膜分離技術及其套用

《膜分離技術及其套用》是化學工業出版社 出版的一本圖書。

基本介紹

• 書名：膜分離技術及其套用
• 作者：任建新
• ISBN：750254175
• 出版社：化學工業出版社

基本信息

書名:膜分離技術及其套用

定價:72

頁數:513

出版日期:2003-1-1

版次: 1

開本:16開

包裝:平裝

簡介

本書分兩篇25章，第Ⅰ篇主要介紹膜分離技術基礎理論，包括反滲透、納濾、超濾、微濾、無機膜分離、離子交換膜、透析、氣體膜分離滲透汽化、膜萃取、膜蒸餾、膜反應器、控制釋放及膜分離過流流體力學與傳遞理論基礎等。第Ⅱ篇主要介紹膜分離技術的套用及套用實例，包括液膜分離技術套用及實例、氣體膜分離技術套用及實例、滲透汽化膜技術套用實例、雙極膜的套用、膜萃取過程的套用、膜蒸餾技術的套用、膜生物反應器在廢水處理中的套用、膜分離技術在分析領域中的套用、膜軟體的開發創新及其在工業分離領域的套用、中國膜工業的發展與市場等。希望本書對我國膜分離技術的發展起到積極的推動作用。

目錄

第Ⅰ篇 膜分離技術基礎理論1

1反滲透膜分離技術基礎1

1.1反滲透膜分離技術的基本原理和特點1

1.2反滲透膜污染與濃差極化1

1.3反滲透膜和組件的性能及測試方法2

1.4反滲透膜分離系統3

1.5反滲透膜分離技術主要用途5

參考文獻5

2納濾膜分離技術基礎6

2.1納濾膜分離技術的特點6

2.2納濾膜分離機理和評價方法6

2.2.1濃差極化6

2.2.2膜過程的不可逆過程分析6

2.2.3電荷模型7

2.2.4細孔模型8

2.2.5靜電排斥和立體阻礙模型9

2.2.6納濾膜分離性能的評價方法9

2.3納濾膜組件及其分離過程的系統設計10

2.3.1納濾膜組件及其分離過程10

2.3.2納濾膜分離過程的設計11

2.3.3納濾膜分離系統設計中的注意事項12

2.4納濾膜分離系統的操作與管理12

2.4.1膜的污染和劣化12

2.4.2膜污染物質的預處理法13

2.4.3納濾膜分離系統的維持管理15

2.5納濾膜分離技術的其他用途17

2.5.1低聚糖的分離和精製17

2.5.2果汁的高濃度濃縮17

2.5.3肽和胺基酸的分離18

2.5.4抗生素的濃縮與純化18

2.5.5牛奶及乳清蛋白的濃縮18

2.5.6農產品的綜合利用18

2.5.7膜生化反應器的開發19

參考文獻19

3超濾膜分離技術基礎21

3.1超濾膜分離技術的基本原理和特點21

3.2超濾膜和膜組件的性能及測試方法21

3.2.1超濾膜21

3.2.2超濾膜組件22

3.3超濾膜的污染和濃差極化及控制對策22

3.3.1膜污染的定義及表征22

3.3.2濃差極化的定義及表征23

3.3.3膜污染和濃差極化的控制方法24

3.4超濾膜分離系統及工藝流程26

3.5超濾膜分離技術的主要用途26

參考文獻27

4微濾膜分離技術基礎28

4.1微孔分離膜技術的基本原理和特點28

4.1.1微濾膜的特點28

4.1.2微濾膜的分離機理29

4.2微濾膜材料及膜製備技術32

4.2.1微濾膜材料32

4.2.2微濾膜的製備技術34

4.2.3微濾膜的表面改性36

4.3微濾膜和膜組件的性能及測試方法38

4.3.1微濾膜的性能及測試方法38

4.3.2微濾膜組件的評價41

4.4微濾膜分離系統及工藝流程43

4.5微濾膜的污染與防治45

4.5.1污染的防治45

4.5.2膜的清洗46

參考文獻47

5無機分離膜技術基礎49

5.1無機分離膜技術的基本原理和特點49

5.2無機分離膜、膜組件和性能測定49

5.2.1無機分離膜49

5.2.2無機膜組件50

5.2.3無機膜性能測定51

5.3無機膜分離系統及工藝流程53

5.3.1操作方式53

5.3.2膜污染的控制及清洗方法54

5.4無機膜分離技術的主要用途55

參考文獻56

6離子交換膜分離技術基礎57

6.1離子交換膜分離技術的基本原理、套用和特點57

6.1.1離子交換膜分離技術的基本原理57

6.1.2離子交換膜的選擇透過性58

6.1.3膜電位62

6.1.4電滲析的基本過程62

6.1.5離子交換膜分離技術的套用63

6.1.6離子交換膜分離技術的特點63

6.2離子交換膜的基本性能和測試方法63

6.2.1離子交換膜的基本性能63

6.2.2離子交換膜的性能測定方法64

6.3電滲析器的結構及工藝流程65

6.3.1電滲析器的結構65

6.3.2電滲析器的組裝66

6.3.3電滲析除鹽的工藝流程66

6.4離子交換膜分離技術主要用途68

6.4.1電滲析除鹽68

6.4.2頻繁倒極電滲析68

6.4.3無極水自動控制電滲析68

6.4.4填充床電滲析製備純水68

6.4.5離子交換膜作隔膜的隔膜電解69

6.4.6離子交換膜擴散滲析69

6.4.7雙極膜69

參考文獻70

7透析膜分離技術基礎71

7.1透析膜分離技術的基本原理和特點71

7.1.1杜南膜平衡71

7.1.2物質的傳輸現象和膜透過71

7.2透析膜和膜組件及性能測試73

7.2.1生物相容性73

7.2.2透析膜材料73

7.2.3膜的總傳質係數k75

7.2.4清除率、透析率和下降率75

7.2.5水通量76

7.2.6透析器的血室容積76

7.2.7透析膜及其裝置的其他性能指標76

7.3透析系統及工藝流程76

7.3.1人工腎血液透析器及其輔助系統76

7.3.2血液透析濾過79

7.3.3壓榨(鹼)液的回收80

7.4透析技術的主要用途81

7.4.1人工腎血液透析器81

7.4.2血液淨化器82

7.4.3酒精飲料脫醇82

7.4.4其他82

參考文獻82

8氣體膜分離技術基礎83

8.1基本原理和特點83

8.1.1非孔膜83

8.1.2多孔膜84

8.2膜和膜組件85

8.2.1高分子膜85

8.2.2無機膜85

8.2.3滲透係數測定86

8.2.4膜組件86

8.3氣體膜分離系統及工藝流程86

8.4氣體膜分離技術的主要用途88

8.4.1氫氣回收88

8.4.2氮氣分離89

8.4.3氧氣富集89

8.4.4CO2分離89

8.4.5有機蒸氣的回收89

8.4.6水汽脫除89

參考文獻89

9滲透汽化膜分離技術基礎90

9.1滲透汽化膜分離技術的基本原理和特點90

9.2滲透汽化膜、膜組件及性能測試90

9.2.1滲透汽化膜、膜組件90

9.2.2膜的PV特性測定95

9.3滲透汽化膜分離系統及工藝流程95

9.4滲透汽化膜分離技術的主要用途96

參考文獻97

10膜萃取技術基礎98

10.1膜萃取技術的基本原理和特點98

10.1.1膜萃取技術的特點98

10.1.2膜萃取傳質原理99

10.1.3同級萃取反萃取膜過程的傳質模型100

10.2膜萃取過程的影響因素100

10.2.1兩相壓差Δp的影響100

10.2.2兩相流量的影響100

10.2.3相平衡分配係數與膜材料的浸潤性能的影響101

10.2.4體系界面張力和穿透壓101

10.3中空纖維膜萃取器的設計和選用101

10.3.1各分傳質係數關聯式102

10.3.2殼程流動非理想性和殼程子通道模型102

10.3.3中空纖維膜萃取過程的強化103

10.3.4中空纖維膜器的串聯和並聯103

10.4同級萃取反萃取膜過程103

10.4.1同級萃取反萃取膜過程的特點103

10.4.2同級萃取反萃取膜過程的強化104

10.5膜萃取技術的主要用途104

參考文獻105

11膜蒸餾分離技術基礎106

11.1膜蒸餾分離技術的基本原理、特徵和分類106

11.1.1膜蒸餾技術的原理及特徵106

11.1.2膜蒸餾的優點與弱點107

11.1.3膜蒸餾組件和操作方式的分類107

11.2疏水微孔膜的製備、膜蒸餾的傳質規律及傳質傳熱機理108

11.2.1膜蒸餾所用的膜的製備108

11.2.2膜蒸餾的傳質規律108

11.2.3膜蒸餾傳質傳熱理論及影響膜蒸餾效率的因素110

11.3膜蒸餾分離技術套用概述111

11.3.1海水和苦鹹水淡化111

11.3.2超純水的製備111

11.3.3化學物質的濃縮和回收112

11.3.4揮發性溶質水溶液膜蒸餾的套用112

11.3.5膜蒸餾的特殊套用112

11.4膜蒸餾相關的膜過程112

11.4.1氣態膜過程113

11.4.2滲透蒸餾113

11.4.3膜蒸餾的集成膜過程113

11.4.4水相脫氣和溶氣113

11.5膜蒸餾研究的發展方向114

參考文獻114

12膜反應器技術基礎119

12.1膜反應器設計原理119

12.1.1產物原位分離膜反應技術119

12.1.2反應物控制輸入膜反應技術119

12.1.3非選擇性滲透催化膜反應技術120

12.1.4多相膜反應和萃取膜反應120

12.1.5耦合膜反應技術121

12.1.6催化膜121

12.2膜反應器的分類121

12.2.1按套用體系分類121

12.2.2無機膜反應器的分類122

12.3膜反應器的主要用途123

12.3.1加氫、脫氫反應中的膜反應123

12.3.2烴類選擇氧化——甲烷氧化偶聯124

12.3.3均相反應124

12.3.4酶膜反應器124

12.3.5膜循環發酵器125

12.3.6動物細胞培養用膜反應器125

13膜控制釋放基本理論127

13.1膜控制釋放技術的基本原理、分類和特點127

13.1.1擴散控制系統127

13.1.2化學控制系統128

13.1.3溶劑活化系統128

13.1.4功能性調控系統129

13.2擴散型膜控制釋放體系的傳質特性129

13.2.1存儲器型釋放系統129

13.2.2混合藥膜型釋放系統130

13.2.3存儲混合型釋放系統131

13.3控制釋放膜的製備、釋放動力學曲線測定及性能表征132

13.3.1膜控制體系的確定132

13.3.2膜體系的製備133

13.3.3釋放動力學數據的採集133

13.3.4控制釋放膜有關特性參數測定方法133

13.4膜控制釋放技術的套用領域及實例135

13.4.1在醫藥工業中的套用135

13.4.2在農藥工業中的套用137

13.4.3在化肥工業中的套用138

13.4.4控制釋放膜的其他套用領域138

13.5膜控制釋放技術的研究方向138

參考文獻139

14膜分離過程傳遞理論基礎142

參考文獻147

第Ⅱ篇 膜分離技術的套用及實例148

15液膜分離技術套用及實例148

15.1工業純水、超純水的製備148

15.1.1簡述148

15.1.2電子工業用純水、超純水的製造148

15.1.3電廠中、高壓鍋爐補給水製造155

15.1.4化學工業用純水系統157

15.1.5實驗室用純水、超純水系統157

15.1.6管道直飲水/淨水處理系統159

15.1.7結束語160

15.2水的脫鹽及軟化161

15.2.1簡述161

15.2.2苦鹹水淡化實例162

15.2.3海水淡化工程實例175

15.3膜分離技術在醫藥工業與醫療中的套用186

15.3.1在西藥及生物製劑工業中的套用186

15.3.2膜分離技術在中藥製劑生產中的套用195

15.3.3在臨床醫學中的套用199

15.4食品工業中的膜分離技術224

15.4.1膜分離技術在果蔬汁加工中的套用227

15.4.2微濾技術在酒類生產中的套用240

15.4.3膜技術在食用油加工和植物蛋白濃縮、提純中的套用244

15.4.4膜分離技術在釀造工藝中的套用248

15.5在冶金工業中的套用253

15.5.1簡述253

15.5.2擴散滲析(DD)回收酸或鹼253

15.5.3離子膜作隔膜的電解過程257

15.5.4從稀溶液中濃縮回收金屬263

15.5.5冶金工業廢水處理268

15.6環境工程中的污水處理與回用270

15.6.1汽車廠處理電泳塗漆廢水271

15.6.2紡織印染廢水處理與回用272

15.6.3電鍍廢水處理279

15.6.4其他工業廢水處理286

15.6.5食品工業廢水處理與回用309

15.6.6大樓排水和二級出水處理與回用315

參考文獻320

16氣體膜分離技術的套用及實例326

16.1簡述326

16.1.1氣體膜分離系統的一般考慮326

16.1.2氣體膜分離的一般經濟考慮328

16.1.3氣體膜分離適用範圍328

16.2套用實例328

16.2.1氫回收328

16.2.2天然氣脫CO2、H2S和H2O333

16.2.3膜法富氮技術336

16.2.4膜法富氧技術337

16.2.5易揮發有機化合物（VOC）的回收338

16.2.6氦的回收340

16.2.7發展中的套用341

參考文獻342

17無機分離膜的套用343

17.1簡述343

17.2在食品工業中的套用343

17.2.1蘋果汁澄清過濾343

17.2.2牛奶除菌套用345

17.2.3調味品除菌除雜346

17.2.4飲用水淨化346

17.3在生化與製藥工業中的套用347

17.3.1生物發酵液澄清過濾中的套用347

17.3.2中成藥加工中的套用349

17.4在環保工程中的套用351

17.4.1冷軋乳化液廢水處理351

17.4.2鈦白廢水廢酸處理353

17.4.3印鈔廢水處理技術354

17.5無機分離膜用於氣體淨化355

17.6無機分離膜用於氣體分離355

17.6.1高純氫的製備356

17.6.2氧和氮的分離富集356

17.6.3氫和烴的分離356

17.6.4氫與一氧化碳的分離356

17.6.5氫和氮的分離356

17.6.6其他體系的無機膜分離356

參考文獻357

18滲透汽化膜技術套用實例359

18.1無水乙醇的生產359

18.2異丙醇的脫水濃縮360

18.3苯中微量水的脫除360

18.4碳六溶劑油中微量水的脫除361

18.5有機物/有機物分離362

18.6水中少量有機物的脫除364

18.7滲透汽化法耦合集成過程套用實例364

19雙極膜的套用365

19.1在化工生產及分離過程中的套用366

19.1.1酸鹼的生產366

19.1.2雙極膜電萃和電反萃富集銅366

19.1.3性質相近的金屬離子的分離和富集367

19.2在環境保護領域中的套用368

19.2.1酸性廢液的淨化和回收368

19.2.2鹼性廢液的淨化和回收368

19.2.3酸性氣體的清除、回收369

19.2.4含氟廢液的處理及有價氟的回收369

19.3在生物化工過程中的套用370

19.3.1有機酸製備370

19.3.2有機酸回收371

19.4在鹽化工和海洋化工過程中的套用371

19.4.1不等價離子的分離——雙極膜納濾371

19.4.2等價離子的分離372

19.4.3滷水的酸化372

19.5雙極膜蓄電池374

19.6雙極性膜電滲析法的套用舉例375

19.6.1在維生素C鈉鹽酸化製備維生素C的過程中的套用375

19.6.2在難溶有機酸製備中的套用376

19.6.3極稀廢水中醋酸的回收377

19.7雙極膜的發展及套用展望378

參考文獻378

20膜萃取過程的套用380

20.1膜萃取過程防止溶劑污染的優勢380

20.2金屬萃取380

20.3有機物萃取381

20.4發酵?膜萃取耦合過程382

20.5膜萃取生物降解反應器和酶膜反應器383

20.6膜萃取技術付諸實施的關鍵384

20.7環境檢測和生化分析樣品的預處理384

20.7.1環境檢測385

20.7.2生化分析386

參考文獻386

21膜蒸餾分離技術的套用388

21.1概述388

21.2套用實例388

21.2.1日產淡水50 L的太陽能膜蒸餾脫鹽裝置388

21.2.2規模更大的太陽能膜蒸餾脫鹽裝置390

21.3國內外膜蒸餾套用研究情況391

21.4疏水性微孔膜在膜蒸餾的套用研究393

21.5發展前景395

參考文獻395

22膜生物反應器在廢水處理中的套用397

22.1膜生物反應器的類型397

22.2厭氧過程中的膜?生物反應器398

22.2.1玉米加工廢水398

22.2.2羊毛洗滌廢水399

22.3好氧過程中的膜?生物反應器399

22.3.1大樓廢水回用399

22.3.2汽車零件廠工業廢水400

參考文獻400

23膜分離技術在分析領域中的套用402

23.1概述402

23.2分析化學套用中的膜過程和膜塊結構403

23.3膜分離技術套用實例408

23.3.1環境樣品中揮發性有機污染物的分離和測定408

23.3.2食品樣品中風味和香味物質測定408

23.3.3燃料油中芳烴類化合物的選擇分離分析測定412

23.3.4血漿樣品中乙醇測定412

參考文獻414

24膜軟體的開發創新及其在工業分離領域中的套用417

24.1膜套用工藝過程介紹及膜軟體概念的創立417

24.1.1膜套用工藝過程簡介417

24.1.2膜軟體概念的創立417

24.2不同工業分離過程中套用的膜材料與構型的選擇419

24.2.1膜組件的構型419

24.2.2膜組件構型的比較419

24.2.3膜材料的選擇419

24.3膜套用過程的創新研究及膜分離工藝條件的最佳化423

24.4膜系統的設計及其與上下游工藝的整合424

24.4.1膜系統操作模型425

24.4.2組件的排布與連線425

24.4.3膜系統與上下游工藝的整合426

24.5膜污染控制與清洗方法介紹427

24.5.1膜污染情況概述427

24.5.2膜污染的控制428

24.5.3被污染膜的清洗432

24.6工業分離領域中膜套用過程常見的故障及排除方法434

24.7國內開拓成功的膜套用工藝及相關的膜分離設備435

24.7.1維生素C生產中的超濾膜軟體435

24.7.2染料生產過程中的納濾膜軟體436

24.7.3濃縮與回收6?APA及其他抗生素的納濾膜軟體437

24.7.4乳品工業中的膜軟體438

24.7.5味素生產中的膜軟體438

參考文獻439

25中國膜工業的發展與膜市場441

25.1中國膜工業發展概況441

25.2幾種主要分離膜工業的發展442

25.2.1中國離子交換膜和電滲析工業的發展442

25.2.2中國反滲透膜工業的發展443

25.2.3中國超濾膜工業的發展444

25.2.4中國微孔濾膜工業的發展444

25.3中國的膜市場445

25.3.1膜市場的構成445

25.3.2膜市場的管理445

25.3.3膜市場的規模和潛力445

25.3.4膜市場的發展與競爭446

25.4中國膜工業存在的主要問題447

25.4.1技術水平低447

25.4.2膜的品種少447

25.4.3企業和產品的規模小447

25.4.4套用效益差447

附錄A 國內主要膜生產企業簡介及主要產品介紹449

附錄B 國外主要膜生產企業簡介及主要產品介紹