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中国2010膜技术国内发展动态及应用领域

中国2010膜技术国内发展动态及应用领域
膜分离技术的国内发展动态

    中国的膜技术从60年代中期起步研究,长时间在实验室内和中试规模徘徊。从“七五”计划开始

,国家科委把膜技术列为国家重大科研项目加以支持,膜技术取得较大进展,特别是改革开放的国策

促进了广泛的国际交流,膜技术在国民经济发展中的重要性日益增大,国内膜工业产值也逐渐增加。

    近10年来,中国的膜技术的总体水平有了很大的进展,但与国际技术先进国家的差距仍然很大。

问题主要表现在:生产现代化、产业化程度低,原料不规范,工艺参数未严格控制,产品质量不稳定;

膜的品种少,应用范围小。尤其应用的工艺设计、系统成套能力、膜组件水平、相关机电产品等方面

,尚未达到国际先进水平,远不能满足国内市场需求,膜技术存在着很大的发展空间。

    首先,我们要加强研发能力,推动膜技术产业的发展,依靠科技进步,提高产品质量,降低成本

,增加品种,扩大应用面。

    再者,通过招商引资,引进技术,消化吸收,提高膜技术应用的工艺设计、系统成套能力,膜制

备和膜组件水平,膜品种及相关机电产品等方面达到国际先进水平。
膜分离技术的发展和应用,为许多行业,如纯水生产、海水淡化、苦咸水淡化,电子工业、制药和生

物工程、环境保护、食品、化工、纺织等工业,高质量地解决了分离、浓缩和纯化的问题,为循环经

济、清洁生产提供依托技术。
    膜分离技术受到世界各技术先进国家的高度重视,近30年来,美国、加拿大、日本和欧洲技术先

进国家,一直把膜技术定位为高新技术,投入大量资金和人力,促进膜技术迅速发展,使用范围日益

扩大。
    1膜分离技术简介

    1.1膜的定义

    膜是一种起分子级分离过滤作用的介质,当溶液或混和气体与膜接触时,在压力下,或电场作用

下,或温差作用下,某些物质可以透过膜,而另些物质则被选择性的拦截,从而使溶液中不同组分,

或混和气体的不同组分被分离,这种分离是分子级的分离。

    1.2膜的种类

    分离膜包括:反渗透膜(0.0001~0.005μm),纳滤膜(0.001~0.005μm)超滤膜(0.001~0.1μm)微

滤膜(0.1~1μm)、电渗析膜、渗透气化膜、液体膜、气体分离膜、电极膜等。他们对应不同的分离机

理,不同的设备,有不同的应用对象。膜本身可以由聚合物,或无机材料,或液体制成,其结构可以

是均质或非均质的,多孔或无孔的,固体的或液体的,荷电的或中性的。膜的厚度可以薄至100μm,

厚至几毫米。不同的膜具有不同的微观结构和功能,需要用不同的方法制备。制膜方法一直是膜领域

的核心研究课题,也是各公司严格保密的核心技术。

    1.3膜分离技术的定义

    把上述的膜制成适合工业使用的构型,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和气体。透过膜的组

分被称为透过流分。这种分离技术被称为膜分离技术。

    2膜技术的应用领域

    2.1供水

    2.1.1高质量饮用水供给

    随着水体的污染和人民生活水平提高,人们越来越希望得到高质量的饮用水供给。采用活性炭吸

附过滤和超滤结合制取高质量饮用水,设备投资少,制水成本低,是优质饮用水制备的经济有效方法

,具有广阔的市场前景。

    2.1.2工业供水

    自来水和地下水的水质不能满足许多化学工业、电子工业和纺织工业的要求,需要经过净化处理

方可以使用,超滤膜技术是净化工业用水的重要技术之一。

    2.1.3医药用水

    医药针剂用水是采用多级蒸馏制备的,其工艺繁琐、能耗高、而且质量常常得不到保证。

    用超滤膜技术除针剂热源和终端水热源,取得很好效果。

    2.2工艺水的处理(分离、浓缩、分级和纯化)

    在各工业生产过程中,往往有分离、浓缩、分级和纯化某种水溶液的需求。传统用的方法是沉淀

、过滤、加热、冷冻、蒸馏、萃取和结晶等过程。这些方法表现出流程长、耗能多、物料损失多、设

备庞大、效率低、操作繁琐等缺点,以超滤膜技术取代某种传统技术可以获得显著的经济效益。

    2.2.1膜技术在制药工业的应用

    膜技术广泛应用于生物制备和医药生产中的分离、浓缩和纯化。如血液制备的分离、抗菌素和干

扰素的纯化、蛋白质的分级和纯化、中草药剂的除菌和澄清等。发酵是生物制药的主流技术,从发酵

液中提取药物,传统工艺是溶剂萃取或加热浓缩,反复使用有机溶剂和酸碱溶液,耗量大,流程长,

废水处理任务重。特别是许多药物热敏性强,使传统工艺的实用性多受限制。国际先进的制药生产线

,大量采用膜分离技术代替传统的分离、浓缩和纯化工艺。如以膜设备浓缩纯化抗生素、中药汤及中

药针剂澄清等。

    2.2.2膜技术在食品领域工业的应用

    利用超滤膜技术把发酵液中产品和菌体分离,再采用其它方法精制流程。其优点是:生产效率和产

品质量提高;简化了工艺流程;菌体蛋白不含外加杂质,利用价值高,达到资源综合利用。酱油、醋的

澄清、果汁澄清和浓缩、乳制品生产、制糖工业都采用了膜技术。

    2.2.3膜技术在各种工业生产中的应用

    凡是涉及分子级的浓缩和分离的过程,都有膜技术应用的机会。汽车电泳漆的在线纯化采用超滤

膜除去杂质,持续保证涂漆质量;燃料工业泳超滤膜技术分离和浓缩中间体。

    2.3在环境保护和资源化的应用

    膜技术在废处理、污染防治和水资源综合利用方面得到广泛应用。在许多情况下,不仅处理了

废水,还能回收有用物质和能量。

    2.3.1各种含油废水及废油的处理

    ①采油回注水的处理:膜法可以除去在水中的乳化溶解油,提高注入水的质量。②含油废水的处理

:许多工业生产和运输业都产生大量的含油废,膜滤技术是达标排放最有效的方法。③废润滑油的纯

化:用常规技术加膜分离,可得到很纯的润滑油,适用于汽车等废机油的处理。④机床切削油的纯化回

收:膜法可除去废切削油中的细菌和杂质,处理后回用。⑤废食用油的纯化处理技术:食用油在连续高

温下产生致癌物质,用膜法可将这部分除去。⑥食用菜籽油的纯化:菜籽油中含有15%~48%高含炭量的

芥子酸。用膜法可除去,达到标准(芥子酸<5%)。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。

    2.3.2废水的处理及回用

    ①膜生物反应器处理生活污水回用中水,其占地面积小,设备投资低,处理水质好。②印刷显影

废水的处理及回用,采用膜技术处理可以达标排放,也可回收。③电镀废水可采用膜技术处理,水回

用,污染物回槽利用。

    ④印染废水采用膜分离可除去有色染料,得到的水回用。牛仔布印染废水可回收靛蓝燃料。⑤造

纸废水用膜可将废水中的木质素、色素等分离出来,净化水可排放或回用。

    2.3.3水的淡化技术

    ①海水淡化技术:应用最新的膜蒸馏技术,最适合和船用发动机热交换器连用,利用废热生产淡水

,适合于中、小型渔船远航捕捞使用。②咸水淡化技术:将天然咸水用膜淡化到应用水质标准。

    2.4气体分离、浓缩技术及其应用

    ①氧化浓缩:可用膜装置制成安全、简便的医疗和理疗设备,也可用于炼钢吹氧或助燃等工业生产

,富氧浓度35%~80%。②氮气浓缩:氮气可用于食品保存、汽车存储、飞机加油、防爆及化学工业,膜

设备的氮可浓缩至90%~98%。③二氧化碳、二氧化硫、氢气的分离:当二氧化碳、二氧化硫、氢气分别

和其它气体混和在一起时,可用膜将它们分离出来,满足工业的需要。④氢气的分离和浓缩:在化工产

品制造时,往往排出大量氢气,可用膜法将氢气分离出来。

    2.5其它

    ①膜法保鲜剂:在水果、蛋类外部侵涂一层膜可达保鲜目的。保鲜后,存放期长,外观色泽好。②

制造维生素E的膜法分离技术:用膜可以从黄豆油中提取VE的混合物,其抽提剂可循环使用。


    膜分离技术的发展和应用,为许多行业,如纯水生产、海水淡化、苦咸水淡化,电子工业、制药

和生物工程、环境保护、食品、化工、纺织等工业,高质量地解决了分离、浓缩和纯化的问题,为循

环经济、清洁生产提供依托技术。

 

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