膜分离法的原理及分类

⑴膜：能够把流体相分隔为互不相通的两部分，这两部分之间能存在“传质”的薄的物质。

⑵膜的特征：一是无论厚度多少都必须有两个界面，两个界面分别与两侧流体相接触；二是要具有选择透过性，可允许一侧流体中一种或几种物质通过，而不允许其他物质通过。

⑶膜分离：利用膜的选择透过性能将离子或分子或某些微粒从水中分离出来的过程。用膜分离溶液时，使溶质通过膜的方法称为渗析，使溶剂通过膜的方法称为渗透。

⑷膜分离的特点：1.在膜分离过程中，不发生相变化，能量的转化效率高

                            2.一般不需要投加其他物质，可节省原材料和化学药品

                            3.膜分离过程中，分离和浓缩同时进行，这样能回收有价值的物质

                            4.根据膜的选择透过性和膜孔径的大小，可将不同粒径的物质分开，这使物质得到纯化而又不改变其原有的属性

                            5.膜分离过程，不会破坏对热敏感和对热不稳定的物质，可在常温下得到分离

                            6.膜分离法适应性强，操作及维护方便，易于实现自动化控制      

⑸根据溶质或溶剂透过膜的推动力和膜种类不同，水处理中膜分离法通常可以分为：电渗析、反渗透、超滤、微滤。

膜分离法是利用特殊结构的薄膜对废水中的某些成分进行选择性透过的一类方法的总称。

水过膜的过程称为渗透，水中溶质透过膜的过程成为渗析。常用于废水处理的膜分离方法有电渗析(ED)、反渗透(RO)、微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)等。与常规分离技术相比，膜分离过程具有无相变、能耗低、工艺简单、不污染环境、易于实现自动化等优点，可以在常温下进行。在废水处理领域，常被用做污水回用前的一种水质深度处理工艺，其中电渗析和反渗透有时也被用做高含盐废水或含金属离子废水进生物法处理系统前的预处理。

气体膜分离技术是20世纪70年代开发成功的新一代气体分离技术，其原理是在压力驱动下，借助气体中各组分在高分子膜表面上的吸附能力以及在膜内溶解－扩散上的差异，即渗透速率差来进行分离的。现已成为比较成熟的工艺技术，并广泛用于许多气体的分离，提浓工艺。工业发达国家称之为“资源的创造性技术”，目前主要有两种工艺流程，即正压法和负压法，前者适用于氧氮同时应用或对氧浓度要求较高的场合。

膜法的主要特点是无相变，能耗低，装置规模根据处理量的要求可大可小，而且设备简单，操作方便安全，启动快，运行可靠性高，不污染环境，投资少，用途广等优点。各种气体分离方法的规模，经济性，技术成熟程度，能耗和用途如下：高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄层物材料。主要有聚酸胺类，聚酸亚胺类，聚砜类，聚乙烯酸类，丙烯类衍生物聚合物及纤维素类等。但大多数高分子材料均存在PO₂和O₂/N₂相互制约的关系且不耐高温、易腐蚀等缺点。聚砜是一种机械性能优良、耐热性好、耐微生物降解、价廉易得的膜材料。由于以聚砜制成的膜具有膜薄、内层孔隙率高且微孔规则等特点， 因而常作为气体分离膜的基本材料。