膜分离技术：高效节能环保，广泛应用多领域，带来巨大效益

膜分离技术：高效节能环保，广泛应用多领域，带来巨大效益

膜分离是一种新型分离技术，出现于 20 世纪初，并在 20 世纪 60 年代后迅速崛起。膜分离技术因其具有分离、浓缩、净化、精制的功能，以及高效、节能、环保、分子级过滤和过滤工艺简单、易于控制等特点，已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、双工等领域，产生了巨大的经济和社会效益， 并已成为当今分离科学中最重要的手段之一。

膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离分离、净化和浓缩料液的不同成分的过程称为膜分离。它与常规过滤的不同之处在于，膜可以在分子尺度上分离，并且这个过程是一个物理过程，不需要相变或添加剂。膜的孔径一般为微米级，根据其孔径的不同（或称为截留分子量），膜可分为微滤膜、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，无机膜主要只有微滤级膜， 主要是陶瓷膜和金属膜。有机膜由高分子材料制成，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、多氟聚合物等。

膜分离的优势

·在室温下进行

有效成分的损失很小，特别适用于热敏性物质的分离和浓缩，如抗生素和其他药物、果汁、酶和蛋白质

·无相位变化

它保持了原汁原味，消耗的能量非常少，其成本约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的 1/3-1/8

无化学变化 ·

典型的物理分离工艺，不使用化学试剂和添加剂，产品不受污染

选择性好 ·

物质可以在分子水平上分离，具有通用过滤介质无法替代的优异性能

适应性强 ·

加工规模可大可小，可连续或间歇，工艺简单，操作方便，易于自动化

膜分离技术的历史和现状

·发展历程

膜在自然界中广泛存在，尤其是在生物体中，但我国人类从认识、利用、模拟到现在人工合成的历史过程是漫长而曲折的。中国膜科学技术的发展始于 1958 年对离子交换膜的研究。60 年代进入了开拓阶段。1965年，反渗透的勘探开始，1967年全国海水淡化战役打响，极大地推动了我国膜技术的发展。70 年代进入发展阶段。在此期间，相继研发了微滤、电渗析、反渗透、超滤等各种膜及组件，并在80年代进入了推广应用的阶段。80 年代再次发展了气体分离和其他新膜。

·现状

随着我国膜科学技术的发展，相应的学术和技术团体也相继成立。他们的成立在规范膜行业标准和促进膜行业发展方面发挥着举足轻重的作用。半个世纪以来，膜分离已从实验室转变为大规模工业应用，成为一种高效节能的新型分离技术。自 1925 年以来，几乎每十年就有一种新的膜工艺应用于工业。

由于膜分离技术的优越性能，该膜工艺受到世界各国的广泛重视。在能源短缺、资源短缺、生态环境恶化的今天，工业界和科技界将膜工艺视为 21 世纪工业技术转型中一项极其重要的新技术。有专家指出，谁掌握了膜技术，谁就掌握了化工行业的未来。

80年代以来，我国膜技术进入应用阶段，也是新型膜工艺的发展阶段。在此期间，膜技术在食品加工、海水淡化、纯水、超纯水制备、医学、生物和环保等领域得到了大规模开发和应用。此外，在此期间，国家重点科技攻关项目和自然科学基金也有膜课题。

目前，这个潜力巨大的新兴行业正以旺盛的激情挑战市场，为众多企业带来显著的经济、社会和环境效益。

常用的膜分离工艺

·微滤

鉴于微孔膜的分离特性，微孔膜的应用范围主要是截留气相和液相中的颗粒、细菌等污染物，以达到净化、分离和浓缩的目的。

具体涉及的领域有：制药工业、食品工业（明胶、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等）、高纯水、市政污水、工业废水、饮用水、生物技术、生物发酵等。

·超滤

早期的工业超滤用于废水和废水处理。近30年来，随着超滤技术的发展，超滤技术已涉及食品加工、饮料行业、制药行业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品行业废水处理、资源回收、环境工程等多个领域。

· 纳滤

纳滤的主要应用领域包括：食品工业、植物深加工、饮料工业、农产品深加工、生物医药、生物发酵、精细化工、环保行业......

·反渗透

由于反渗透分离技术具有先进、高效、节能的特点，已广泛应用于国民经济的各个部门，主要用于水处理和热敏性物质的浓缩，主要应用领域包括以下几点：食品工业、乳业、饮料工业、植物（农产品）深加工、生物医药、生物发酵、 饮用水、纯水、超纯水、海水、苦咸水海水淡化、电力、电子、半导体工业用水、制药工业工艺用水、制备水、注射用水、无菌无热原纯水、工艺用水、锅炉水、食品饮料工业、化工等工业的洗涤水和冷却水

·别人

除了以上四种常用的膜分离工艺外，还有透析、控释、膜传感器、膜气体分离等。