海南大学材料与化工学院绿色化工与能源膜技术的研究进展与发展应用PAGE-8-摘要：膜是具有选择性分离功能的材料。在某种推动力的作用下，利用某种隔膜特定的透过性能，实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同，可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同可分为无机膜和有机膜。膜应用领域在不断扩大，膜材料的研究开发和制造技术取得了重大进展，膜技术在水污染治理领域的应用已日益广泛，已成为污水处理与污水回用的优选技术。膜技术的应用范围也越来越广，不仅已广泛应用于城镇污水和工业废水回用的处理，而且更多地应用于难生物降解有机污染物和重金属污染物的分离处理，并且已成为工业废水零排放或低排放的基本手段。同时，膜生物反应器技术也得到长足进步，兼氧型膜生物反应器技术已经达到国际先进水平，成为生活污水和工业废水处理的可靠方法。关键词：膜技术、膜分离、水处理、应用、研究进展1、膜技术的分类1.1浓度差：扩散渗透1.2电位差：电渗析1.3压力差：反渗透（RO,reverseosmosis）：MW<100，0.2-0.3nm,2-3AO反滲透是利用反渗透膜只能透过溶剂而截留离子物质或小分子物质的选择透过性，以膜两侧静压为推动力，而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分，因具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作方便运行可靠等诸多优点，而成为海水和苦咸水淡化，以及纯水制备的最节能、最简便的技术。目前以广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等诸多行业。反渗透技术已成为现代工业中首选的水处理技术。反渗透的截留对象是所有的离子，仅让水透过膜，对NaCl的截留率在98%以上，出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体离子、发热物质，也即能截留所有的离子，在生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理反面反渗透膜已经应用广泛。1.4纳滤（NF,nanofiltration）：MW:100-1000,0.5-5nm纳滤是介于超滤和反渗透之间的一种膜技术，起截留分子量在80~1000的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、食品工业等诸多领域显示出广阔的的应用前景。对于纳滤而言，膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征，通常截留率范围在60～90%，相应截留分子量范围在100～1000，故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离，实现脱盐与浓缩的同时进行。1.5超滤（UF,microfiltration）：MW:1000-百万,5nm-0.2mm超滤是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1000um分子量之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，打到溶液的净化、分离、浓缩的目的。对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在1000~300000，故超滤膜能对大分子有机物、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。1.6微滤（MF,microfiltration）：0.2-1mm又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1～1微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。2、膜技术的应用2.1电渗析膜的应用电渗析是一个电化学分离过程,是在直流电场作用下以电位差为驱动力,通过荷电膜将溶液中带电离子与不带电组分分离的过程。该分离过程是在离子交换膜中完成的。电渗析系统通常由预处理设备、整流器、自动控制设备和电渗析器等组成,其技术特点是对分离组分选择性高,对预处理要求较低,能量消耗低,装置设备与系统应用灵活,操作维修方便,装置使用寿命长,原水回收率高和不污染环境等。电渗析技术在去除水和废水以及各种溶液中的荷电物质方面应用广泛,如海水淡化,苦咸水脱盐,海水浓缩制盐,乳精、糖、酒、饮料等的脱盐净化,锅炉给