实验十膜分离实验装置
一、实验目的
1．了解超滤膜分离的主要工艺设计参数。2．了解液相膜分离技术的特点。3．训练并掌握超滤膜分离的实验操作技术。4．熟悉浓差极化、截流率、膜通量、膜污染等概念。
二、实验原理
膜分离是近数十年发展起来的一种新型分离技术。常规的膜分离是采用天然或人工合成的选择性透过膜作为分离介质，在浓度差、压力差或电位差等推动力的作用下，使原料中的溶质或溶剂选择性地透过膜而进行分离、分级、提纯或富集。通常原料一侧称为膜上游，透过一侧称为膜下游。膜分离法可以用于液固（液体中的超细微粒）分离、液液分离、气气分离以及膜反应分离耦合和集成分离技术等方面。其中液液分离包括水溶液体系、非水溶液体系、水溶胶体系以及含有微粒的液相体系的分离。不同的膜分离过程所使用的膜不同，而相应的推动力也不同。目前已经工业化的膜分离过程包括微滤（MF）、反渗透（RO）、纳滤（NF）、超滤（UF）、渗析（D）、电渗析（ED）、气体分离（GS）和渗透汽化（PV）等，而膜蒸馏（MD）、膜基萃取、膜基吸收、液膜、膜反应器和无机膜的应用等则是目前膜分离技术研究的热点。膜分离技术具有操作方便、设备紧凑、工作环境安全、节约能量和化学试剂等优点，因此在20世纪60年代，膜分离方法自出现后不久就很快在海水淡化工程中得到大规模的商业应用。目前除海水、苦咸水的大规模淡化以及纯水、超纯水的生产外，膜分离技术还在食品工业、医药工业、生物工程、石油、化学工业、环保工程等领域得到推广应用。
表101、各种膜分离方法的分离范围
膜分离类型过滤微滤超滤纳滤反渗透
分离粒径μm1
0061000050100010011
0001
近似分子量
常见物质
砂粒、酵母、花粉、血红蛋白
500000颜料、油漆、树脂、乳胶、细菌
6000500000凝胶、病毒、蛋白、碳黑
2006000染料、洗涤剂、维生素
200
水、金属离子
f超虑膜分离基本原理是在压力差推动下，利用膜孔的渗透和截留性质，使得不同组分得
到分级或分离。超虑膜分离的工作效率以膜通量和物料截流率为衡量指标，两者与膜结构、
体系性质以及操作条件等密切相关。影响膜分离的主要因素有：a、膜材料，指膜的亲疏水
性和电荷性会影响膜与溶质之间的作用力大小；b、膜孔径，膜孔径的大小直接影响膜通量
和膜的截流率，一般来说在不影响截流率的情况下尽可能选取膜孔径较大的膜，这样有利于
提高膜通量；c、操作条件（压力和流量）；另外料液本身的一些性质如溶液PH值、盐浓度、
温度等都r