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膜分离技术是一门新兴的高新技术，也是一门多种学科交叉的科学技术。近30年来，膜分离技术在工业领域得到广泛的应用。其机理为：通过克服膜的渗透压实现两种或多种物质间的分离。 |
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如果将浓度不同的两种溶液用只能透过溶剂而不能透过溶质的半透明隔开，假定膜两侧静压力相等，则溶剂在自身化学位差的作用下将自发地从稀溶液侧透过膜扩散到浓溶液侧，这种现象是渗透现象。渗透现象的发生是因为膜两侧存在化学位差，溶液中溶质浓度越高，溶液的化学位越低，这将导致溶剂自发地从高化学位侧透过膜扩散到低化学位侧，直到系统达到动态平衡，即渗透平衡，此时的压力称为渗透压。
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渗透压的大小取决于溶液的种类、浓度和温度，而与膜本身无关。如果我们在浓溶液侧加压，使膜两侧的静压差大于两溶液间的渗透压差时，溶剂将从浓溶液侧透过膜流向稀溶液侧，这就是所谓的反渗透现象 。
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主要膜分离过程： |
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| 膜的种类 |
膜的功能 |
分离驱动力 |
透过物质 |
被截留物质 |
| 微滤 |
多孔膜、溶液的微滤、脱微粒子 |
压力差 |
水、溶剂和溶解物 |
悬浮物、细菌类、微粒子 |
| 超滤 |
脱除溶液中的胶体、各类大分子 |
压力差 |
溶剂、离子和小分子 |
蛋白质、各类酶、细菌、病毒、乳胶、微粒子 |
| 反渗透
和纳滤 |
脱除溶液中的盐类及低分子物 |
压力差 |
水、溶剂 |
无机盐、糖类、氨基酸、BOD、COD等 |
| 透析 |
脱除溶液中的盐类及低分子物 |
浓度差 |
离子、低分子物、酸、碱 |
无机盐、糖类、氨基酸、BOD、COD等 |
| 电渗析 |
脱除溶液中的离子 |
电位差 |
离子 |
无机、有机离子 |
| 渗透气化 |
溶液中的低分子及溶剂间的分离 |
压力差、浓度差 |
蒸汽 |
液体、无机盐、乙醇溶液 |
| 气体分离 |
气体、气体与蒸汽分离 |
浓度差 |
易透过气体 |
不易透过气体 |
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