膜分离技术受到世界各技术先进国家的高度重视 , 近 30 年来 ， 美国、加拿大、日本和欧洲技术先进国家 ， 一直把膜技术定位为高新技术
， 投入大量资金和人力， 促进膜技术迅速发展 , 使用范围日益扩大。
膜分离技术的发展和应用 ， 为许多行业 , 如纯水生产、海水淡化、苦咸水淡化 ， 电子工业、制药和生物工程、环境保护、食品、化工、纺织等工业，
高质量地解决了分离、浓缩和纯化的问题 ， 为循环经济、清洁生产提供依托技术。
1 膜分离技术简介
1.1 膜的定义
膜是一种起分子级分离过滤作用的介质 ， 当溶液或混和气体与膜接触时， 在压力下 ， 或电场作用下 ， 或温差作用下 ， 某些物质可以透过膜
， 而另些物质则被选择性的拦截 ， 从而使溶液中不同组分 ， 或混和气体的不同组分被分离 , 这种分离是分子级的分离。
1.2 膜的种类
分离膜包括 ： 反渗透膜 (0. 0001 ～ 0.
005μm) ， 纳滤膜 (0.
001 ～ 0. 005μm) ， 超滤膜 (0.
001 ～ 0. 1μm) ， 微滤膜 (0.
1 ～ 1μm) 、电渗析膜、渗透气化膜、液体膜、气体分离膜、电极膜等。他们对应不同的分离机理
， 不同的设备， 有不同的应用对象。膜本身可以由聚合物 , 或无机材料 ， 或液体制成 ， 其结构可以是均质或非均质的
，多孔或无孔的 ， 固体的或液体的 , 荷电的或中性的。膜的厚度可以薄至 100μm ， 厚至几毫米。不同的膜具有不同的微观结构和功能 ， 需要用不同的方法制备。制膜方法一直是膜领域的核心研究课题 , 也是各公司严格保密的核心技术。
1.3 膜分离技术的定义
把上述的膜制成适合工业使用的构型 ， 与驱动设备 ( 压力泵、或电场、或加热器、或真空泵 ) 、阀门、仪表和管道联成设备。在一定的工艺条件下操作 , 就可以来分离水溶液或混和气体。透过膜的组分被称为透过流分。这种分离技术被称为膜分离技术。
2 膜技术的应用领域
2.1 供水
< 2.1.1 > 高质量饮用水供给
随着水体的污染和人民生活水平提高 ， 人们越来越希望得到高质量的饮用水供给。采用活性炭吸附过滤和超滤结合制取高质量饮用水，
设备投资少 ， 制水成本低 , 是优质饮用水制备的经济有效方法 ， 具有广阔的市场前景。
2.1.2 工业供水
自来水和地下水的水质不能满足许多化学工业、电子工业和纺织工业的要求， 需要经过净化处理方可以使用 ， 超滤膜技术是净化工业用水的重要技术之一。
2.1.3 医药用水
医药针剂用水是采用多级蒸馏制备的 ， 其工艺繁琐、能耗高、而且质量常常得不到保证。用超滤膜技术除针剂热源和终端水热源， 取得很好效果。
2. 2 工艺水的处理 ( 分离、浓缩、分级和纯化 )
在各工业生产过程中
， 往往有分离、浓缩、分级和纯化某种水溶液的需求。传统用的方法是沉淀、过滤、加热、冷冻、蒸馏、萃取和结晶等过程。这些方法表现出流程长、耗能多、物料损失多、设备庞大、效率低、操作繁琐等缺点，
以超滤膜技术取代某种传统技术可以获得显著的经济效益。
2.2.1 膜技术在制药工业的应用
膜技术广泛应用于生物制备和医药生产中的分离、浓缩和纯化。如血液制备的分离、抗菌素和干扰素的纯化、蛋白质的分级和纯化、中草药剂的除菌和澄清等。发酵是生物制药的主流技术，
从发酵液中提取药物 ， 传统工艺是溶剂萃取或加热浓缩 ， 反复使用有机溶剂和酸碱溶液 , 耗量大 ， 流程长 ， 废水处理任务重。特别是许多药物热敏性强
， 使传统工艺的实用性多受限制。国际先进的制药生产线 ， 大量采用膜分离技术代替传统的分离、浓缩和纯化工艺。如以膜设备浓缩纯化抗生素、中药汤及中药针剂澄清等。
2.2.2 膜技术在食品领域工业的应用
利用超滤膜技术把发酵液中产品和菌体分离
， 再采用其它方法精制流程。其优点是 ： 生产效率和产品质量提高； 简化了工艺流程 ； 菌体蛋白不含外加杂质 , 利用价值高， 达到资源综合利用。酱油、醋的澄清、果汁澄清和浓缩、乳制品生产、制糖工业都采用了膜技术。
< 2.2.3 > 膜技术在各种工业生产中的应用
凡是涉及分子级的浓缩和分离的过程 ， 都有膜技术应用的机会。汽车电泳漆的在线纯化采用超滤膜除去杂质， 持续保证涂漆质量 ; 燃料工业泳超滤膜技术分离和浓缩中间体。
2.3 在环境保护和水资源化的应用
膜技术在废水处理、污染防治和水资源综合利用方面得到广泛应用。在许多情况下， 不仅处理了废水 ， 还能回收有用物质和能量。
2.3.1 各种含油废水及废油的处理
① 采油回注水的处理 : 膜法可以除去在水中的乳化溶解油 ， 提高注入水的质量。
② 含油废水的处理 ： 许多工业生产和运输业都产生大量的含油废水
， 膜滤技术是达标排放最有效的方法。 ③ 废润滑油的纯化 ： 用常规技术加膜分离 ， 可得到很纯的润滑油 ， 适用于汽车等废机油的处理。 ④ 机床切削油的纯化回收 : 膜法可除去废切削油中的细菌和杂质 ， 处理后回用。 ⑤ 废食用油的纯化处理技术 : 食用油在连续高温下产生致癌物质 ， 用膜法可将这部分除去。 ⑥ 食用菜籽油的纯化 ： 菜籽油中含有 15 % ～ 48 % 高含炭量的芥子酸。用膜法可除去 , 达到标准 ( 芥子酸 <5 %) 。
2.3.2 废水的处理及回用
① 膜生物反应器处理生活污水回用中水 ， 其占地面积小 ， 设备投资低 , 处理水质好。 ② 印刷显影废水的处理及回用 ， 采用膜技术处理可以达标排放
， 也可回收。 ③ 电镀废水可采用膜技术处理 ， 水回用 ， 污染物回槽利用。 ④ 印染废水采用膜分离可除去有色染料 ， 得到的水回用。牛仔布印染废水可回收靛蓝燃料。
⑤造纸废水用膜可将废水中的木质素、色素等分离出来 ， 净化水可排放或回用。
2.3.3 水的淡化技术
① 海水淡化技术 : 应用最新的膜蒸馏技术 ， 最适合和船用发动机热交换器连用
， 利用废热生产淡水 ， 适合于中、小型渔船远航捕捞使用。 ② 咸水淡化技术 : 将天然咸水用膜淡化到应用水质标准。
2. 4 气体分离、浓缩技术及其应用
① 氧化浓缩 ： 可用膜装置制成安全、简便的医疗和理疗设备 ， 也可用于炼钢吹氧或助燃等工业生产， 富氧浓度 35 % ～ 80 % 。 ② 氮气浓缩 : 氮气可用于食品保存、汽车存储、飞机加油、防爆及化学工业，
膜设备的氮可浓缩至 90 % ～ 98
% 。 ③ 二氧化碳、二氧化硫、氢气的分离 : 当二氧化碳、二氧化硫、氢气分别和其它气体混和在一起时 ，
可用膜将它们分离出来 , 满足工业的需要。 ④ 氢气的分离和浓缩 : 在化工产品制造时 ,往往排出大量氢气 , 可用膜法将氢气分离出来。
2.5 其它
① 膜法保鲜剂 ： 在水果、蛋类外部侵涂一层膜可达保鲜目的。保鲜后 ， 存放期长 ， 外观色泽好。 ② 制造维生素 E 的膜法分离技术 : 用膜可以从黄豆油中提取 VE 的混合物 , 其抽提剂可循环使用。
