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科普课堂(一)| 此“膜”非彼膜

时间:2024-10-30      阅读:58

提起“膜”,大众脑中往往浮现的是“手机膜”、“钢化膜”“塑料膜”等等生活中常见的膜,但其实有一种膜虽然不经常出现在我们眼前,却与我们的生活、健康更加的息息相关,那就是——分离膜(本文中的分离膜主要指用于分离液态流体的分离膜)。下面,就让我们跟随蓝博士的脚步,一起初步了解一下,什么是“分离膜”。


什么是分离膜?


分离膜是一种特殊的、具有选择性透过功能的过滤材料。不同大小的离子、分子或者颗粒对膜的选择通过能力有差异,使它具备了能使流体内的一种或几种物质透过,而其他物质不透过的功能特性,从而起到过滤、浓缩和分离、纯化的作用。


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● 进料-原料液:被处理液体——包含有单相或多相液体的溶剂,如乳浊液和固体如高分子(聚合体)、小分子(单体、低聚体等),有些还含有悬浮物、微生物、离子。

● 截留液:含有被膜截留下物质的流体,使得过滤组件内只剩下浓缩或滞留物质。也称为浓缩液或循环液。

● 透过液:通过膜组件的液体,包含溶剂和未被截留的物质,也称为滤出液。


如果用我们日常生活中的用品来类比,它类似于有着不同孔径大小的筛网,选择相应的孔径尺寸,就可以实现有效截留。但最大的区别在于,分离膜是一种能够在分子范围内进行分离的精细过滤介质,其表面和内部分布着的孔洞,孔径大小从微米到纳米甚至埃米,可以针对不同分子量级别的物质实现精准分离。


什么是膜技术,它有什么特点?


利用膜的选择性分离特征达到浓缩、澄清、分级、纯化等目的技术,被称为膜技术。


膜技术的特点


1、高效分离

膜技术具有高效的分离能力,它可以在分子级别上进行分离,能够实现纳米级别的精度,且分离系数要高于传统工艺,适用于产品的精制和深加工。此外,膜分离技术具有良好的选择性和定向性,特别适用于处理高浓度有机废水、金属离子分离等领域。


2、节能降耗

膜技术是一种基于物理过程的分离方法,不涉及相变或化学反应,相较于传统的蒸馏、萃取等分离方法,膜分离过程通常在常温下进行,不需要加热或冷却,从而减少了能量消耗;同时也不需要添加其他化学物质,节省了原材料的使用。此外,膜技术还可以与可再生能源结合使用,以进一步降低能耗。


3、环境友好

膜技术是一种绿色、可持续技术,不需要添加助剂和发生化学反应的分离过程减少了对环境的影响,此外,可循环使用的透过液在减少成本的同时减少了污染物的排放,对环境更加友好。


4、简便稳定

膜分离技术通常具有较高的自动化程度和稳定的运行控制,减少人为干扰,确保系统稳定运行。


因其高效、节能、环保等特点,已在新能源、生物、医药、食品、石油化工、电子、机械、化工冶金、稀土、纺织、环保、民用净水、海水淡化、苦咸水淡化等多个行业得到广泛应用,可以说与我们生活相关的方方面面,都有分离膜的影子。


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