懸浮固體等進(jìn)行分離，廣泛應(yīng)用于料液的澄清、大分子有機(jī)物的分離純化、除熱源。

早期的工業(yè)超濾應(yīng)用于廢水和污水處理。三十多年來，隨著超濾技術(shù)的發(fā)展，如今超濾技術(shù)已經(jīng)涉及食品加工、飲料工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、生物制劑、中藥制劑、臨床醫(yī)學(xué)、印染廢水、食品工業(yè)廢水處理、資源回收、環(huán)境工程等眾多領(lǐng)域。納濾

是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術(shù)，其截留分子量在80～1000的范圍內(nèi)，孔徑為幾納米，因此稱納濾?；诩{濾分離技術(shù)的優(yōu)越特性，其在制藥、生物化工、食品工業(yè)等諸多領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用前景。

對于納濾而言，膜的截留特性是以對標(biāo)準(zhǔn)NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率來表征，通常截留率范圍在60～90%，相應(yīng)截留分子量范圍在100～1000，故納濾膜能對小分子有機(jī)物等與水、無機(jī)鹽進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)脫鹽與濃縮的同時進(jìn)行。納濾的主要應(yīng)用領(lǐng)域涉及：食品工業(yè)、植物深加工、飲料工業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品深加工、生物醫(yī)藥、生物發(fā)酵、精細(xì)化工、環(huán)保工業(yè)等。反滲透

是利用反滲透膜只能透過溶劑（通常是水）而截留離子物質(zhì)或小分子物質(zhì)的選擇透過性，以膜兩側(cè)靜壓為推動力，而實(shí)現(xiàn)的對液體混合物分離的膜過程。反滲透是膜分離技術(shù)的一個重要組成部分，因具有產(chǎn)水水質(zhì)高、運(yùn)行成本低、無污染、操作方便運(yùn)行可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)，而成為海水和苦咸水淡化，以及純水制備的最節(jié)能、最簡便的技術(shù).目前已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、電子、化工、食品、海水淡化等諸多行業(yè)。反滲透技術(shù)已成為現(xiàn)代工業(yè)中首選的水處理技術(shù)。

反滲透的截留對象是所有的離子，僅讓水透過膜，對NaCl的截留率在98%以上，出水為無離子水。反滲透法能夠去除可溶性的金屬鹽、有機(jī)物、細(xì)菌、膠體粒子、發(fā)熱物質(zhì)，也即能截留所有的離子，在生產(chǎn)純凈水、軟化水、無離子水、產(chǎn)品濃縮、廢水處理方面反滲透膜已經(jīng)應(yīng)用廣泛，如垃圾滲濾液的處理。

由于反滲透分離技術(shù)的先進(jìn)、高效和節(jié)能的特點(diǎn)，在國民經(jīng)濟(jì)各個部門都得到了廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用于水處理和熱敏感性物質(zhì)的濃縮，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括以下：食品工業(yè)、牛奶工業(yè)、飲料工業(yè)、植物（農(nóng)產(chǎn)品）深加工、生物醫(yī)藥、生物發(fā)酵、制備飲用水、純水、超純水、海水、苦咸水淡化、電力、電子、半導(dǎo)體工業(yè)用水、醫(yī)藥行業(yè)工藝用水、制劑用水、注射用水、無菌無熱源純水、食品飲料工業(yè)、化工及其它工業(yè)的工藝用水、鍋爐用水、洗滌用水及冷卻用水。其他

除了以上四種常用的膜分離過程，另外還有滲析、控制釋放、膜傳感器、膜法氣體分離、液膜分離法等。行業(yè)應(yīng)用 制藥行業(yè)

●生物發(fā)酵液過濾除菌及下游分離純化精制

●樹脂解析液的濃縮及解析劑回收

●農(nóng)藥水劑、粉劑的生產(chǎn)應(yīng)用

●中藥浸提液過濾除雜及濃縮

●中藥浸膏生產(chǎn)應(yīng)用

●合成藥、原料藥、中間體等的脫鹽濃縮

●結(jié)晶母液回收 食品行業(yè)

●乳清廢水處理

●乳制品生產(chǎn)加工應(yīng)用

●果汁澄清脫色

●食品添加劑純化濃縮

●茶飲料澄清濃縮

●啤酒、葡萄酒、黃酒的精制加工

●天然色素提取液的除雜及濃縮

●氨基酸發(fā)酵液過濾澄清及精制 染料化工和助劑

? 水溶性染料反應(yīng)液的脫鹽濃縮

●染料鹽析母液廢水回收 淀粉糖品

●糖液分離純化及濃縮

●果葡糖漿色普分離純化

●糖醇色普分離純化

●單糖、低聚糖及多糖的分離純化及濃縮 環(huán)保及水處理領(lǐng)域

●紡織、染整、印染廢水處理及回用

●電鍍工業(yè)廢水零排放及資源回收

●礦山及冶金廢水處理回收

●淀粉廢水處理

●造紙廢水木質(zhì)素回收及廢水處理

●電泳漆廢水涂料回收

●酸、堿廢水處理回收

●市政污水的處理及回用

●洗車水、桑拿水、游泳池水、洗浴廢水等循環(huán)處理

●工業(yè)生產(chǎn)所用的各類軟化水、純水、超純水制備 生物技術(shù)

●生物蛋白、多肽、酶制劑等酵液過濾澄清及精制

第二篇：膜分離技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

膜分離技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

膜分離技術(shù)受到世界各技術(shù)先進(jìn)國家的高度重視,近30年來,美國、加拿大、日本和歐洲技術(shù)先進(jìn)國家,一直把膜技術(shù)定位為高新技術(shù),投入大量資金和人力,促進(jìn)膜技術(shù)迅速發(fā)展,使用范圍日益擴(kuò)大。

膜分離技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,為許多行業(yè),如純水生產(chǎn)、海水淡化、苦咸水淡化,電子工業(yè)、制藥和生物工程、環(huán)境保護(hù)、食品、化工、紡織等工業(yè),高質(zhì)量地解決了分離、濃縮和純化的問題,為循環(huán)經(jīng)濟(jì)、清潔生產(chǎn)提供依托技術(shù)。

膜分離技術(shù)簡介

1.1 膜的定義

膜是一種起分子級分離過濾作用的介質(zhì),當(dāng)溶液或混和氣體與膜接觸時,在壓力下,或電場作用下,或溫差作用下,某些物質(zhì)可以透過膜,而另些物質(zhì)則被選擇性的攔截,從而使溶液中不同組分,或混和氣體的不同組分被分離,這種分離是分子級的分離。

1.2 膜的種類

分離膜包括:反滲透膜(0.0001～0.005μm),納濾膜(0.001～0.005μm)超濾膜(0.001～0.1μm)微濾膜(0.1～1μm)、電滲析膜、滲透氣化膜、液體膜、氣體分離膜、電極膜等。他們對應(yīng)不同的分離機(jī)理,不同的設(shè)備,有不同的應(yīng)用對象。膜本身可以由聚合物,或無機(jī)材料,或液體制成,其結(jié)構(gòu)可以是均質(zhì)或非均質(zhì)的,多孔或無孔的,固體的或液體的,荷電的或中性的。膜的厚度可以薄至100μm ,厚至幾毫米。

不同的膜具有不同的微觀結(jié)構(gòu)和功能,需要用不同的方法制備。制膜方法一直是膜領(lǐng)域的核心研究課題,也是各公司嚴(yán)格保密的核心技術(shù)。

1.3 膜分離技術(shù)的定義把上述的膜制成適合工業(yè)使用的構(gòu)型,與驅(qū)動設(shè)備(壓力泵、或電場、或加熱器、或真空泵)、閥門、儀表和管道聯(lián)成設(shè)備。在一定的工藝條件下操作,就可以來分離水溶液或混和氣體。透過膜的組分被稱為透過流分。這種分離技術(shù)被稱為膜分離技術(shù)。膜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

2.1 供水

2.1.1 高質(zhì)量飲用水供給

隨著水體的污染和人民生活水平提高,人們越來越希望得到高質(zhì)量的飲用水供給。采用活性炭吸附過濾和超濾結(jié)合制取高質(zhì)量飲用水,設(shè)備投資少,制水成本低,是優(yōu)質(zhì)飲用水制備的經(jīng)濟(jì)有效方法,具有廣闊的市場前景。

2.1.2 工業(yè)供水

自來水和地下水的水質(zhì)不能滿足許多化學(xué)工業(yè)、電子工業(yè)和紡織工業(yè)的要求,需要經(jīng)過凈化處理方可以使用,超濾膜技術(shù)是凈化工業(yè)用水的重要技術(shù)之一。

2.1.3 醫(yī)藥用水

醫(yī)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(zhì)量常常得不到保證。用超濾膜技術(shù)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)在各工業(yè)生產(chǎn)過程中,往往有分離、濃縮、分級和純化某種水溶液的需求。傳統(tǒng)用的方法是沉淀、過濾、加熱、冷凍、蒸餾、萃取和結(jié)晶等過程。這些方法表現(xiàn)出流程長、耗能多、物料損失多、設(shè)備龐大、效率低、操作繁瑣等缺點(diǎn),以超濾膜技術(shù)取代某種傳統(tǒng)技術(shù)可以獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2.1 膜技術(shù)在制藥工業(yè)的應(yīng)用

膜技術(shù)廣泛應(yīng)用于生物制備和醫(yī)藥生產(chǎn)中的分離、濃縮和純化。如血液制備的分離、抗菌素和干擾素的純化、蛋白質(zhì)的分級和純化、中草藥劑的除菌和澄清等。發(fā)酵是生物制藥的主流技術(shù),從發(fā)酵液中提取藥物,傳統(tǒng)工藝是溶劑萃取或加熱濃縮,反復(fù)使用有機(jī)溶劑和酸堿溶液,耗量大,流程長,廢水處理任務(wù)重。特別是許多藥物熱敏性強(qiáng),使傳統(tǒng)工藝的實(shí)用性多受限制。國際先進(jìn)的制藥生產(chǎn)線,大量采用膜分離技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分離、濃縮和純化工藝。如以膜設(shè)備濃縮純化抗生素、中藥湯及中藥針劑澄清等。

2.2.2 膜技術(shù)在食品領(lǐng)域工業(yè)的應(yīng)用

利用超濾膜技術(shù)把發(fā)酵液中產(chǎn)品和菌體分離,再采用其它方法精制流程。其優(yōu)點(diǎn)是:生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量提高;簡化了工藝流程;菌體蛋白不含外加雜質(zhì),利用價值高,達(dá)到資源綜合利用。醬油、醋的澄清、果汁澄清和濃縮、乳制品生產(chǎn)、制糖工業(yè)都采用了膜技術(shù)。

2.2.3 膜技術(shù)在各種工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

凡是涉及分子級的濃縮和分離的過程,都有膜技術(shù)應(yīng)用的機(jī)會。汽車電泳漆的在線純化采用超濾膜除去雜質(zhì),持續(xù)保證涂漆質(zhì)量;燃料工業(yè)泳超濾膜技術(shù)分離和濃縮中間體。

2.3 在環(huán)境保護(hù)和水資源化的應(yīng)用膜技術(shù)在廢水處理、污染防治和水資源綜合利用方面得到廣泛應(yīng)用。在許多情況下,不僅處理了廢水,還能回收有用物質(zhì)和能量。

2.3.1 各種含油廢水及廢油的處理

①采油回注水的處理:膜法可以除去在水中的乳化溶解油,提高注入水的質(zhì)量。②含油廢水的處理:許多工業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)輸業(yè)都產(chǎn)生大量的含油廢水,膜濾技術(shù)是達(dá)標(biāo)排放最有效的方法。③廢潤滑油的純化:用常規(guī)技術(shù)加膜分離,可得到很純的潤滑油,適用于汽車等廢機(jī)油的處理。④機(jī)床切削油的純化回收:膜法可除去廢切削油中的細(xì)菌和雜質(zhì),處理后回用。⑤廢食用油的純化處理技術(shù):食用油在連續(xù)高溫下產(chǎn)生致癌物質(zhì),用膜法可將這部分除去。⑥食用菜籽油的純化:菜籽油中含有15 %～48 %高含炭量的芥子酸。用膜法可除去,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)(芥子酸<5 %)。

2.3.2 廢水的處理及回用

①膜生物反應(yīng)器處理生活污水回用中水,其占地面積小,設(shè)備投資低,處理水質(zhì)好。②印刷顯影廢水的處理及回用,采用膜技術(shù)處理可以達(dá)標(biāo)排放,也可回收。③電鍍廢水可采用膜技術(shù)處理,水回用,污染物回槽利用。④印染廢水采用膜分離可除去有色染料,得到的水回用。牛仔布印染廢水可回收靛藍(lán)燃料。⑤造紙廢水用膜可將廢水中的木質(zhì)素、色素等分離出來,凈化水可排放或回用。

2.3.3 水的淡化技術(shù)

①海水淡化技術(shù):應(yīng)用最新的膜蒸餾技術(shù),最適合和船用發(fā)動機(jī)熱交換器連用,利用廢熱生產(chǎn)淡水,適合于中、小型漁船遠(yuǎn)航捕撈使用。②咸水淡化技術(shù):將天然咸水用膜淡化到應(yīng)用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 氣體分離、濃縮技術(shù)及其應(yīng)用①氧化濃縮:可用膜裝置制成安全、簡便的醫(yī)療和理療設(shè)備,也可用于煉鋼吹氧或助燃等工業(yè)生產(chǎn),富氧濃度35 %～80 %。②氮?dú)鉂饪s:氮?dú)饪捎糜谑称繁４?、汽車存儲、飛機(jī)加油、防爆及化學(xué)工業(yè),膜設(shè)備的氮可濃縮至90 %～98 %。

③二氧化碳、二氧化硫、氫氣的分離:當(dāng)二氧化碳、二氧化硫、氫氣分別和其它氣體混和在一起時,可用膜將它們分離出來,滿足工業(yè)的需要。④氫氣的分離和濃縮:在化工產(chǎn)品制造時,往往排出大量氫氣,可用膜法將氫氣分離出來。

2.5 其它

①膜法保鮮劑:在水果、蛋類外部侵涂一層膜可達(dá)保鮮目的。保鮮后,存放期長,外觀色澤好。②制造維生素E的膜法分離技術(shù):用膜可以

從黃豆油中提取VE的混合物,其抽提劑可循環(huán)使用。

膜分離技術(shù)的國內(nèi)發(fā)展動態(tài)

中國的膜技術(shù)從60年代中期起步研究,長時間在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)和中試規(guī)模徘徊。從“七五”計(jì)劃開始,國家科委把膜技術(shù)列為國家重大科研項(xiàng)目加以支持,膜技術(shù)取得較大進(jìn)展,特別是改革開放的國策促進(jìn)了廣泛的國際交流,膜技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要性日益增大,國內(nèi)膜工業(yè)產(chǎn)值也逐漸增加。

近10年來,中國的膜技術(shù)的總體水平有了很大的進(jìn)展,但與國際技術(shù)先進(jìn)國家的差距仍然很大。問題主要表現(xiàn)在:生產(chǎn)現(xiàn)代化、產(chǎn)業(yè)化程度低,原料不規(guī)范,工藝參數(shù)未嚴(yán)格控制,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定;膜的品種少,應(yīng)用范圍小。尤其應(yīng)用的工藝設(shè)計(jì)、系統(tǒng)成套能力、膜組件水平、相關(guān)機(jī)電產(chǎn)品等方面,尚未達(dá)到國際先進(jìn)水平,遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)市場需求,膜技術(shù)存在著很大的發(fā)展空間。

首先,我們要加強(qiáng)研發(fā)能力,推動膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,依靠科技進(jìn)步,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本,增加品種,擴(kuò)大應(yīng)用面。

再者,通過招商引資,引進(jìn)技術(shù),消化吸收,提高膜技術(shù)應(yīng)用的工藝設(shè)計(jì)、系統(tǒng)成套能力,膜制備和膜組件水平,膜品種及相關(guān)機(jī)電產(chǎn)品等方面達(dá)到國際先進(jìn)水平。

第三篇：上海交通大學(xué)膜分離技術(shù)研究所

上海交通大學(xué)膜分離技術(shù)研究所

2004年4月24日上海交通大學(xué)膜分離技術(shù)研究所成立。上海交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院張振家教授任所長；聘請立升公司董事長陳良剛先生為上海交通大學(xué)兼職教授。我校盛煥燁副校長和教育部科技委倪維斗院士共同為上海交通大學(xué)膜分離技術(shù)研究所揭牌并作重要講話。出席成立儀式的還有國家海洋局高從堦院士、中國膜工業(yè)協(xié)會郭有智秘書長、校黨委常委田信燦教授、人事處長吳旦教授、環(huán)境學(xué)院院長蔡偉民教授、黨總支書記賈金平教授、藥學(xué)院常務(wù)副院長劉燕剛教授。

實(shí)現(xiàn)科技術(shù)與國民經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)的緊密結(jié)合，加強(qiáng)膜分離技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的研究、應(yīng)用、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，上海交通大學(xué)與立升公司在以往膜分離技術(shù)研究良好合作的基礎(chǔ)上，發(fā)揮 “產(chǎn)、學(xué)、研”各自的優(yōu)勢，共建膜分離技術(shù)研究所，并由立升公司注入啟動研究資金100萬元人民幣。

膜分離技術(shù)是當(dāng)今環(huán)境技術(shù)的重要研究領(lǐng)域。膜分離技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中有廣泛的應(yīng)用和可觀的市場前景。我校環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院在膜分離技術(shù)的研究方面有扎實(shí)的基礎(chǔ)。目前和世界知名的膜生產(chǎn)制造企業(yè)日本東麗公司、美國海德能公司、日本三菱公司有著廣泛技術(shù)合作；并在膜技術(shù)的的開發(fā)和成果轉(zhuǎn)化方面也進(jìn)行了包括污水和高純水方面的多種小試、中試和生產(chǎn)規(guī)模的研究試驗(yàn)。立升公司是國家認(rèn)可并重點(diǎn)扶持的高新技術(shù)企業(yè)。主要從事膜分離技術(shù)的開發(fā)生產(chǎn)和推廣應(yīng)用，目前已在國內(nèi)設(shè)立50多個經(jīng)銷基地，產(chǎn)品已成功地進(jìn)入東南亞和南非市場。立升企業(yè)所制造的工業(yè)用大中型超濾設(shè)備，在“麥當(dāng)勞”、“瀘州老窖”、“娃哈哈”、“椰樹集團(tuán)”“可口可樂”等200多家著名企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

上海交通大學(xué)膜分離技術(shù)研究所決定用3～5年的時間，將該研究所建設(shè)成為國內(nèi)領(lǐng)先、與國際接軌的高水平的研究所。其發(fā)展的主要目標(biāo)是：

1.加快膜制造技術(shù)的開發(fā)，包括對反滲透膜、納濾膜、超濾膜和微濾膜；在高通量、低污染分離膜的研究開發(fā)。

2.膜分離技術(shù)的應(yīng)用、膜操作工藝的改進(jìn)、膜自動控制程序的開發(fā)、膜工藝設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)等。

3.膜應(yīng)用范圍的進(jìn)一步拓展。除了在水處理領(lǐng)域及在醫(yī)藥、化工、電子等行業(yè)得到應(yīng)用外，更要將它培育成為一個新興的產(chǎn)業(yè)，并融合其他先進(jìn)技術(shù)，推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步。

第四篇：膜分離技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

題 目 膜分離技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

姓 名 學(xué) 號

所在學(xué)院 長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 年級專業(yè) 指導(dǎo)教師 完成時間

年 月 日

摘要：

膜分離技術(shù).，其誕生和發(fā)展是近五十年的事。上個世紀(jì) 50～ 60 年代, 人們已經(jīng)開始意識到能源的潛在危機(jī), 傳統(tǒng)高能耗的分離技術(shù)面臨巨大威脅, 不得不尋求新的節(jié)能分離方法.于是, 50 年代為膜科學(xué)及技術(shù)的基礎(chǔ)研究階段, 60～70 年代為發(fā)展并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化階段, 80 年代至今為技術(shù)深化完善, 擴(kuò)大應(yīng)用, 并研發(fā)高難度新型膜分離技術(shù)階段.膜分離技術(shù)發(fā)展到今天可分為: 微濾;超濾;反滲透;電滲析;氣體擴(kuò)散;滲透蒸發(fā);液膜分離等.膜分離過程一般無需相變化, 因此對熱敏性, 相對揮發(fā)度小或存在共沸點(diǎn)的混合物具有獨(dú)特的優(yōu)勢, 同時還節(jié)省能耗, 工業(yè)上有用膜分離來取代或部分取代精餾的情況.目前, 氣體混合物的分離工業(yè)應(yīng)用較為成熟的有, 如美國Monsanto公司開發(fā)的氣體膜分離器用于分離H2 和CO 2[2];液體混合物分離方面, 較成功的應(yīng)用有反滲透用于海水淡化和醫(yī)藥及微電子工業(yè)無菌水的制造;超濾用于酶和蛋白質(zhì)生產(chǎn)中大分子產(chǎn)品的分離提純, 食品工業(yè)中乳制品, 果汁, 酒的濃縮, 超濾還應(yīng)用于環(huán)保中廢水處理, 如汽車制造業(yè)中電泳涂料清洗用水的處理, 紙廠紙漿廢水處理等.近年來, 無機(jī)膜應(yīng)用于微濾和超濾取得了重大進(jìn)展, 它解決了聚合物膜的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性差的問題, 而且選擇性也大大提高了.膜分離技術(shù)是一種新型高效的分離技術(shù)，是對非均相體系中不同組分進(jìn)行分離、純化與濃縮的一門新興的邊緣交叉學(xué)科。它具有過程不發(fā)生相變及副反應(yīng)、無二次污染、分離效率高、操作條件溫和、能耗低等優(yōu)點(diǎn) ,是緩解資源短缺、能源危機(jī)和治理環(huán)境污染的重要措施 ,因而得到世界各國普遍重視 ,并在海水淡化、化工、印染、環(huán)保、食品、生化過程等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

目前膜分離技術(shù)被公認(rèn)為 20 世紀(jì)末至 21 世紀(jì)中期最有發(fā)展前途的高科技之一[1]。在短短的幾十年里膜技術(shù)迅速發(fā)展 ,受到世界的矚目。擴(kuò)散定理、膜的滲析現(xiàn)象、滲透壓原理、膜電勢等一系列研究為膜的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。相關(guān)科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)也使得膜的實(shí)際應(yīng)用成為可能。關(guān)鍵詞：

目錄

引言.................................................................................................................錯誤！未定義書簽。第一章 膜分離過程與膜分離技術(shù).................................................................................................4 1.1 膜分離過程.......................................................................................................................4 1.2 膜分離技術(shù).......................................................................................................................4 第二章 膜分離技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用.....................................................................................5 2.1 超濾膜分離技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用...........................................................................5 2.2納濾膜技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用....................................................................................5 2.3乳化液膜技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用................................................................................6 2.4膜生物反應(yīng)器技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用........................................................................8 第三章 結(jié)語...................................................................................................................................10 參考文獻(xiàn).........................................................................................................................................10

第一章 膜分離過程與膜分離技術(shù)

1.1 膜分離過程

膜分離過程是以選擇性透過膜為分離介質(zhì) ,當(dāng)膜兩側(cè)存在某種推動力(如壓力差、濃度差、電位差、溫度差等)時 ,原料側(cè)組分選擇性地透過膜 ,以達(dá)到分離、提純的目的。不同的膜過程使用不同的膜 ,推動力也不同。

目前已經(jīng)工業(yè)化應(yīng)用的膜分離過程有微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)、滲析(D)、電滲析(ED)、氣體分離(GS)、滲透汽化(PV)、乳化液膜(ELM)、膜生物反應(yīng)器(MBR)等。

1.2 膜分離技術(shù)

超濾(UF)、納濾(NF)、乳化液膜(ELM)、膜生物反應(yīng)器(MBR)這四大過程在技術(shù)上已經(jīng)相當(dāng)成熟 ,已有大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用 ,形成了相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)業(yè) ,有許多商品化的產(chǎn)品可供不同用途使用。氣體分離和滲透汽化是正在發(fā)展中的技術(shù)。其中氣體分離相對較為成熟一些。目前已有工業(yè)規(guī)模的氣體分離體系是:空氣中氧和氮的分離;合成氨廠中氨、氮、甲烷混合氣中氫的分離;天然氣中二氧化碳與甲烷的分離。滲透汽化是這些膜過程中唯一有相變的過程 ,在組件和過程設(shè)計(jì)中均有特殊的地方。它主要用于有機(jī)物/水 ,水/有機(jī)物 ,有機(jī)物/有機(jī)物分離 ,是最有希望取代某些高能耗的精餾技術(shù)的膜過程。20世紀(jì)80年代中期進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用階段。

膜分離技術(shù)的水處理應(yīng)用

近年來，膜分離技術(shù)應(yīng)用干廢水處理是一項(xiàng)重大的技術(shù)突破，既能對廢水進(jìn)行有效的凈化，又能回收一些有用的物質(zhì)，因此在廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用并顯示了廣闊的發(fā)展前景。本文主要對超濾膜，納濾膜、乳化液膜以及膜生物反應(yīng)器技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行綜述。

第二章 膜分離技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

2.1 超濾膜分離技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

超濾膜簡介

超濾(Ultra-Filtration ,UF)是一種壓力驅(qū)動的膜分離過程，是根據(jù)分子的大小和形態(tài)而分離的篩選機(jī)理進(jìn)行分離的。自20世紀(jì)60年代以來，超濾很快從實(shí)驗(yàn)規(guī)模發(fā)展成為重要的工業(yè)單元操作技術(shù)，它已廣泛用于食品．醫(yī)藥，工業(yè)廢水處理，高純水制備及生物技術(shù)工業(yè)。在工業(yè)廢水處理方面應(yīng)用的最普遍的是電泳涂漆過程，城市污水處理及其他工業(yè)廢水處理領(lǐng)域都是超濾未來的發(fā)展方向。

超濾膜在廢水處理中的應(yīng)用 含油廢水處理

機(jī)械行業(yè)工件的潤滑．清洗和石化行業(yè)的煉制及加工等會產(chǎn)生含油廢水，其油一般為漂浮油、分散油和乳化油三種形式存在。．其中乳化油的分離難度最大，用電解或化學(xué)法破乳使油粒凝聚的費(fèi)用較高，而超濾就不需要破乳直接可將油水分離，特別適用于高濃度乳化油的處理和回收。超濾處理乳化油廢水時，界面活性劑大部分可透過，而超濾膜對油粒子完全阻止，隨濃度增加油粒子粗?；蔀槠∮透∮谝好嫔希儆闷灿脱b置即可撤除。陸曉千[ ]等用超濾膜技術(shù)處理清洗車床、設(shè)備等含油污水，顏色為乳白色，含油(1000～5000)mg/1，COD濃度高達(dá)(10000～50000)mg/l，經(jīng)超濾膜處理后，顏色透明。含油低于10Ing/l，COD(1700～5000)mg/l，除油濾99％。

2.1.2.2城市污水的處理

污水再利用不僅減輕環(huán)境污染，而且也是解決水資源短缺的有效方法。城市污水經(jīng)二級生化處理后進(jìn)行超濾，可進(jìn)一步降低水的濁度、色度及有機(jī)物。超濾出水可作為循環(huán)冷卻水、造紙用水等對水質(zhì)要求不太高的工業(yè)用水水源。2.1.2.3電泳涂漆水處理

電泳涂漆是對汽車．冰箱，摩托車等的殼體鑲上底漆的工藝，完成后需用水漂冼去掉浮漆，為防止洗出漆的損失而且應(yīng)工藝要求，必須將漆水分離以回收漆。超濾是一種十分理想的回收漆的方法。經(jīng)超濾分離后，漆返回漆槽回收，清水則返回清洗水箱繼續(xù)使用。這樣既提高了漆的利用率由減少污水處理費(fèi)用。在超濾膜運(yùn)行中，應(yīng)注意防止霉菌繁殖使膜變質(zhì)，病毒堵塞濾膜，因此應(yīng)定期在濾液中投加適量的防霉劑。

2.2納濾膜技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

納濾膜的簡介

納濾膜（Nanofiltration membrane，NF）又稱疏松型反滲透膜，它是介于反滲透與超濾之間的一種膜分離技術(shù) 但納濾膜多數(shù)為荷電膜，其對無機(jī)鹽的分離行為不僅受到化學(xué)勢梯度控制，同時也受到電勢梯度的影響，其表面由一層非對稱性結(jié)構(gòu)的高分子與微孔支撐體結(jié)合而成，以壓力差為推動力，對水溶液中低分子量的有機(jī)溶質(zhì)截留，而鹽類組分則部分或 5

全部透過，從而使有機(jī)溶質(zhì)得到同步濃縮和脫鹽的目的。納濾膜在廢水處理中的應(yīng)用 含重金屬廢水的處理

在金屬加工和合金生產(chǎn)廢水中，含有濃度相當(dāng)高重金屬離子。將這些重金屬離子生成氧氧化物沉淀除去是處理含重金屬的廢水一般的措施。采用納濾膜技術(shù)，不僅可以回收90％以上的廢水，使之純化，而且同時使重金屬離子含量濃縮10倍左右，濃縮后的重金屬具有回收利用的價值。如果條件控制適當(dāng)，納濾膜還可以分離溶液中的不同金屬。

造紙廢水的處理

造紙廠沖洗廢水中含有大量污染物，納濾膜可以替代傳統(tǒng)的吸收和電化學(xué)方法高效地去除深色木質(zhì)素和來自木漿漂泊過程中產(chǎn)生的氯化木質(zhì)素。同樣地，用納濾膜處理含有硫酸木質(zhì)素等有色化合物的廢水，既能除去90％以上的COD，膜通量甚至比聚砜超濾膜還要高3倍。高通量可能是由于帶負(fù)電性的納濾膜截留了帶負(fù)電性的硫酸木質(zhì)素。L P Raman等[ ]采用納濾膜技術(shù)對木漿漂白液進(jìn)行處理，去除氯代木質(zhì)素和90％的色度物質(zhì)。Tomani等[ ]采用陶瓷納濾膜處理造紙廠漂白廢水，實(shí)現(xiàn)了造紙廢水的封閉式運(yùn)行。

化學(xué)工業(yè)廢水的處理

處理化學(xué)工業(yè)廢水的常用方法是濃縮后焚燒或曝氣。而且濃縮時需要除去廢水中的鹽分，因?yàn)橐菨饪s成高鹽度的廢水，這種廢水會對焚燒爐或暖氣裝置產(chǎn)生更大腐蝕。另外，廢水中含有許多生物不能降解的大分子有機(jī)物。這些問胚只有用納濾膜才能有效解決。納濾膜在濃縮水中有機(jī)成分的同時，讓鹽分透過，從而達(dá)到分級分別處理。經(jīng)濃縮后的已脫鹽廢水可以去曝氣．而透過液則可經(jīng)生化處理成無害的排放維。

石油工業(yè)廢水的處理

在石油開采和煉制過程中，會產(chǎn)生各種含有機(jī)物和無機(jī)鹽的廢水，成分非常復(fù)雜。采用納濾膜將原油廢水分離成富油的水相和無油的鹽水相．然后把富油相加入到新鮮的供水中再進(jìn)入洗油工序，這樣既回收了原油又節(jié)約了用水。石油工業(yè)的含酚廢水中酚類物質(zhì)毒性很大，必須脫出后才能排放。采用納濾技術(shù)，不僅酚的脫除率可達(dá)95%以上，而且在較低壓力下就能高效地將廢水中的鎳，汞、鈦等重金屬高價離子脫除，其費(fèi)用比反滲透等方法低得多。

食品工業(yè)廢水的處理

袁其朋等[ ]采用超濾、納濾組合工藝對大豆乳清廢水進(jìn)行了處理實(shí)驗(yàn)。經(jīng)超濾處理后的乳清廢液，再經(jīng)納濾濃縮10倍后，濃縮液中總糖約有77%被截留，其中功能性地聚糖水蘇糖和棉子糖的截留率高達(dá)95%以上，濃縮液中總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)8.72％，再經(jīng)活性炭脫色和離子交換脫鹽及真空濃縮，即可得到透明狀大豆低聚糖糖漿。該法的優(yōu)點(diǎn)在于既解決了廢水的排放問題，同時又通過回收利用增加了經(jīng)濟(jì)效益。另外，納濾膜技術(shù)在生活污水．印染廢水以及酸洗廢液等方面的處理也有廣泛的應(yīng)用。

2.3乳化液膜技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

液膜及乳化液膜簡介

液膜技術(shù)是60年代中期由美國埃克森研究與工程公司的黎念之博士提出的一種膜分離方法，直到l 986年奧地利的Marr等科學(xué)家采用液膜法，從粘膠廢液中回收鋅獲得了成功，液膜分離技術(shù)才進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用階段18l。液膜主要由膜溶劑(水或有機(jī)溶劑)，表面活性劑

(乳化劑)和添加劑組成，按其構(gòu)型和操作方式的不同，可分為乳狀液膜和支撐液膜，其中乳狀液膜更為常用。乳狀液膜可看成為一種。水/油/水”型(W/O/W)或“油/水/油”型(O/W/O)的雙重乳狀液高分散體系，將兩種互不相溶的液相通過高速攪拌或其它方法(如超聲波法、噴管法等)制成乳狀液，然后將其分散到第三種液相(連續(xù)相)中，就形成了乳狀液膜體系。乳狀液膜表面積大，傳質(zhì)速度快，可以有目的地控制其選擇性。乳狀液膜處理廢水的過程分3步進(jìn)行：

(1)制乳

對不同廢水，需選擇不同的膜溶劑、表面活性劑和內(nèi)保相攪拌后制成的W/O乳液；乳化型液膜的制備較為簡單．直接將優(yōu)選的膜配方材料加入制乳設(shè)備中即可。制乳設(shè)備的工作原理有機(jī)械攪拌、膠體磨、超聲波等。(2)傳質(zhì)

將W/O乳液分散到待處理廢水中，形成W/O/W乳液。廢水中的待分離組分，通過選擇性滲透、化學(xué)反應(yīng)、萃取和吸附等作用進(jìn)入內(nèi)包相，與內(nèi)包相中的特定組分發(fā)生反應(yīng)，從而富集于內(nèi)包相。(3)破乳

W/O/W乳液經(jīng)一段時間傳質(zhì)后，靜置，分層，水層為出水，油層為油相與內(nèi)包相的乳狀液，利用電場或機(jī)械力破壞油層乳狀液，使油相與內(nèi)包相分開，油相循環(huán)使用，富集了被分離物的內(nèi)包相進(jìn)行回收或處理后廢棄。盤塔、攪拌柱等。

破乳的目的是為了回收使用過的乳液內(nèi)相和有機(jī)相．破乳效果的優(yōu)良與否。直接關(guān)系到液膜技術(shù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性，因此此環(huán)節(jié)十分重要。

破乳方法分為化學(xué)破乳法和物理破乳法。通過調(diào)節(jié)pH值或投加化學(xué)破乳劑使液膜體系失穩(wěn)的方法叫化學(xué)破乳法。通過加熱、離心分離以及高壓電場的靜電引力來使液膜體系失穩(wěn)的方法叫物理破乳法。

乳化液膜在廢水處理中的應(yīng)用 處理含酚廢水舊

液膜法除酚效率高，流程簡單，可處理低濃度，高濃度含酚廢水。華南理工大學(xué)環(huán)境研究所采用液膜法兩段逆流連續(xù)萃取除酚，將LMS-

2、煤油、表面活性劑，氫氧化鈉水溶液混合攪拌制成乳狀液，處理后的工業(yè)含酚廢水中酚含量從1000mg/L降至0.5mg/L。破乳后可從內(nèi)水相中回收酚鈉鹽，油相則循環(huán)利用。目前，我國在液膜處酚技術(shù)方面已進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段。

2.3.2.2分離廢水中的有機(jī)物、無機(jī)酸

美國科羅拉多礦業(yè)大學(xué)的wang研究了用液膜法去除水溶液中的多種有機(jī)酸成分。如兩種有機(jī)酸溶質(zhì)體系(間甲酚、安息香酚、酚/苯基乙酸)和3種有機(jī)溶質(zhì)體系(酚/安息香酚/苯基乙酸)。以總濃度為0.012mg/L的間甲酚/安息香酸溶液的分離實(shí)驗(yàn)為例，隨膜相與外水相接觸時間延長，外水相中間甲酚/安息香酸不斷減少直至平衡，安息香酸可去除95%左右，間甲酚剩余較多。去除重金屬離子

奧地利Graz工業(yè)大學(xué)的Marr等人采用乳狀液液膜分離技術(shù)，對去除牯膠廢水中的Zn2+、Cu2+、Cd2+、Pb2+、Cr3+、Ni2+等重金屬離子傲了大量的實(shí)驗(yàn)。表明除Ni2+外，其它金屬離子的去除率均高于99％．

2.4膜生物反應(yīng)器技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

膜生物反應(yīng)器簡介

膜生物反應(yīng)器(Membrane bioreactor．MBR)廢水處理技術(shù)是把膜分離技術(shù)與廢水處理中的活性污泥工藝相結(jié)合，將生物反應(yīng)器與膜組件聯(lián)用的一項(xiàng)技術(shù)。其流程為：原水進(jìn)入生物反應(yīng)器與生物相充分反應(yīng)后，再循環(huán)泵的作用下，流經(jīng)膜組件，排放過濾出水，生物相回流人生物反應(yīng)器。膜組件取代了傳統(tǒng)工藝的二次沉淀池，且比之傳統(tǒng)工藝有許多優(yōu)點(diǎn)：(1)膜生物反應(yīng)器中同時進(jìn)行生物處理和過濾消毒作用，所以其出水水質(zhì)良好；(2)在反應(yīng)器中可獲得較高的微生物濃度，提高處理負(fù)荷；

(3)水力停留時間與污泥齡完全分離，使生物處理過程易于控制且具有更高的可 靠性和靈活性；

(4)可以截留短時間難于降解的大分子有機(jī)物；(5)設(shè)備緊湊，占地少。

膜生物反應(yīng)器在廢水處理中的應(yīng)用 城市污水處理及回用

l968年美國人smith首次提出膜生物反應(yīng)器的概念并用其處理生活污水，引起了廣泛的關(guān)注。90年代中期，日本有39座這樣的MBR處理廠在運(yùn)行，最大處理能力可達(dá)500m3/d，并且有100多處的高樓采用MBR將污水處理后回用于中水道。據(jù)報道，這些系統(tǒng)的出水已達(dá)到深度處理的標(biāo)準(zhǔn)，而且系統(tǒng)占地小。管理方便，產(chǎn)泥量很小。l997年，英國wassex公司在英國的Porlork建立了當(dāng)時世界上最大的MBR系統(tǒng)，日處理量達(dá)2000m3。1999年又在Dorset的Swanage建成了l 3000m3/d的膜生物反應(yīng)器污水處理廠。膜生物反應(yīng)器同時硝化與反硝化作用成功的去除污水中的氮，污泥停留時間相當(dāng)長，可以截留生物系統(tǒng)中的緩慢生長的硝化菌。糞便污水處理

糞便污水中有機(jī)物含量很高，傳統(tǒng)的反硝化處理方法要求有很高污泥濃度，而且固液分離不穩(wěn)定，影響了三級處理效果。MBR很好地解決了這一問題，并且使糞便污水不經(jīng)稀釋而可直接處理。到1994年，F(xiàn)j本已有l(wèi)200多套MBR系統(tǒng)用于處理4000多萬人的糞便污水。工業(yè)廢水處理

20世紀(jì)90年代以來，MBR的處理對象不斷拓寬，在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用也得到了廣泛關(guān)注，如處理食品工業(yè)廢水、水產(chǎn)加工廢水，養(yǎng)殖廢水、化妝品生產(chǎn)廢水、染料廢水．石油化工廢水，均獲得了良好的處理效果。90年代初，美國在Ohio建造了一套用于處理某汽車制造廠的工業(yè)廢水的MBR系統(tǒng)，處理規(guī)模為15lm3/d，該系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷達(dá)6.3kgCOD/m3/d，COD去除率為94%，絕大部分的油與油脂被降解。某玉米加工廠采用厭氧消化超濾膜生物反應(yīng)器處理玉米加工廢水，COD去除率達(dá)到97%，膜透過液中COD的質(zhì)量濃度可降低到100mg/L以下。90年代初，美國通用汽車公司采外置錯流管式超濾膜生物反應(yīng)器處理工業(yè)和生活混合廢水，系統(tǒng)出水COD和BOD5的質(zhì)量濃度分別低干400mg/L和100mg/L。

第三章 結(jié)語

總之,膜技術(shù)在水處理方面有著廣泛的用途,城市污水回用對緩解城市供水不足,節(jié)省珍貴的水資源,減輕水污染和改善水環(huán)境的作用是非常顯著的,大量的實(shí)踐證明了污水回用的可行性和經(jīng)濟(jì)性,隨著人們環(huán)境意識的增強(qiáng)和生活水平的提高,對污水回用要求也會越來越高,由于膜技術(shù)的特點(diǎn),技術(shù)的不斷進(jìn)步以及處理成本的不斷下降,膜技術(shù)在污水回用領(lǐng)域今后更將大有用武之地,發(fā)揮更大的作用.特別是隨著膜技術(shù)的發(fā)展,其潛在應(yīng)用領(lǐng)域?qū)粩鄶U(kuò)大,這門新興的膜技術(shù)將會在今后的科學(xué)技術(shù)發(fā)展中大顯身手,發(fā)揮更大的作用,為我們創(chuàng)造一個優(yōu)良的生活環(huán)境.參考文獻(xiàn)

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第五篇：3D打印技術(shù)種類

3D打印技術(shù)種類

SLA/DLP技術(shù)

SLA 是“Stereo lithography Appearance”的縮寫，即立體光固化成型法。用特定波長與強(qiáng)度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由點(diǎn)到線，由線到面順序凝固，完成一個層面的繪圖作業(yè)，然后升降臺在垂直方向移動一個層片的高度，再固化另一個層面。這樣層層疊加構(gòu)成一個三維實(shí)體。

SLA 是最早實(shí)用化的快速成形技術(shù)，采用液態(tài)光敏樹脂原料，工藝原理如圖所示。SLA 技術(shù)主要用于制造多種模具、模型等；還可以在原料中通過加入其它成分，SLA用原型模代替熔模精密鑄造中的蠟?zāi)?。SLA 技術(shù)成形速度較快，精度高，但由于樹脂固化過程中產(chǎn)生收縮，不可避免地會產(chǎn)生應(yīng)力或引起形變。

DLP激光成型技術(shù)和SLA立體平版印刷技術(shù)比較相似，不過它是使用高分辨率的 數(shù)字光處理器(DLP)投影儀來固化液態(tài)光聚合物，逐層的進(jìn)行光固化，由于每層固化時通過幻燈片似的片狀固化，因此速度比同類型的SLA立體平版印刷技術(shù) 速度更快。該技術(shù)成型精度高，在材料屬性、細(xì)節(jié)和表面光潔度方面可匹敵注塑成型的耐用塑料部件。精細(xì)度指數(shù)★★★★★ 硬度強(qiáng)度指數(shù)★★★

FDM熔融層積成型技術(shù)

FDM即是Fused DepositionModeling，熔融擠出成型工藝的材料一般是熱塑性材料，如ABS、PC、尼龍等，以絲狀供料。材料在噴頭內(nèi)被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運(yùn)動，同時將熔化的材料擠出，材料迅速固化，并與周圍的材料粘結(jié)。每一個層片都是在上一層上堆積而成，上一層對當(dāng)前層起到定位和支撐的作用。隨著高度的增加，層片輪廓的面積和形狀都會發(fā)生變化，當(dāng)形狀發(fā)生較大的變化時，上層輪廓就不能給當(dāng)前層提供充分的定位和支撐作用，這就需要設(shè)計(jì)一些輔助結(jié)構(gòu)－“支撐”，對后續(xù)層提供定位和支撐，以保證成形過程的順利實(shí)現(xiàn)。

這種工藝不用激光，使用、維護(hù)簡單，成本較低。用ABS制造的原型因具有較高強(qiáng)度而在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、測試與評估等方面得到廣泛應(yīng)用。近年來又開發(fā)出PC，PC/ABS，PPSF等更高強(qiáng)度的成形材料，使得該工藝有可能直接制造功能性零件。由于這種工藝具有一些顯著優(yōu)點(diǎn)，該工藝發(fā)展極為迅速，目前FDM系統(tǒng)在全球已安裝快速成形系統(tǒng)中的份額最大。精細(xì)度指數(shù)★★★ 強(qiáng)度硬度指數(shù)★★★

3DP技術(shù)

3DP即3D printing，采用3DP技術(shù)的3D打印機(jī)使用標(biāo)準(zhǔn)噴墨打印技術(shù)，通過將液態(tài)連結(jié)體鋪放在粉末薄層上，以打印橫截面數(shù)據(jù)的方式逐層創(chuàng)建各部件，創(chuàng)建三維實(shí)體模型，采用這種技術(shù)打印成型的樣品模型與實(shí)際產(chǎn)品具有同樣的色彩，還可以將彩色分析結(jié)果直接描繪在模型上，模型樣品所傳遞的信息較大。

美國麻省理工大學(xué)的Emanual Sachs教授于1989年申請了三維印刷技術(shù)（3DP）的專利。這是一種以陶瓷、金屬等粉末為材料，通過粘合劑將每一層粉末粘合到一起，通過層層疊加而成型。1993年，粉末粘合成型工藝是實(shí)現(xiàn)全彩打印最好的工藝，使用石膏粉末、陶瓷粉末、塑料粉末等作為材料，是目前最為成熟的彩色3D打印技術(shù)。精細(xì)度指數(shù)★★★ 強(qiáng)度硬度指數(shù)★★★ 彩色指數(shù)★★★★★

SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)/SLM

SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)，即Selective Laser Sintering，和3DP技術(shù)相似，同樣采用粉末為材料。所不同的是，這種粉末在激光照射高溫條件下才能融化。噴粉裝置先鋪一層粉末材料，將材料預(yù)熱到接近熔化點(diǎn)，在采用激光照射，將需要成型模型的截面形狀掃描，使粉末融化，被燒結(jié)部分粘合到一起。通過這種過程不斷循環(huán)，粉末層層堆積，直到最后成型。

SLS最初是由美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的 Carlckard 于 1989 年在其碩士論文中提出的。后美國 DTM 公司于 1992 年推出了該工藝的商業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備 Sinter Sation。幾十年來，奧斯汀分校和 DTM 公司在 SLS 領(lǐng)域做了大量的研究工作，在設(shè)備研制和工藝、材料開發(fā)上取得了豐碩成果。德國的 EOS 公司在這一領(lǐng)域也做了很多研究工作，并開發(fā)了相應(yīng)的系列成型設(shè)備。激光燒結(jié)技術(shù)成型原理最為復(fù)雜，成型條件最高，設(shè)備及材料成本最高的3D打印技術(shù)，但也是目前對3D打印技術(shù)發(fā)展影響最為深遠(yuǎn)的技術(shù)。目前SLS技術(shù)材料可以是尼龍、蠟、陶瓷、金屬等，SLS技術(shù)成型材料的的種類多元化。精細(xì)度指數(shù)★★★ 強(qiáng)度硬度指數(shù)★★★★★

LOM 技術(shù)

分層實(shí)體制造法（LOM——Laminated Object Manufacturing），LOM 又稱層疊法成形，它以片材（如紙片、塑料薄膜或復(fù)合材料）為原材料，其成形原理如圖所示，激光切割系統(tǒng)按照計(jì)算機(jī)提取的橫截面輪廓線數(shù)據(jù)，將背面涂有熱熔膠的紙用激光切割出工件的內(nèi)外輪廓。切割完一層后，送料機(jī)構(gòu)將新的一層紙疊加上去，利用熱粘壓裝置將已切割層粘合在一起，然后再進(jìn)行切割，這樣一層層地切割、粘合，最終成為三維工件。

LOM 常用材料是紙、金屬箔、塑料膜、陶瓷膜等，此方法除了可以制造模具、模型外，還可以直接制造構(gòu)件或功能件。

該技術(shù)的特點(diǎn)是工作可靠，模型支撐性好，成本低，效率高。缺點(diǎn)是前、后處理費(fèi)時費(fèi)力，且不能制造中空結(jié)構(gòu)件。成形材料：涂敷有熱敏膠的纖維紙；制件性能：相當(dāng)于高級木材；

主要用途：快速制造新產(chǎn)品樣件、模型或鑄造用木模。精細(xì)度指數(shù)★★ 強(qiáng)度硬度指數(shù)★★