概述
虽然膜分离现象早在250年前就被发现,但是膜分离技术的工业应用是在20世纪60年代以后。从60年代的反渗透技术到90年代的渗透汽化技术,膜分离技术发展迅速。特别是90年代以后,随着复合膜的研制成功,膜分离技术的应用领域不断扩大,现已渗透到人们生产和生活的各个方面,对水加工工业、化工、医药、环境保护、食品和生物工程等诸多领域的发展起了巨大的作用。
膜分离作为一种新兴的高效的分离、浓缩、提纯及净化技术,获得了极为迅速的发展,已得到广泛应用,形成了独特的新兴高科技产业。各种膜过程具有不同分离机理,适用于不同的对象和要求。但有其共同点,如过程较简单,经济性较好,通常没有相变,分离系数较大,节能,高效,无二次污染,可在常温下连续操作,可直接放大,可专一配膜等。
微滤是所有膜过程中应用最普遍、总销售额最大的一项技术。制药行业的过滤除菌是其最大的市场,电子工业用高纯水制备次之。目前,微滤正被引入更广泛的领域:在食品工业领域,许多应用已实现工业化;饮用水生产和城市污水处理是微滤应用潜在的两大市场;用于工业废水处理方面的研究正在大量开展;随着生物技术工业的发展,微滤在这一领域的市场也将越来越大。
超滤和微滤相比,应用规模较大,它多采用十字流操作。超滤已广泛应用于食品、医药、工业废水处理、超纯水制备及生物技术工业。其中最重要的是食品工业,乳清处理是其最大市场;在工业废水处理方面,应用得最普遍的是电泳涂漆过程;在超纯水制备中,超滤是重要过程;城市污水处理及其他工业废水处理以及生物技术领域都是超滤未来的发展方向。
随着性能优良的反渗透膜及其膜组件的工业化,反渗透技术的应用范围已从最初的脱盐扩大到化工生产、食品加工和医药环保等部门,其中脱盐及超纯水制造的研究和应用最成熟,规模也最大,其他应用大多处于正在开发中。
纳滤膜由于截留分子量介于超滤与反渗透之间,同时还存在道南效应,因此对相对分子质量小的有机物和盐的分离有很好的效果,并具有不影响分离物质生物活性、节能、无公害等特点,在食品工业、发酵工业、制药工业、乳品工业等行业得到越来越广泛的运用。但纳滤膜的应用同时也存在一些问题,如膜污染等,并且食品与医药行业对卫生要求极严,膜需要经常的进行杀菌、清洗等处理,使得该技术的广泛使用受到一定的影响,许多问题尚待研究。由于纳滤膜分离技术有着其众多的优越性,是一个新兴的值得瞩目的领域,必将会有广阔的发展前景。