膜分离技术论文：略谈化工中膜分离的运用
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本文作者：张庆军作者单位：吉林燃料乙醇有限责任公司
膜分离过程的特点
膜就是在一个或两个流体相之内一层吧流体相分离开来的凝聚相物质。膜的凝聚性的形式可以是液态、固态甚至是气态；膜可以是均一相也可以是复合相，但复合相的膜相与相之间拥有不同的相表面，因为不论膜的厚度薄到何程度都需要两个或两个以上的界面，而膜也正因为这两个甚至多个界面达到分割流体物质的功效。此外膜的面积可大可小；膜在流体相中既可以独立存在也可以依附在载体或支持体的微孔之中。膜分离的过程是由浓度差、压力差、分压差、电位差等梯度差异推动的。可分为过滤式膜分离、液膜分离以及渗析式膜分离三种形式。
1过滤式膜分离
以溶液为例，待处理的溶液置于分离器（固体膜）的一侧，在自身形成的压力差或额外增加压力的作用下，透过膜的部分物质成为渗滤液，而留下的部分溶液则为滤余液。若为混合气体则为渗滤气和滤余气。由于待处理混合物质组分的物质有区别和分子大小不同，它们在透过膜时速率存在差异，因而透过的部分与的组分不同于留下的部分，从而实现对组分的分离。目前过滤式膜分离主要有渗透、气体渗透、超滤和微滤等方式。
2液膜分离
液膜分离的操作过程可视为萃取与反萃取的结合：溶质从料液进入液膜相当于萃取。
膜分离中的超滤技术、微滤技术、反渗透技术和电渗析技术的应用研究较成熟，工业应用广泛，市场效益明显。特别是由于人们环保意识的增强，膜微滤技术以及膜超滤技术被广泛运用于化工生产和环境污染治理当中，尤其是广泛用于水中金属沉淀物、细微颗粒甚至水中细菌、病毒、的过滤。
1膜分离技术在去除含氟化合物中应用
当前一些磷肥生产企业采用膜微滤技术，通过膜分离技术可以截留0.05~10μm的微粒或大分子溶质的原理来除去磷石膏废水中含氟的化合物。研究表明：用膜微滤技术处理过的废水氟量低比用石灰乳处理的氟量低要低很多。传统的石灰乳中和、沉淀废水中的氟成效不大：一是较难达到10mg/L的排放标准；二是处理流程长。首先需要用两级石灰乳对废水进行中和反应；接着在养晶槽内加入铁盐与石灰乳和废水中和反应的产物CaF2微细颗粒进行絮凝沉淀反应；再接着于沉降槽中对絮凝沉淀物进行固液分离；最后用泵将沉淀槽槽底的污泥送至带式过滤机进行脱水处理。同样是处理废水中的氟化物，若是采用膜微滤技术只需一个步骤：即将石灰乳和废水中和反应后的产物送至膜分离器。这样处理后的废水含氟量仅为5~6mg/L，符合10mg/L的排放标准，可以循环使用。
2膜分离技术在废气粉尘回收中的应用
粉尘作为重要的环境污染源一直困扰着城市工业的发展。例如水泥窑的尾气若处理采用普通袋滤器或者旋风分离器，处理后的废气中粉尘含量为90~115mg/m3，系统阻力一般在1.47~1.96kPa，不符合国家排放标准，且水泥窑中尾气含水量多，一旦温度骤降，则会引起生产设备堵塞进而影响生产。但若是在水泥窑的尾气处理中采用膜微滤分离技术，处理后的废气中粉尘含量为4.5mg/m3，系统阻力一般为0.98kPa，符合国家排放标准，且生产设备较少发生堵塞现象，改善了生产环境，提高了生产效率。此外，膜微滤分离器的使用寿命至少有三年。据了解膜微滤分离技术在钛白粉生产中的尾气收尘、磷肥生产中磷矿干法收尘、石灰窑的烟气净化、磷铵生产中干燥窑尾气收尘和磷酸氢钙干燥窑尾气净化中均有应用。
3膜分离技术的其它应用
膜分离技术中的电渗析分离目前被广泛应用与海水、苦卤和自然水的纯化之中。特别是广泛应用于饮用水、初级纯水的纯化之中。膜电渗析分离技术的广泛运用，可以净化工业废水从而对水资源进行循环利用；可以处理锅炉的软水；可以对果汁进行脱酸分离、对水和醇类物质进行分离等等。
