第Ⅰ篇 膜分离技术基础理论1
1反渗透膜分离技术基础1
1.1反渗透膜分离技术的基本原理和特点1
1.2反渗透膜污染与浓差极化1
1.3反渗透膜和组件的性能及测试方法2
1.4反渗透膜分离系统3
1.5反渗透膜分离技术主要用途5
参考文献5
2纳滤膜分离技术基础6
2.1纳滤膜分离技术的特点6
2.2纳滤膜分离机理和评价方法6
2.2.1浓差极化6
2.2.2膜过程的不可逆过程分析6
2.2.3电荷模型7
2.2.4细孔模型8
2.2.5静电排斥和立体阻碍模型9
2.2.6纳滤膜分离性能的评价方法9
2.3纳滤膜组件及其分离过程的系统设计10
2.3.1纳滤膜组件及其分离过程10
2.3.2纳滤膜分离过程的设计11
2.3.3纳滤膜分离系统设计中的注意事项12
2.4纳滤膜分离系统的操作与管理12
2.4.1膜的污染和劣化12
2.4.2膜污染物质的预处理法13
2.4.3纳滤膜分离系统的维持管理15
2.5纳滤膜分离技术的其他用途17
2.5.1低聚糖的分离和精制17
2.5.2果汁的高浓度浓缩17
2.5.3肽和氨基酸的分离18
2.5.4抗生素的浓缩与纯化18
2.5.5牛奶及乳清蛋白的浓缩18
2.5.6农产品的综合利用18
2.5.7膜生化反应器的开发19
参考文献19
3超滤膜分离技术基础21
3.1超滤膜分离技术的基本原理和特点21
3.2超滤膜和膜组件的性能及测试方法21
3.2.1超滤膜21
3.2.2超滤膜组件22
3.3超滤膜的污染和浓差极化及控制对策22
3.3.1膜污染的定义及表征22
3.3.2浓差极化的定义及表征23
3.3.3膜污染和浓差极化的控制方法24
3.4超滤膜分离系统及工艺流程26
3.5超滤膜分离技术的主要用途26
参考文献27
4微滤膜分离技术基础28
4.1微孔分离膜技术的基本原理和特点28
4.1.1微滤膜的特点28
4.1.2微滤膜的分离机理29
4.2微滤膜材料及膜制备技术32
4.2.1微滤膜材料32
4.2.2微滤膜的制备技术34
4.2.3微滤膜的表面改性36
4.3微滤膜和膜组件的性能及测试方法38
4.3.1微滤膜的性能及测试方法38
4.3.2微滤膜组件的评价41
4.4微滤膜分离系统及工艺流程43
4.5微滤膜的污染与防治45
4.5.1污染的防治45
4.5.2膜的清洗46
参考文献47
5无机分离膜技术基础49
5.1无机分离膜技术的基本原理和特点49
5.2无机分离膜、膜组件和性能测定49
5.2.1无机分离膜49
5.2.2无机膜组件50
5.2.3无机膜性能测定51
5.3无机膜分离系统及工艺流程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无机膜分离技术的主要用途55
参考文献56
6离子交换膜分离技术基础57
6.1离子交换膜分离技术的基本原理、应用和特点57
6.1.1离子交换膜分离技术的基本原理57
6.1.2离子交换膜的选择透过性58
6.1.3膜电位62
6.1.4电渗析的基本过程62
6.1.5离子交换膜分离技术的应用63
6.1.6离子交换膜分离技术的特点63
6.2离子交换膜的基本性能和测试方法63
6.2.1离子交换膜的基本性能63
6.2.2离子交换膜的性能测定方法64
6.3电渗析器的结构及工艺流程65
6.3.1电渗析器的结构65
6.3.2电渗析器的组装66
6.3.3电渗析除盐的工艺流程66
6.4离子交换膜分离技术主要用途68
6.4.1电渗析除盐68
6.4.2频繁倒极电渗析68
6.4.3无极水自动控制电渗析68
6.4.4填充床电渗析制备纯水68
6.4.5离子交换膜作隔膜的隔膜电解69
6.4.6离子交换膜扩散渗析69
6.4.7双极膜69
参考文献70
7透析膜分离技术基础71
7.1透析膜分离技术的基本原理和特点71
7.1.1杜南膜平衡71
7.1.2物质的传输现象和膜透过71
7.2透析膜和膜组件及性能测试73
7.2.1生物相容性73
7.2.2透析膜材料73
7.2.3膜的总传质系数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透析器的血室容积76
7.2.7透析膜及其装置的其他性能指标76
7.3透析系统及工艺流程76
7.3.1人工肾血液透析器及其辅助系统76
7.3.2血液透析滤过79
7.3.3压榨(碱)液的回收80
7.4透析技术的主要用途81
7.4.1人工肾血液透析器81
7.4.2血液净化器82
7.4.3酒精饮料脱醇82
7.4.4其他82
参考文献82
8气体膜分离技术基础83
8.1基本原理和特点83
8.1.1非孔膜83
8.1.2多孔膜84
8.2膜和膜组件85
8.2.1高分子膜85
8.2.2无机膜85
8.2.3渗透系数测定86
8.2.4膜组件86
8.3气体膜分离系统及工艺流程86
8.4气体膜分离技术的主要用途88
8.4.1氢气回收88
8.4.2氮气分离89
8.4.3氧气富集89
8.4.4CO2分离89
8.4.5有机蒸气的回收89
8.4.6水汽脱除89
参考文献89
9渗透汽化膜分离技术基础90
9.1渗透汽化膜分离技术的基本原理和特点90
9.2渗透汽化膜、膜组件及性能测试90
9.2.1渗透汽化膜、膜组件90
9.2.2膜的PV特性测定95
9.3渗透汽化膜分离系统及工艺流程95
9.4渗透汽化膜分离技术的主要用途96
参考文献97
10膜萃取技术基础98
10.1膜萃取技术的基本原理和特点98
10.1.1膜萃取技术的特点98
10.1.2膜萃取传质原理99
10.1.3同级萃取反萃取膜过程的传质模型100
10.2膜萃取过程的影响因素100
10.2.1两相压差Δp的影响100
10.2.2两相流量的影响100
10.2.3相平衡分配系数与膜材料的浸润性能的影响101
10.2.4体系界面张力和穿透压101
10.3中空纤维膜萃取器的设计和选用101
10.3.1各分传质系数关联式102
10.3.2壳程流动非理想性和壳程子通道模型102
10.3.3中空纤维膜萃取过程的强化103
10.3.4中空纤维膜器的串联和并联103
10.4同级萃取反萃取膜过程103
10.4.1同级萃取反萃取膜过程的特点103
10.4.2同级萃取反萃取膜过程的强化104
10.5膜萃取技术的主要用途104
参考文献105
11膜蒸馏分离技术基础106
11.1膜蒸馏分离技术的基本原理、特征和分类106
11.1.1膜蒸馏技术的原理及特征106
11.1.2膜蒸馏的优点与弱点107
11.1.3膜蒸馏组件和操作方式的分类107
11.2疏水微孔膜的制备、膜蒸馏的传质规律及传质传热机理108
11.2.1膜蒸馏所用的膜的制备108
11.2.2膜蒸馏的传质规律108
11.2.3膜蒸馏传质传热理论及影响膜蒸馏效率的因素110
11.3膜蒸馏分离技术应用概述111
11.3.1海水和苦咸水淡化111
11.3.2超纯水的制备111
11.3.3化学物质的浓缩和回收112
11.3.4挥发性溶质水溶液膜蒸馏的应用112
11.3.5膜蒸馏的特殊应用112
11.4膜蒸馏相关的膜过程112
11.4.1气态膜过程113
11.4.2渗透蒸馏113
11.4.3膜蒸馏的集成膜过程113
11.4.4水相脱气和溶气113
11.5膜蒸馏研究的发展方向114
参考文献114
12膜反应器技术基础119
12.1膜反应器设计原理119
12.1.1产物原位分离膜反应技术119
12.1.2反应物控制输入膜反应技术119
12.1.3非选择性渗透催化膜反应技术120
12.1.4多相膜反应和萃取膜反应120
12.1.5耦合膜反应技术121
12.1.6催化膜121
12.2膜反应器的分类121
12.2.1按应用体系分类121
12.2.2无机膜反应器的分类122
12.3膜反应器的主要用途123
12.3.1加氢、脱氢反应中的膜反应123
12.3.2烃类选择氧化——甲烷氧化偶联124
12.3.3均相反应124
12.3.4酶膜反应器124
12.3.5膜循环发酵器125
12.3.6动物细胞培养用膜反应器125
13膜控制释放基本理论127
13.1膜控制释放技术的基本原理、分类和特点127
13.1.1扩散控制系统127
13.1.2化学控制系统128
13.1.3溶剂活化系统128
13.1.4功能性调控系统129
13.2扩散型膜控制释放体系的传质特性129
13.2.1存储器型释放系统129
13.2.2混合药膜型释放系统130
13.2.3存储混合型释放系统131
13.3控制释放膜的制备、释放动力学曲线测定及性能表征132
13.3.1膜控制体系的确定132
13.3.2膜体系的制备133
13.3.3释放动力学数据的采集133
13.3.4控制释放膜有关特性参数测定方法133
13.4膜控制释放技术的应用领域及实例135
13.4.1在医药工业中的应用135
13.4.2在农药工业中的应用137
13.4.3在化肥工业中的应用138
13.4.4控制释放膜的其他应用领域138
13.5膜控制释放技术的研究方向138
参考文献139
14膜分离过程传递理论基础142
参考文献147
第Ⅱ篇 膜分离技术的应用及实例148
15液膜分离技术应用及实例148
15.1工业纯水、超纯水的制备148
15.1.1简述148
15.1.2电子工业用纯水、超纯水的制造148
15.1.3电厂中、高压锅炉补给水制造155
15.1.4化学工业用纯水系统157
15.1.5实验室用纯水、超纯水系统157
15.1.6管道直饮水/净水处理系统159
15.1.7结束语160
15.2水的脱盐及软化161
15.2.1简述161
15.2.2苦咸水淡化实例162
15.2.3海水淡化工程实例175
15.3膜分离技术在医药工业与医疗中的应用186
15.3.1在西药及生物制剂工业中的应用186
15.3.2膜分离技术在中药制剂生产中的应用195
15.3.3在临床医学中的应用199
15.4食品工业中的膜分离技术224
15.4.1膜分离技术在果蔬汁加工中的应用227
15.4.2微滤技术在酒类生产中的应用240
15.4.3膜技术在食用油加工和植物蛋白浓缩、提纯中的应用244
15.4.4膜分离技术在酿造工艺中的应用248
15.5在冶金工业中的应用253
15.5.1简述253
15.5.2扩散渗析(DD)回收酸或碱253
15.5.3离子膜作隔膜的电解过程257
15.5.4从稀溶液中浓缩回收金属263
15.5.5冶金工业废水处理268
15.6环境工程中的污水处理与回用270
15.6.1汽车厂处理电泳涂漆废水271
15.6.2纺织印染废水处理与回用272
15.6.3电镀废水处理279
15.6.4其他工业废水处理286
15.6.5食品工业废水处理与回用309
15.6.6大楼排水和二级出水处理与回用315
参考文献320
16气体膜分离技术的应用及实例326
16.1简述326
16.1.1气体膜分离系统的一般考虑326
16.1.2气体膜分离的一般经济考虑328
16.1.3气体膜分离适用范围328
16.2应用实例328
16.2.1氢回收328
16.2.2天然气脱CO2、H2S和H2O333
16.2.3膜法富氮技术336
16.2.4膜法富氧技术337
16.2.5易挥发有机化合物（VOC）的回收338
16.2.6氦的回收340
16.2.7发展中的应用341
参考文献342
17无机分离膜的应用343
17.1简述343
17.2在食品工业中的应用343
17.2.1苹果汁澄清过滤343
17.2.2牛奶除菌应用345
17.2.3调味品除菌除杂346
17.2.4饮用水净化346
17.3在生化与制药工业中的应用347
17.3.1生物发酵液澄清过滤中的应用347
17.3.2中成药加工中的应用349
17.4在环保工程中的应用351
17.4.1冷轧乳化液废水处理351
17.4.2钛白废水废酸处理353
17.4.3印钞废水处理技术354
17.5无机分离膜用于气体净化355
17.6无机分离膜用于气体分离355
17.6.1高纯氢的制备356
17.6.2氧和氮的分离富集356
17.6.3氢和烃的分离356
17.6.4氢与一氧化碳的分离356
17.6.5氢和氮的分离356
17.6.6其他体系的无机膜分离356
参考文献357
18渗透汽化膜技术应用实例359
18.1无水乙醇的生产359
18.2异丙醇的脱水浓缩360
18.3苯中微量水的脱除360
18.4碳六溶剂油中微量水的脱除361
18.5有机物/有机物分离362
18.6水中少量有机物的脱除364
18.7渗透汽化法耦合集成过程应用实例364
19双极膜的应用365
19.1在化工生产及分离过程中的应用366
19.1.1酸碱的生产366
19.1.2双极膜电萃和电反萃富集铜366
19.1.3性质相近的金属离子的分离和富集367
19.2在环境保护领域中的应用368
19.2.1酸性废液的净化和回收368
19.2.2碱性废液的净化和回收368
19.2.3酸性气体的清除、回收369
19.2.4含氟废液的处理及有价氟的回收369
19.3在生物化工过程中的应用370
19.3.1有机酸制备370
19.3.2有机酸回收371
19.4在盐化工和海洋化工过程中的应用371
19.4.1不等价离子的分离——双极膜纳滤371
19.4.2等价离子的分离372
19.4.3卤水的酸化372
19.5双极膜蓄电池374
19.6双极性膜电渗析法的应用举例375
19.6.1在维生素C钠盐酸化制备维生素C的过程中的应用375
19.6.2在难溶有机酸制备中的应用376
19.6.3极稀废水中醋酸的回收377
19.7双极膜的发展及应用展望378
参考文献378
20膜萃取过程的应用380
20.1膜萃取过程防止溶剂污染的优势380
20.2金属萃取380
20.3有机物萃取381
20.4发酵"para" label-module="para">
20.5膜萃取生物降解反应器和酶膜反应器383
20.6膜萃取技术付诸实施的关键384
20.7环境检测和生化分析样品的预处理384
20.7.1环境检测385
20.7.2生化分析386
参考文献386
21膜蒸馏分离技术的应用388
21.1概述388
21.2应用实例388
21.2.1日产淡水50 L的太阳能膜蒸馏脱盐装置388
21.2.2规模更大的太阳能膜蒸馏脱盐装置390
21.3国内外膜蒸馏应用研究情况391
21.4疏水性微孔膜在膜蒸馏的应用研究393
21.5发展前景395
参考文献395
22膜生物反应器在废水处理中的应用397
22.1膜生物反应器的类型397
22.2厌氧过程中的膜"_blank" href="/item/生物反应器/6432274" data-lemmaid="6432274">生物反应器398
22.2.1玉米加工废水398
22.2.2羊毛洗涤废水399
22.3好氧过程中的膜"para" label-module="para">
22.3.1大楼废水回用399
22.3.2汽车零件厂工业废水400
参考文献400
23膜分离技术在分析领域中的应用402
23.1概述402
23.2分析化学应用中的膜过程和膜块结构403
23.3膜分离技术应用实例408
23.3.1环境样品中挥发性有机污染物的分离和测定408
23.3.2食品样品中风味和香味物质测定408
23.3.3燃料油中芳烃类化合物的选择分离分析测定412
23.3.4血浆样品中乙醇测定412
参考文献414
24膜软件的开发创新及其在工业分离领域中的应用417
24.1膜应用工艺过程介绍及膜软件概念的创立417
24.1.1膜应用工艺过程简介417
24.1.2膜软件概念的创立417
24.2不同工业分离过程中应用的膜材料与构型的选择419
24.2.1膜组件的构型419
24.2.2膜组件构型的比较419
24.2.3膜材料的选择419
24.3膜应用过程的创新研究及膜分离工艺条件的优化423
24.4膜系统的设计及其与上下游工艺的整合424
24.4.1膜系统操作模型425
24.4.2组件的排布与连接425
24.4.3膜系统与上下游工艺的整合426
24.5膜污染控制与清洗方法介绍427
24.5.1膜污染情况概述427
24.5.2膜污染的控制428
24.5.3被污染膜的清洗432
24.6工业分离领域中膜应用过程常见的故障及排除方法434
24.7国内开拓成功的膜应用工艺及相关的膜分离设备435
24.7.1维生素C生产中的超滤膜软件435
24.7.2染料生产过程中的纳滤膜软件436
24.7.3浓缩与回收6"para" label-module="para">
24.7.4乳品工业中的膜软件438
24.7.5味精生产中的膜软件438
参考文献439
25中国膜工业的发展与膜市场441
25.1中国膜工业发展概况441
25.2几种主要分离膜工业的发展442
25.2.1中国离子交换膜和电渗析工业的发展442
25.2.2中国反渗透膜工业的发展443
25.2.3中国超滤膜工业的发展444
25.2.4中国微孔滤膜工业的发展444
25.3中国的膜市场445
25.3.1膜市场的构成445
25.3.2膜市场的管理445
25.3.3膜市场的规模和潜力445
25.3.4膜市场的发展与竞争446
25.4中国膜工业存在的主要问题447
25.4.1技术水平低447
25.4.2膜的品种少447
25.4.3企业和产品的规模小447
25.4.4应用效益差447
附录A 国内主要膜生产企业简介及主要产品介绍449
附录B 国外主要膜生产企业简介及主要产品介绍
