膜分離技術(shù)基礎(chǔ)基本特性

膜分離技術(shù)以其節(jié)能效果顯著、設(shè)備簡單、操作方便、容易控制而受到廣大用戶的普遍歡迎。選擇適當(dāng)?shù)哪し蛛x過程，可替代鼓式真空過濾、板框壓濾、離子交換、離心分離、溶媒抽提、靜電除塵、袋式過濾、吸附/再生、絮凝/共聚、傾析/沉淀、蒸發(fā)、結(jié)晶等多種傳統(tǒng)的分離與過濾方法。

膜分離過程是一個(gè)高效、環(huán)保的分離過程，它是多學(xué)科交 叉 的高新技術(shù)，它在物理、化學(xué)和生物性質(zhì)上可呈現(xiàn)出各種各樣的特性，具有較多的優(yōu)勢(shì)。

與傳統(tǒng)的分離技術(shù)如蒸餾、吸附、吸收、萃取、深冷分離等相比，膜分離技術(shù)具有以下特點(diǎn) ：

※ 高效的分離過程

※ 低能耗

※ 接近室溫的工作溫度

※ 品質(zhì)穩(wěn)定性好

※ 連續(xù)化操作

※ 靈活性強(qiáng)

※ 純物理過程

※ 環(huán)保

(一)發(fā)展史

膜在大自然中，特別是在生物體內(nèi)是廣泛存在的，但我們?nèi)祟悓?duì)它的認(rèn)識(shí)、利用、模擬直至現(xiàn)在人工合成的歷史過程卻是漫長而曲折的。我國膜科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是從1958年研究離子交換膜開始的。60年代進(jìn)入開創(chuàng)階段。1965年著手反滲透的探索，1967年開始的全國海水淡化會(huì)戰(zhàn)，大大促進(jìn)了我國膜科技的發(fā)展。70年代進(jìn)入開發(fā)階段。這時(shí)期，微濾、電滲析、反滲透和超濾等各種膜和組器件都相繼研究開發(fā)出來，80年代跨入了推廣應(yīng)用階段。80年代又是氣體分離和其他新膜開發(fā)階段。

(二)現(xiàn)狀

隨著我國膜科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，相應(yīng)的學(xué)術(shù)、技術(shù)團(tuán)體也相繼成立。她們的成立為規(guī)范膜行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)、促進(jìn)膜行業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。

半個(gè)世紀(jì)以來，膜分離完成了從實(shí)驗(yàn)室到大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的轉(zhuǎn)變，成為一項(xiàng)高效節(jié)能的新型分離技術(shù)。1925年以來，差不多每十年就有一項(xiàng)新的膜過程在工業(yè)上得到應(yīng)用。

由于膜分離技術(shù)本身具有的優(yōu)越性能，故膜過程現(xiàn)在已經(jīng)得到世界各國的普遍重視。在能源緊張、資源短缺、生態(tài)環(huán)境惡化的今天，產(chǎn)業(yè)界和科技界把膜過程視為二十一世紀(jì)工業(yè)技術(shù)改造中的一項(xiàng)極為重要的新技術(shù)。曾有專家指出：誰掌握了膜技術(shù)誰就掌握了化學(xué)工業(yè)的明天。

80年代以來我國膜技術(shù)跨入應(yīng)用階段，同時(shí)也是新膜過程的開發(fā)階段。在這一時(shí)期，膜技術(shù)在食品加工、海水淡化、純水、超純水制備、醫(yī)藥、生物、環(huán)保等領(lǐng)域得到了較大規(guī)模的開發(fā)和應(yīng)用。并且，在這一時(shí)期，國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目和自然科學(xué)基金中也都有了膜的課題。

目前，這一潛力巨大的新興行業(yè)正在以蓬勃的激情挑戰(zhàn)市場，為眾多的企業(yè)帶來了較為顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。

膜分離是 在20世紀(jì)初出現(xiàn)，上世紀(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(jí)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(huì)效益，已成為當(dāng)今分離科學(xué)中最重要的手段之一。 膜可以是固相、液相、甚至是氣相的。用各種天然或人工材料制造出來的膜品種繁多，在物理、化學(xué)、生物性質(zhì)上呈現(xiàn)出各種各樣的特性。

大多數(shù)人會(huì)認(rèn)為，膜離我們的生活非常遙遠(yuǎn)。其實(shí)不然，膜分離技術(shù)非常貼近我們的日常生活。如水、果汁、牛奶、保健品、中藥、茶食品、飲料、調(diào)味品等我們隨時(shí)可能接觸到的，都會(huì)用到膜分離技術(shù)。

隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，膜分離技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不但會(huì)越來越廣泛，而且其會(huì)被越來越多的人認(rèn)識(shí)和接受。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，2001年全世界膜和膜組件的銷售額已接近80億美 元 ，成套設(shè)備和膜工程的市場則已達(dá)到數(shù)百億美元，而且每年還在以10%~20%的幅度遞增，顯示出這一新興產(chǎn)業(yè)的廣闊前景。

膜分離過程作為一門新型的高分離、濃縮、提純、凈化技術(shù)，在近30年來發(fā)展迅速，已成為解決當(dāng)前能源、資源和環(huán)境污染問題的重要手段及可持續(xù)發(fā)展技術(shù)的基礎(chǔ)。本書詳細(xì)、系統(tǒng)介紹了膜的基本概念以及反滲透、超濾、微濾和納濾等分離過程的機(jī)理，特征，計(jì)算模型，膜工藝過程，各種膜材料及制備方法、性能測定，實(shí)驗(yàn)室用和工業(yè)用膜設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)，膜分離技術(shù)在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域如海水脫鹽，純水制備及食品工業(yè)、電子工業(yè)、石油化工、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境工程等的應(yīng)用實(shí)例。本書可供有關(guān)工程技術(shù)人員、科研人員參考，也可作為相關(guān)專業(yè)大專院校教學(xué)用書或教學(xué)參考書。

(一)微濾

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。

(二)超濾

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。

(三)納濾

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)保凈水和污水處理及其資源化工業(yè)……(四)反滲透

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(gè)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、洗滌用水及冷卻用水。

(五)其他常用膜分離過程

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、 膜法氣體分離等。

緒論1

一、膜及膜過程1

二、膜分離過程的優(yōu)點(diǎn)2

三、膜過程分類3

參考文獻(xiàn)6

第一章 膜的定義、分類、制備及其應(yīng)用7

一、膜的定義7

二、膜的分類7

三、膜的使用13

參考文獻(xiàn)18

第二章 反滲透(高濾)19

第一節(jié) 概述19

一、反滲透的發(fā)展歷史及其應(yīng)用19

二、我國反滲透技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用20

三、反滲透過程和應(yīng)用中有待進(jìn)一步研究的課題21

第二節(jié) 反滲透基本原理22

一、反滲透過程22

二、反滲透膜分離機(jī)理及分離規(guī)律22

三、滲透與滲透壓(Van′t Hoff滲透壓定律)23

四、計(jì)算溶液滲透壓的其他方法25

五、海鹽水滲透壓的計(jì)算25

第三節(jié) 反滲透過程的熱力學(xué)28

第四節(jié) 反滲透過程的傳質(zhì)機(jī)理及模型38

一、現(xiàn)象學(xué)模型38

二、溶解"para" label-module="para">

三、優(yōu)先吸附—毛細(xì)孔流理論53

四、摩擦模型67

五、孔道模型69

六、反滲透膜的其他透過機(jī)理72

第五節(jié) 反滲透膜的制作與形成機(jī)理73

一、膜的制作工藝類別74

二、相轉(zhuǎn)化制膜工藝74

三、復(fù)合膜的制備和成膜機(jī)理77

四、纖維素及其衍生物膜的制備和成膜機(jī)理79

五、膜的貯存86

第六節(jié) 反滲透膜的主要特性參數(shù)及膜材料87

一、反滲透膜的主要特性參數(shù)87

二、典型的反滲透膜材料88

三、典型的反滲透膜92

第七節(jié) 反滲透膜的污染及其改善措施104

一、濃差極化105

二、不可逆膜污染與原料水質(zhì)預(yù)處理117

三、膜裝置的清洗及其后處理134

第八節(jié) 反滲透膜分離裝置及膜成型機(jī)械裝置141

一、實(shí)驗(yàn)室的膜分離裝置141

二、工業(yè)膜分離裝置142

三、工業(yè)用膜成型機(jī)械裝置152

第九節(jié) 膜分離工藝流程155

一、膜組件的合理排列組合的意義155

二、膜組件的排列組合155

三、膜組件的排列組合方式的確定157

第十節(jié) 反滲透的應(yīng)用160

一、海水脫鹽160

二、飲用水生產(chǎn)161

三、純水生產(chǎn)162

四、用于電鍍工廠及電泳涂漆工廠的閉路循環(huán)操作163

五、用于食品工業(yè)中加工乳漿、果汁以及污水處理164

六、在紙漿及造紙工業(yè)中的應(yīng)用164

七、用于放射性廢水的濃縮164

八、油水乳液的分離165

九、低分子量水溶性組分的濃縮回收165

十、甘蔗糖汁及甜菜糖汁的濃縮167

參考文獻(xiàn)168

第三章 納濾173

第一節(jié) 概述173

一、氧化法及絮凝沉淀法173

二、膜技術(shù)法173

三、我國納濾技術(shù)的發(fā)展及其今后優(yōu)先發(fā)展的應(yīng)用領(lǐng)域175

第二節(jié) 納濾原理176

一、納濾過程176

二、納濾分離機(jī)理與分離規(guī)律177

三、納濾的操作模式178

第三節(jié) 納濾膜過程的數(shù)學(xué)描述178

一、電中性的溶液178

二、荷電膜180

第四節(jié) 納濾膜的制備方法192

一、轉(zhuǎn)化法192

二、共混法192

三、復(fù)合法193

四、荷電化法194

第五節(jié) 主要的NF膜及其性能測定194

一、主要的NF膜194

二、NF膜的性能測定198

第六節(jié) NF膜的污染及清洗199

第七節(jié) 納濾膜裝置(設(shè)備)與納濾的應(yīng)用200

一、納濾膜設(shè)備200

二、納濾膜的應(yīng)用200

參考文獻(xiàn)204

第四章 超濾207

第一節(jié) 概述207

一、超濾技術(shù)的發(fā)展歷史及其應(yīng)用207

二、我國超濾技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用207

第二節(jié) 超濾原理及其操作模式208

一、超濾過程208

二、分離機(jī)理208

三、超濾操作模式208

第三節(jié) 超濾過程的數(shù)學(xué)描述210

一、現(xiàn)象學(xué)模型210

二、細(xì)孔模型210

三、孔模型210

四、篩子模型211

五、濃差極化與凝膠極化模型211

第四節(jié) 超濾膜的制備及其性能測定228

一、超濾膜的制備228

二、超濾膜的結(jié)構(gòu)233

三、超濾膜的性能測定234

四、超濾膜孔徑的測定236

第五節(jié) 超濾過程的膜污染240

一、概述240

二、超濾膜污染241

三、超濾膜污染的控制方法243

四、超濾膜的清洗248

第六節(jié) 超濾過程裝置(設(shè)備)及其應(yīng)用251

一、超濾膜設(shè)備(裝置)251

二、超濾膜的應(yīng)用256

三、超濾的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景261

參考文獻(xiàn)262

第五章 微濾265

第一節(jié) 概述265

一、微濾技術(shù)的發(fā)展歷史及其應(yīng)用265

二、我國微濾技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用265

第二節(jié) 微濾原理及其操作模式266

一、微濾過程266

二、微濾分離機(jī)理267

三、微濾操作模式268

第三節(jié) 微濾過程的數(shù)學(xué)描述268

一、概述268

二、微濾過程的數(shù)學(xué)描述(模型)269

第四節(jié) 微孔濾膜的制作方法273

一、微孔濾膜的制備方法274

二、主要的微孔濾膜材料280

第五節(jié) 微孔濾膜的性能測定281

一、一般性能測定281

二、孔徑及其分布的測定283

第六節(jié) 錯(cuò)流微濾過程的膜污染287

第七節(jié) 微濾裝置(設(shè)備)及微濾的應(yīng)用289

一、微濾設(shè)備289

二、微濾的應(yīng)用291

三、微濾的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景294

參考文獻(xiàn)295

主要參考書目2962100433B

第Ⅰ篇 膜分離技術(shù)基礎(chǔ)理論1

1反滲透膜分離技術(shù)基礎(chǔ)1

1.1反滲透膜分離技術(shù)的基本原理和特點(diǎn)1

1.2反滲透膜污染與濃差極化1

1.3反滲透膜和組件的性能及測試方法2

1.4反滲透膜分離系統(tǒng)3

1.5反滲透膜分離技術(shù)主要用途5

參考文獻(xiàn)5

2納濾膜分離技術(shù)基礎(chǔ)6

2.1納濾膜分離技術(shù)的特點(diǎn)6

2.2納濾膜分離機(jī)理和評(píng)價(jià)方法6

2.2.1濃差極化6

2.2.2膜過程的不可逆過程分析6

2.2.3電荷模型7

2.2.4細(xì)孔模型8

2.2.5靜電排斥和立體阻礙模型9

2.2.6納濾膜分離性能的評(píng)價(jià)方法9

2.3納濾膜組件及其分離過程的系統(tǒng)設(shè)計(jì)10

2.3.1納濾膜組件及其分離過程10

2.3.2納濾膜分離過程的設(shè)計(jì)11

2.3.3納濾膜分離系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)12

2.4納濾膜分離系統(tǒng)的操作與管理12

2.4.1膜的污染和劣化12

2.4.2膜污染物質(zhì)的預(yù)處理法13

2.4.3納濾膜分離系統(tǒng)的維持管理15

2.5納濾膜分離技術(shù)的其他用途17

2.5.1低聚糖的分離和精制17

2.5.2果汁的高濃度濃縮17

2.5.3肽和氨基酸的分離18

2.5.4抗生素的濃縮與純化18

2.5.5牛奶及乳清蛋白的濃縮18

2.5.6農(nóng)產(chǎn)品的綜合利用18

2.5.7膜生化反應(yīng)器的開發(fā)19

參考文獻(xiàn)19

3超濾膜分離技術(shù)基礎(chǔ)21

3.1超濾膜分離技術(shù)的基本原理和特點(diǎn)21

3.2超濾膜和膜組件的性能及測試方法21

3.2.1超濾膜21

3.2.2超濾膜組件22

3.3超濾膜的污染和濃差極化及控制對(duì)策22

3.3.1膜污染的定義及表征22

3.3.2濃差極化的定義及表征23

3.3.3膜污染和濃差極化的控制方法24

3.4超濾膜分離系統(tǒng)及工藝流程26

3.5超濾膜分離技術(shù)的主要用途26

參考文獻(xiàn)27

4微濾膜分離技術(shù)基礎(chǔ)28

4.1微孔分離膜技術(shù)的基本原理和特點(diǎn)28

4.1.1微濾膜的特點(diǎn)28

4.1.2微濾膜的分離機(jī)理29

4.2微濾膜材料及膜制備技術(shù)32

4.2.1微濾膜材料32

4.2.2微濾膜的制備技術(shù)34

4.2.3微濾膜的表面改性36

4.3微濾膜和膜組件的性能及測試方法38

4.3.1微濾膜的性能及測試方法38

4.3.2微濾膜組件的評(píng)價(jià)41

4.4微濾膜分離系統(tǒng)及工藝流程43

4.5微濾膜的污染與防治45

4.5.1污染的防治45

4.5.2膜的清洗46

參考文獻(xiàn)47

5無機(jī)分離膜技術(shù)基礎(chǔ)49

5.1無機(jī)分離膜技術(shù)的基本原理和特點(diǎn)49

5.2無機(jī)分離膜、膜組件和性能測定49

5.2.1無機(jī)分離膜49

5.2.2無機(jī)膜組件50

5.2.3無機(jī)膜性能測定51

5.3無機(jī)膜分離系統(tǒng)及工藝流程53

5.3.1操作方式53

5.3.2膜污染的控制及清洗方法54

5.4無機(jī)膜分離技術(shù)的主要用途55

參考文獻(xiàn)56

6離子交換膜分離技術(shù)基礎(chǔ)57

6.1離子交換膜分離技術(shù)的基本原理、應(yīng)用和特點(diǎn)57

6.1.1離子交換膜分離技術(shù)的基本原理57

6.1.2離子交換膜的選擇透過性58

6.1.3膜電位62

6.1.4電滲析的基本過程62

6.1.5離子交換膜分離技術(shù)的應(yīng)用63

6.1.6離子交換膜分離技術(shù)的特點(diǎn)63

6.2離子交換膜的基本性能和測試方法63

6.2.1離子交換膜的基本性能63

6.2.2離子交換膜的性能測定方法64

6.3電滲析器的結(jié)構(gòu)及工藝流程65

6.3.1電滲析器的結(jié)構(gòu)65

6.3.2電滲析器的組裝66

6.3.3電滲析除鹽的工藝流程66

6.4離子交換膜分離技術(shù)主要用途68

6.4.1電滲析除鹽68

6.4.2頻繁倒極電滲析68

6.4.3無極水自動(dòng)控制電滲析68

6.4.4填充床電滲析制備純水68

6.4.5離子交換膜作隔膜的隔膜電解69

6.4.6離子交換膜擴(kuò)散滲析69

6.4.7雙極膜69

參考文獻(xiàn)70

7透析膜分離技術(shù)基礎(chǔ)71

7.1透析膜分離技術(shù)的基本原理和特點(diǎn)71

7.1.1杜南膜平衡71

7.1.2物質(zhì)的傳輸現(xiàn)象和膜透過71

7.2透析膜和膜組件及性能測試73

7.2.1生物相容性73

7.2.2透析膜材料73

7.2.3膜的總傳質(zhì)系數(shù)k75

7.2.4清除率、透析率和下降率75

7.2.5水通量76

7.2.6透析器的血室容積76

7.2.7透析膜及其裝置的其他性能指標(biāo)76

7.3透析系統(tǒng)及工藝流程76

7.3.1人工腎血液透析器及其輔助系統(tǒng)76

7.3.2血液透析濾過79

7.3.3壓榨(堿)液的回收80

7.4透析技術(shù)的主要用途81

7.4.1人工腎血液透析器81

7.4.2血液凈化器82

7.4.3酒精飲料脫醇82

7.4.4其他82

參考文獻(xiàn)82

8氣體膜分離技術(shù)基礎(chǔ)83

8.1基本原理和特點(diǎn)83

8.1.1非孔膜83

8.1.2多孔膜84

8.2膜和膜組件85

8.2.1高分子膜85

8.2.2無機(jī)膜85

8.2.3滲透系數(shù)測定86

8.2.4膜組件86

8.3氣體膜分離系統(tǒng)及工藝流程86

8.4氣體膜分離技術(shù)的主要用途88

8.4.1氫氣回收88

8.4.2氮?dú)夥蛛x89

8.4.3氧氣富集89

8.4.4CO2分離89

8.4.5有機(jī)蒸氣的回收89

8.4.6水汽脫除89

參考文獻(xiàn)89

9滲透汽化膜分離技術(shù)基礎(chǔ)90

9.1滲透汽化膜分離技術(shù)的基本原理和特點(diǎn)90

9.2滲透汽化膜、膜組件及性能測試90

9.2.1滲透汽化膜、膜組件90

9.2.2膜的PV特性測定95

9.3滲透汽化膜分離系統(tǒng)及工藝流程95

9.4滲透汽化膜分離技術(shù)的主要用途96

參考文獻(xiàn)97

10膜萃取技術(shù)基礎(chǔ)98

10.1膜萃取技術(shù)的基本原理和特點(diǎn)98

10.1.1膜萃取技術(shù)的特點(diǎn)98

10.1.2膜萃取傳質(zhì)原理99

10.1.3同級(jí)萃取反萃取膜過程的傳質(zhì)模型100

10.2膜萃取過程的影響因素100

10.2.1兩相壓差Δp的影響100

10.2.2兩相流量的影響100

10.2.3相平衡分配系數(shù)與膜材料的浸潤性能的影響101

10.2.4體系界面張力和穿透壓101

10.3中空纖維膜萃取器的設(shè)計(jì)和選用101

10.3.1各分傳質(zhì)系數(shù)關(guān)聯(lián)式102

10.3.2殼程流動(dòng)非理想性和殼程子通道模型102

10.3.3中空纖維膜萃取過程的強(qiáng)化103

10.3.4中空纖維膜器的串聯(lián)和并聯(lián)103

10.4同級(jí)萃取反萃取膜過程103

10.4.1同級(jí)萃取反萃取膜過程的特點(diǎn)103

10.4.2同級(jí)萃取反萃取膜過程的強(qiáng)化104

10.5膜萃取技術(shù)的主要用途104

參考文獻(xiàn)105

11膜蒸餾分離技術(shù)基礎(chǔ)106

11.1膜蒸餾分離技術(shù)的基本原理、特征和分類106

11.1.1膜蒸餾技術(shù)的原理及特征106

11.1.2膜蒸餾的優(yōu)點(diǎn)與弱點(diǎn)107

11.1.3膜蒸餾組件和操作方式的分類107

11.2疏水微孔膜的制備、膜蒸餾的傳質(zhì)規(guī)律及傳質(zhì)傳熱機(jī)理108

11.2.1膜蒸餾所用的膜的制備108

11.2.2膜蒸餾的傳質(zhì)規(guī)律108

11.2.3膜蒸餾傳質(zhì)傳熱理論及影響膜蒸餾效率的因素110

11.3膜蒸餾分離技術(shù)應(yīng)用概述111

11.3.1海水和苦咸水淡化111

11.3.2超純水的制備111

11.3.3化學(xué)物質(zhì)的濃縮和回收112

11.3.4揮發(fā)性溶質(zhì)水溶液膜蒸餾的應(yīng)用112

11.3.5膜蒸餾的特殊應(yīng)用112

11.4膜蒸餾相關(guān)的膜過程112

11.4.1氣態(tài)膜過程113

11.4.2滲透蒸餾113

11.4.3膜蒸餾的集成膜過程113

11.4.4水相脫氣和溶氣113

11.5膜蒸餾研究的發(fā)展方向114

參考文獻(xiàn)114

12膜反應(yīng)器技術(shù)基礎(chǔ)119

12.1膜反應(yīng)器設(shè)計(jì)原理119

12.1.1產(chǎn)物原位分離膜反應(yīng)技術(shù)119

12.1.2反應(yīng)物控制輸入膜反應(yīng)技術(shù)119

12.1.3非選擇性滲透催化膜反應(yīng)技術(shù)120

12.1.4多相膜反應(yīng)和萃取膜反應(yīng)120

12.1.5耦合膜反應(yīng)技術(shù)121

12.1.6催化膜121

12.2膜反應(yīng)器的分類121

12.2.1按應(yīng)用體系分類121

12.2.2無機(jī)膜反應(yīng)器的分類122

12.3膜反應(yīng)器的主要用途123

12.3.1加氫、脫氫反應(yīng)中的膜反應(yīng)123

12.3.2烴類選擇氧化——甲烷氧化偶聯(lián)124

12.3.3均相反應(yīng)124

12.3.4酶膜反應(yīng)器124

12.3.5膜循環(huán)發(fā)酵器125

12.3.6動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)用膜反應(yīng)器125

13膜控制釋放基本理論127

13.1膜控制釋放技術(shù)的基本原理、分類和特點(diǎn)127

13.1.1擴(kuò)散控制系統(tǒng)127

13.1.2化學(xué)控制系統(tǒng)128

13.1.3溶劑活化系統(tǒng)128

13.1.4功能性調(diào)控系統(tǒng)129

13.2擴(kuò)散型膜控制釋放體系的傳質(zhì)特性129

13.2.1存儲(chǔ)器型釋放系統(tǒng)129

13.2.2混合藥膜型釋放系統(tǒng)130

13.2.3存儲(chǔ)混合型釋放系統(tǒng)131

13.3控制釋放膜的制備、釋放動(dòng)力學(xué)曲線測定及性能表征132

13.3.1膜控制體系的確定132

13.3.2膜體系的制備133

13.3.3釋放動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)的采集133

13.3.4控制釋放膜有關(guān)特性參數(shù)測定方法133

13.4膜控制釋放技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域及實(shí)例135

13.4.1在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用135

13.4.2在農(nóng)藥工業(yè)中的應(yīng)用137

13.4.3在化肥工業(yè)中的應(yīng)用138

13.4.4控制釋放膜的其他應(yīng)用領(lǐng)域138

13.5膜控制釋放技術(shù)的研究方向138

參考文獻(xiàn)139

14膜分離過程傳遞理論基礎(chǔ)142

參考文獻(xiàn)147

第Ⅱ篇 膜分離技術(shù)的應(yīng)用及實(shí)例148

15液膜分離技術(shù)應(yīng)用及實(shí)例148

15.1工業(yè)純水、超純水的制備148

15.1.1簡述148

15.1.2電子工業(yè)用純水、超純水的制造148

15.1.3電廠中、高壓鍋爐補(bǔ)給水制造155

15.1.4化學(xué)工業(yè)用純水系統(tǒng)157

15.1.5實(shí)驗(yàn)室用純水、超純水系統(tǒng)157

15.1.6管道直飲水/凈水處理系統(tǒng)159

15.1.7結(jié)束語160

15.2水的脫鹽及軟化161

15.2.1簡述161

15.2.2苦咸水淡化實(shí)例162

15.2.3海水淡化工程實(shí)例175

15.3膜分離技術(shù)在醫(yī)藥工業(yè)與醫(yī)療中的應(yīng)用186

15.3.1在西藥及生物制劑工業(yè)中的應(yīng)用186

15.3.2膜分離技術(shù)在中藥制劑生產(chǎn)中的應(yīng)用195

15.3.3在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用199

15.4食品工業(yè)中的膜分離技術(shù)224

15.4.1膜分離技術(shù)在果蔬汁加工中的應(yīng)用227

15.4.2微濾技術(shù)在酒類生產(chǎn)中的應(yīng)用240

15.4.3膜技術(shù)在食用油加工和植物蛋白濃縮、提純中的應(yīng)用244

15.4.4膜分離技術(shù)在釀造工藝中的應(yīng)用248

15.5在冶金工業(yè)中的應(yīng)用253

15.5.1簡述253

15.5.2擴(kuò)散滲析(DD)回收酸或堿253

15.5.3離子膜作隔膜的電解過程257

15.5.4從稀溶液中濃縮回收金屬263

15.5.5冶金工業(yè)廢水處理268

15.6環(huán)境工程中的污水處理與回用270

15.6.1汽車廠處理電泳涂漆廢水271

15.6.2紡織印染廢水處理與回用272

15.6.3電鍍廢水處理279

15.6.4其他工業(yè)廢水處理286

15.6.5食品工業(yè)廢水處理與回用309

15.6.6大樓排水和二級(jí)出水處理與回用315

參考文獻(xiàn)320

16氣體膜分離技術(shù)的應(yīng)用及實(shí)例326

16.1簡述326

16.1.1氣體膜分離系統(tǒng)的一般考慮326

16.1.2氣體膜分離的一般經(jīng)濟(jì)考慮328

16.1.3氣體膜分離適用范圍328

16.2應(yīng)用實(shí)例328

16.2.1氫回收328

16.2.2天然氣脫CO2、H2S和H2O333

16.2.3膜法富氮技術(shù)336

16.2.4膜法富氧技術(shù)337

16.2.5易揮發(fā)有機(jī)化合物（VOC）的回收338

16.2.6氦的回收340

16.2.7發(fā)展中的應(yīng)用341

參考文獻(xiàn)342

17無機(jī)分離膜的應(yīng)用343

17.1簡述343

17.2在食品工業(yè)中的應(yīng)用343

17.2.1蘋果汁澄清過濾343

17.2.2牛奶除菌應(yīng)用345

17.2.3調(diào)味品除菌除雜346

17.2.4飲用水凈化346

17.3在生化與制藥工業(yè)中的應(yīng)用347

17.3.1生物發(fā)酵液澄清過濾中的應(yīng)用347

17.3.2中成藥加工中的應(yīng)用349

17.4在環(huán)保工程中的應(yīng)用351

17.4.1冷軋乳化液廢水處理351

17.4.2鈦白廢水廢酸處理353

17.4.3印鈔廢水處理技術(shù)354

17.5無機(jī)分離膜用于氣體凈化355

17.6無機(jī)分離膜用于氣體分離355

17.6.1高純氫的制備356

17.6.2氧和氮的分離富集356

17.6.3氫和烴的分離356

17.6.4氫與一氧化碳的分離356

17.6.5氫和氮的分離356

17.6.6其他體系的無機(jī)膜分離356

參考文獻(xiàn)357

18滲透汽化膜技術(shù)應(yīng)用實(shí)例359

18.1無水乙醇的生產(chǎn)359

18.2異丙醇的脫水濃縮360

18.3苯中微量水的脫除360

18.4碳六溶劑油中微量水的脫除361

18.5有機(jī)物/有機(jī)物分離362

18.6水中少量有機(jī)物的脫除364

18.7滲透汽化法耦合集成過程應(yīng)用實(shí)例364

19雙極膜的應(yīng)用365

19.1在化工生產(chǎn)及分離過程中的應(yīng)用366

19.1.1酸堿的生產(chǎn)366

19.1.2雙極膜電萃和電反萃富集銅366

19.1.3性質(zhì)相近的金屬離子的分離和富集367

19.2在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用368

19.2.1酸性廢液的凈化和回收368

19.2.2堿性廢液的凈化和回收368

19.2.3酸性氣體的清除、回收369

19.2.4含氟廢液的處理及有價(jià)氟的回收369

19.3在生物化工過程中的應(yīng)用370

19.3.1有機(jī)酸制備370

19.3.2有機(jī)酸回收371

19.4在鹽化工和海洋化工過程中的應(yīng)用371

19.4.1不等價(jià)離子的分離——雙極膜納濾371

19.4.2等價(jià)離子的分離372

19.4.3鹵水的酸化372

19.5雙極膜蓄電池374

19.6雙極性膜電滲析法的應(yīng)用舉例375

19.6.1在維生素C鈉鹽酸化制備維生素C的過程中的應(yīng)用375

19.6.2在難溶有機(jī)酸制備中的應(yīng)用376

19.6.3極稀廢水中醋酸的回收377

19.7雙極膜的發(fā)展及應(yīng)用展望378

參考文獻(xiàn)378

20膜萃取過程的應(yīng)用380

20.1膜萃取過程防止溶劑污染的優(yōu)勢(shì)380

20.2金屬萃取380

20.3有機(jī)物萃取381

20.4發(fā)酵"para" label-module="para">

20.5膜萃取生物降解反應(yīng)器和酶膜反應(yīng)器383

20.6膜萃取技術(shù)付諸實(shí)施的關(guān)鍵384

20.7環(huán)境檢測和生化分析樣品的預(yù)處理384

20.7.1環(huán)境檢測385

20.7.2生化分析386

參考文獻(xiàn)386

21膜蒸餾分離技術(shù)的應(yīng)用388

21.1概述388

21.2應(yīng)用實(shí)例388

21.2.1日產(chǎn)淡水50 L的太陽能膜蒸餾脫鹽裝置388

21.2.2規(guī)模更大的太陽能膜蒸餾脫鹽裝置390

21.3國內(nèi)外膜蒸餾應(yīng)用研究情況391

21.4疏水性微孔膜在膜蒸餾的應(yīng)用研究393

21.5發(fā)展前景395

參考文獻(xiàn)395

22膜生物反應(yīng)器在廢水處理中的應(yīng)用397

22.1膜生物反應(yīng)器的類型397

22.2厭氧過程中的膜"_blank" href="/item/生物反應(yīng)器/6432274" data-lemmaid="6432274">生物反應(yīng)器398

22.2.1玉米加工廢水398

22.2.2羊毛洗滌廢水399

22.3好氧過程中的膜"para" label-module="para">

22.3.1大樓廢水回用399

22.3.2汽車零件廠工業(yè)廢水400

參考文獻(xiàn)400

23膜分離技術(shù)在分析領(lǐng)域中的應(yīng)用402

23.1概述402

23.2分析化學(xué)應(yīng)用中的膜過程和膜塊結(jié)構(gòu)403

23.3膜分離技術(shù)應(yīng)用實(shí)例408

23.3.1環(huán)境樣品中揮發(fā)性有機(jī)污染物的分離和測定408

23.3.2食品樣品中風(fēng)味和香味物質(zhì)測定408

23.3.3燃料油中芳烴類化合物的選擇分離分析測定412

23.3.4血漿樣品中乙醇測定412

參考文獻(xiàn)414

24膜軟件的開發(fā)創(chuàng)新及其在工業(yè)分離領(lǐng)域中的應(yīng)用417

24.1膜應(yīng)用工藝過程介紹及膜軟件概念的創(chuàng)立417

24.1.1膜應(yīng)用工藝過程簡介417

24.1.2膜軟件概念的創(chuàng)立417

24.2不同工業(yè)分離過程中應(yīng)用的膜材料與構(gòu)型的選擇419

24.2.1膜組件的構(gòu)型419

24.2.2膜組件構(gòu)型的比較419

24.2.3膜材料的選擇419

24.3膜應(yīng)用過程的創(chuàng)新研究及膜分離工藝條件的優(yōu)化423

24.4膜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其與上下游工藝的整合424

24.4.1膜系統(tǒng)操作模型425

24.4.2組件的排布與連接425

24.4.3膜系統(tǒng)與上下游工藝的整合426

24.5膜污染控制與清洗方法介紹427

24.5.1膜污染情況概述427

24.5.2膜污染的控制428

24.5.3被污染膜的清洗432

24.6工業(yè)分離領(lǐng)域中膜應(yīng)用過程常見的故障及排除方法434

24.7國內(nèi)開拓成功的膜應(yīng)用工藝及相關(guān)的膜分離設(shè)備435

24.7.1維生素C生產(chǎn)中的超濾膜軟件435

24.7.2染料生產(chǎn)過程中的納濾膜軟件436

24.7.3濃縮與回收6"para" label-module="para">

24.7.4乳品工業(yè)中的膜軟件438

24.7.5味精生產(chǎn)中的膜軟件438

參考文獻(xiàn)439

25中國膜工業(yè)的發(fā)展與膜市場441

25.1中國膜工業(yè)發(fā)展概況441

25.2幾種主要分離膜工業(yè)的發(fā)展442

25.2.1中國離子交換膜和電滲析工業(yè)的發(fā)展442

25.2.2中國反滲透膜工業(yè)的發(fā)展443

25.2.3中國超濾膜工業(yè)的發(fā)展444

25.2.4中國微孔濾膜工業(yè)的發(fā)展444

25.3中國的膜市場445

25.3.1膜市場的構(gòu)成445

25.3.2膜市場的管理445

25.3.3膜市場的規(guī)模和潛力445

25.3.4膜市場的發(fā)展與競爭446

25.4中國膜工業(yè)存在的主要問題447

25.4.1技術(shù)水平低447

25.4.2膜的品種少447

25.4.3企業(yè)和產(chǎn)品的規(guī)模小447

25.4.4應(yīng)用效益差447

附錄A 國內(nèi)主要膜生產(chǎn)企業(yè)簡介及主要產(chǎn)品介紹449

附錄B 國外主要膜生產(chǎn)企業(yè)簡介及主要產(chǎn)品介紹

本書分兩篇25章，第Ⅰ篇主要介紹膜分離技術(shù)基礎(chǔ)理論，包括反滲透、納濾、超濾、微濾、無機(jī)膜分離、離子交換膜、透析、氣體膜分離滲透汽化、膜萃取、膜蒸餾、膜反應(yīng)器、控制釋放及膜分離過流流體力學(xué)與傳遞理論基礎(chǔ)等。第Ⅱ篇主要介紹膜分離技術(shù)的應(yīng)用及應(yīng)用實(shí)例，包括液膜分離技術(shù)應(yīng)用及實(shí)例、氣體膜分離技術(shù)應(yīng)用及實(shí)例、滲透汽化膜技術(shù)應(yīng)用實(shí)例、雙極膜的應(yīng)用、膜萃取過程的應(yīng)用、膜蒸餾技術(shù)的應(yīng)用、膜生物反應(yīng)器在廢水處理中的應(yīng)用、膜分離技術(shù)在分析領(lǐng)域中的應(yīng)用、膜軟件的開發(fā)創(chuàng)新及其在工業(yè)分離領(lǐng)域的應(yīng)用、中國膜工業(yè)的發(fā)展與市場等。希望本書對(duì)我國膜分離技術(shù)的發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用。