膜的基础知识

膜过程是一门新兴的多种学科交叉的新技术，已经成为工业上气体分离、水溶液分离、化学产品和生化产品的分离与纯化的重要过程，广泛应用于食品、饮料加工、水处理、大规模空气分离、湿法冶金技术、气体和液体燃料的生产以及石油化工制品生产等。

膜从广义上讲可以定义为两相之间的一个不连续区间，它可以是固相，液相，甚至气相的。从分离的意义上来讲，膜可以定义为： Membranes are thin barriers across which physical and/or chemical gradients can be established to produce differential flows of one or more components 。

大多数的分离膜都是固体膜，目前，无论是从产量、产值、品种、功能或是应用对象上来讲，固体膜都占 99%以上，其中尤以有机高分子聚合物材料制备成的膜和其过程为主。无机膜近年来发展迅速。液膜也有其特点，但尚待发展。 物质选择透过膜的推动力可分为两类：一是外界能量，物质发生由低位到高位的转移；二是化学位差，物质由高位向低位转移。

膜分离过程的特点：高效；能耗（功耗）低；膜分离设备操作维护方便，运行稳定；规模和处理能力范围很大。 二、膜材料与膜组件

１．膜材料及分类

具有分离功能的固体膜目前主要以有机高分子聚合物为膜材料。以无机膜为膜材料的分离膜近年来发展迅速。

膜的分类主要有四种方法：

２．膜组件

膜面积愈大，单位时间透过量愈多，因此，当膜分离技术实际应用时，要求开发在单位体积内具有大膜面积的组件。目前主要有以下几种形式： 板框式（ Plate and Frame Module ）、螺旋卷式 (Spiral Wound Module) 、圆管式 (Tubular Module) 、中空纤维式 (Hollow Fiber Module) 和毛细管式 (Capillary Module) 。前两种使用平板膜，后三者使用管式膜。圆管式膜直径 >10mm; 毛细管式－ 0.5~10.0mm ；中空纤维式 <0.5mm> 。