Page 121 - 环境工程技术的发展和应用

第二章 膜分离技术的发展与应用

目前气体膜分离技术在工业领域中应用较广泛，比如用于合成氨、天然气
的净化与脱湿、氮气的制备、氧气的富集、废气污染物的治理等等，其具有投资
少、能耗低、操作简便等优势，创造了良好的经济效益与社会效益。高分子膜具
有较强的选择性，不同气体透过的速率不一样，在不同的应用场景中对高分子膜
的要求也不同。因此可以针对需要分离的某种气体选择适合的高分子膜。

（七）渗透蒸发技术
渗透蒸发 (pervaporation，PV) 也称为渗透气化，属于膜分离技术的一种，主
要用于液相与气相混合物的分离。渗透蒸发技术与微滤、超滤、纳滤、反渗透等

技术相比有着很大差别。一是在膜分离过程中发生了相变，以膜为界在进料侧呈
现液态，物质经过渗透到达渗透侧后呈现气态。二是分离的方式并非按照分子量
大小，而是依靠膜的选择性吸附作用。渗透膜具有双层结构，第一层为多孔结构
且稳定性较好的支撑层，第二层则是高分子聚合物，具有较强的渗透选择性，优
先选择亲近的物质透过，到达膜的渗透侧后蒸发脱离吸附。三是渗透蒸发的过程

是借助进料侧的蒸汽分压和渗透侧的分压差来完成的，进料侧的压力保持正常状
态，而渗透侧的压力可以利用高真空、惰性气体吹扫、冷凝等方式来产生分压差。
目前渗透蒸发技术在石油化工、医药、食品、环保等领域中应用较为广泛，比如

在 VOCs 治理中具有很大优势，是一种经济、高效、环保的绿色分离技术，符合
当前社会倡导的可持续发展战略。

图 2-1 MF、UF、NF、RO 工作示意图
结合上图进行说明，通过图例示意不难发现，MF 推动力来自于膜两端压力
差，重点负责除掉物料内大分子颗粒、悬浮物等；UF 推动力与 MF 来源一致，
但重点负责各种相对分子质量或各种形状大分子物质，常常用在蛋白质或多肽溶

液浓缩、酶制剂纯化等方面，发挥出非常良好效果；NF 通常本身携带相应电荷，

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