概述
雖然膜分離現(xiàn)象早在250年前就被發(fā)現(xiàn),但是膜分離技術的工業(yè)應用是在20世紀60年代以后。從60年代的反滲透技術到90年代的滲透汽化技術,膜分離技術發(fā)展迅速。特別是90年代以后,隨著復合膜的研制成功,膜分離技術的應用領域不斷擴大,現(xiàn)已滲透到人們生產(chǎn)和生活的各個方面,對水加工工業(yè)、化工、醫(yī)藥、環(huán)境保護、食品和生物工程等諸多領域的發(fā)展起了巨大的作用。
膜分離作為一種新興的高效的分離、濃縮、提純及凈化技術,獲得了極為迅速的發(fā)展,已得到廣泛應用,形成了獨特的新興高科技產(chǎn)業(yè)。各種膜過程具有不同分離機理,適用于不同的對象和要求。但有其共同點,如過程較簡單,經(jīng)濟性較好,通常沒有相變,分離系數(shù)較大,節(jié)能,高效,無二次污染,可在常溫下連續(xù)操作,可直接放大,可專一配膜等。
微濾是所有膜過程中應用最普遍、總銷售額最大的一項技術。制藥行業(yè)的過濾除菌是其最大的市場,電子工業(yè)用高純水制備次之。目前,微濾正被引入更廣泛的領域:在食品工業(yè)領域,許多應用已實現(xiàn)工業(yè)化;飲用水生產(chǎn)和城市污水處理是微濾應用潛在的兩大市場;用于工業(yè)廢水處理方面的研究正在大量開展;隨著生物技術工業(yè)的發(fā)展,微濾在這一領域的市場也將越來越大。
超濾和微濾相比,應用規(guī)模較大,它多采用十字流操作。超濾已廣泛應用于食品、醫(yī)藥、工業(yè)廢水處理、超純水制備及生物技術工業(yè)。其中最重要的是食品工業(yè),乳清處理是其最大市場;在工業(yè)廢水處理方面,應用得最普遍的是電泳涂漆過程;在超純水制備中,超濾是重要過程;城市污水處理及其他工業(yè)廢水處理以及生物技術領域都是超濾未來的發(fā)展方向。
隨著性能優(yōu)良的反滲透膜及其膜組件的工業(yè)化,反滲透技術的應用范圍已從最初的脫鹽擴大到化工生產(chǎn)、食品加工和醫(yī)藥環(huán)保等部門,其中脫鹽及超純水制造的研究和應用最成熟,規(guī)模也最大,其他應用大多處于正在開發(fā)中。
納濾膜由于截留分子量介于超濾與反滲透之間,同時還存在道南效應,因此對相對分子質(zhì)量小的有機物和鹽的分離有很好的效果,并具有不影響分離物質(zhì)生物活性、節(jié)能、無公害等特點,在食品工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)、制藥工業(yè)、乳品工業(yè)等行業(yè)得到越來越廣泛的運用。但納濾膜的應用同時也存在一些問題,如膜污染等,并且食品與醫(yī)藥行業(yè)對衛(wèi)生要求極嚴,膜需要經(jīng)常的進行殺菌、清洗等處理,使得該技術的廣泛使用受到一定的影響,許多問題尚待研究。由于納濾膜分離技術有著其眾多的優(yōu)越性,是一個新興的值得矚目的領域,必將會有廣闊的發(fā)展前景。