1、1、什么是膜分離？膜材料為什么會有選擇透過性？答：膜分離(MembraneSeparation)是以選擇性透過膜為分離介質，在膜兩側一定推動力的作用下，使原料中的某組分選擇性地透過膜，從而使混合物得以分離，以達到提純、濃縮等目的的分離過程。2、膜分離設備的主要類型，其主要結構和優缺點？答：管式：管式膜組件由管式膜制成，管內與管外分別走料液與透過液，管式膜的排列形式有列管、排管或盤管等。內壓式：膜涂在管內，料液由管內走；外壓式：膜涂在管外，料液由管外間隙走。內壓管式：料液多孔管外壓管式:料液組件外殼多通道組件優點：結構簡單，適應性強，清洗方便，耐高壓，適宜于處理高黏度及固體含量較高的料液。缺點：

2、管式膜組件的缺點是單位體積膜組件的膜面積少，一般僅為33330，保留體積大，壓力降大,除特殊場合外，一般不被使用。40-80um膜稱中空纖維膜,中空纖維式：有數百上萬根中空纖維膜固定在圓形容器內構成，內徑為0.25-2.5mm膜稱毛細管膜。前者耐壓，常用于反滲透。后者用于微、超濾。料液流向：采用內壓式時為防止堵塞，需對料液預處理去固形微粒，采用外壓式時，凝膠層控制較困難。卬空軒言國市動網恃阪的比串口Q邪嚙封Z 耳密丹 世吃水分有懺劇戰支科懺J35-12中空料堆式膜也嚀優點:設備緊湊，單位設備體積內的膜面積大（高達1600030000）缺點：中空纖維內徑小，阻力大，易堵塞，膜污染難除去，因此對料

3、液處理要求高。平板式：這類膜器件的結構與常用的板框壓濾機類似，由膜、支承板、隔板交替重疊組成。濾膜復合在剛性多孔支撐板上，料液從膜面流過時，透過液從支撐板的下部孔道中匯集排出。為減小濃差極化，濾板的表面為凸凹形，以形成湍動。濃縮液從另一孔道流出收集。優點:組裝方便，膜的清洗更換容易，料液流通截面較大，不易堵塞，同一設備可視生產需要組裝不同數量的膜。缺點:需密封的邊界線長卷式（螺旋式）：將膜、支撐材料、膜間隔材料依次疊好，圍繞一中心管卷緊即成一個膜組。料液在膜表面通過間隔材料沿軸向流動，透過液沿螺旋形流向中心管。優點：目前卷式膜組件應用比較廣泛、與板框式相比，卷式組件的設備比較緊湊、單位體積內的

4、膜面積大，湍流狀況好，適用于反滲透；缺點：清洗不方便，尤其是易堵塞，因而限制了其發展。圖17.24晉式超港筒的構造Amicon,通道高度OSttie,最大操作壓力0.86MPa型式優點缺點官式易清洗，無死角，適宜于處理含固體較多的料液，單根管子可以調換保留體積大，單位體積中所含過濾面積較小，壓力降大中空纖維式保留體積小，單位體積所含過濾面積大，可以逆洗，操作壓力較低，動力消耗較低料液需要預處理，單根纖維損壞時需調換整個模件螺旋卷繞式單位體積中所含過濾面積大，換新膜容易料液需預處理，壓力降大，易污染，清洗困難平板式保留體積小，能量消耗界于管式和螺旋卷繞式死體積大3、電滲析工作原理？K91晅魅檸分

5、國原皆圖答：電滲析是在直流電場的作用下，利用待分離分子的荷點性質和分子大小的差別，以外電場電位差為推動力，利用陰、陽離子交換膜對溶液中陰、陽離子的選擇透過性（即陽膜只允許陽離子通過，陽膜只允許陰離子通過），從溶液中脫除或富集電解質的膜分離操作；電滲析系統由一系列陰、陽膜交替排列于兩電極之間組成許多由膜隔開的小水室，如圖9-1所示。當原水進入這些小室時，在直流電場的作用下，溶液中的離子作定向遷移。陽離子向陰極遷移，陰離子向陽極遷移。但由于離子交換膜具有選擇透過性，結果使一些小室離子濃度降低而成為淡水室，與淡水室相鄰的小室則因富集了大量離子而成為濃水室。從淡水室和濃水室分別得到淡水和濃水。原水中的

6、離子得到了分離和濃縮，水便得到了凈化。4、膜污染的控制方法及膜的清理方法？答：膜的污染大體可分為沉淀污染、吸附污染、生物污染。可以通過控制膜污染影響因素，減少膜污染的危害，延長膜的有效操作時間，減少清洗頻率，提高生產能力和效率，因此在用微濾，超濾分離，濃縮細胞，菌體或大分子產物時，必須注意以下幾點：進料液的預處理：預過濾、pH及金屬離子控制；選擇合適的膜材料：減輕膜的吸附；改善操作條件：加大流速。清洗方法：污染膜的清洗方法包括物理法和化學法。（1）物理清洗法這是用淡水沖洗膜面的方法，也可以用預處理后的原水代替淡水，或者用空氣與淡水混合液來沖洗。在3kg/cm2下沖洗膜面30分鐘，可以清除膜面上

7、的污垢。對管式膜組件，可用直徑稍大于管徑的聚氨酯海綿球沖刷膜面，能有效去除沉積在膜面上的柔軟的有機性污垢。物理法（海綿球擦洗、熱水法、反沖洗和循環清洗）（2）化學清洗法化學清洗法是采用一定的化學清洗劑，如硝酸、磷酸、檸檬酸、檸檬酸俊加鹽酸、氫氧化鈉、酶洗滌劑等在一定壓力下一次沖洗或循環沖洗膜面。化學清洗劑的酸度、堿度和沖洗溫度不可太高，防止對膜的損害。當清洗劑濃度較高時，沖洗時間短，濃度較低時、相應沖洗時間延長。據報道，用1%2%的檸檬酸溶液，在4.2MPa的壓力下，沖洗13分鐘能有效去除氫氧化鐵垢層。采用1.5%的無臭稀釋劑（Thinner）和O.45%的表面活性劑氨基氟一OTB（85%的二

8、辛基硫代丁二酸鈉和15%的苯甲酸鈉）組成的水溶液，沖洗0.51h,對除去油和氧化鐵污垢非常有效。用含酶洗滌劑對去除有機質污染，特別是蛋白質、多糖類、油脂等通常是有效的。化學法（利用NaOH、酸、表面活性劑、酶、氧化劑、有機溶劑等作為清洗劑清洗）；5、制備無機膜常用的方法？答：無機膜的制備方法很多，應根據制膜材料、膜及載體的結構、膜孔徑大小、孔隙率和膜厚度不同而選擇。目前常用的、有工業應用前景的制備方法主要有：固態離子燒結法、溶膠-凝膠法、薄膜沉積法、陽極氧化法、相分離-瀝濾法、熱分解法、水熱法等等。無機膜的制備當前仍受到廣泛的關注，各種新的制備方法仍處于迅速的發展中。一、固態粒子燒結法固態粒子

9、燒結法是將無機粉料微小顆粒或超細顆粒（粒度0.110dm）與適當的介質混合分散形成穩定的懸浮液，成型后制成生坯，再經干燥，然后在高溫（10001600OC）下進行燒結處理，這種方法不僅可以制備微孔陶瓷膜或陶瓷膜載體，也可用于制備微孔金屬膜。二、溶膠-凝膠法溶膠-凝膠法是合成無機膜的一種重要方法，目前國內外材料科學家之所以對此法產生濃厚興趣，不僅是因為這種工藝可以制得孔徑小（1.05.0nm）、孔徑分布狹窄的陶瓷膜，而且許多單組分和多組分金屬氧化物陶瓷膜都可用這種工藝制得。這種陶瓷膜作為控制層既可用于超濾和氣體分離，經修飾后也可以作為催化膜用于膜反應器，充分顯示出溶膠-凝膠法的廣泛應用前景。三、

10、薄膜沉積法薄膜沉積法是指用濺射、離子鍍及氣相沉積等方法，將膜料沉積在載體上制造薄膜的方法。薄膜沉積過程大致分為兩個步驟：一是膜材料（膜料）的氣話，二是膜料的蒸汽依附于其他材料制成的載體上形成薄膜。例如，濺射鍍膜是在低氣壓下，讓離子在強電場的作用下轟擊膜料，使表面原子相繼逸出，沉積在載體上形成薄膜。四、陽極氧化法陽極氧化法是目前制備多孔氧化鋁膜的重要方法之一。該法的特點是，制得的膜的孔徑是同向的，幾乎相互平行并垂直于膜表面，這是其他方法難以達到的。陽極氧化過程的基本原理是：以高純度的合金鋁箔為陽極，并使一側表面與酸性電解質溶液接觸，通過電解作用在此表面上形成微孔氧化鋁膜，然后用適當的方法除去未被

11、氧化的鋁載體和阻擋層，便得到孔徑均勻、孔道與膜平面垂直的微孔氧化鋁膜。五、相分離-瀝濾法：相分離-瀝濾法可以制備微孔玻璃膜、復合微孔玻璃膜和微孔金屬膜。六、熱分解法熱分解法是在惰性氣體保護或真空條件下，高溫熱分解熱固性聚合物，如纖維素、酚醛樹脂、聚偏二氯乙烯等，可制成碳分子篩膜（MSCM）。碳分子篩膜由于其孔徑大小與氣體分子尺寸相近，氣體因分子大小不同而被分離，因此有極高的選擇性。七、水熱法分子篩膜作為復合膜的控制層來使用，由于其具有均勻的孔徑，且孔徑大小與分子尺寸相近，氣體因分子大小不同而被分離，這種由分子篩分機制控制的選擇性是微孔膜中最高的。分子篩膜的研究目前還處于試驗階段，其合成方法基本

12、上分兩類：（1）將事先合成好的分子篩埋在相對非滲透性的基質中成膜。（2）在多孔載體的孔口或次孔口原位水熱合成分子篩膜。它是將載體預處理后，浸在由水玻璃、氫氧化鈉和水配成的溶液中，經水熱處理后在氧化鋁陶瓷板表面析出分子篩。6、膜集成技術對海水淡化的示意圖，每一操作單元所起的作用？答：7、分置式和一體式膜生物反應器的工作原理和優缺點？膜生物反應器原理：膜反應器將生物反應器和膜分離過程結合的一種新型工藝，其最大的特點就是采用膜組件代替傳統生物處理中的二沉池。污水中的污染物首先在生物反應器中進行生物降解，同時生物反應器內的混合液在膜的兩側壓力差的作用下，水和小于膜孔徑的小分子溶質透過膜，即為處理后出水

13、。微生物及大分子溶質被膜截留，從而替代沉淀池完成其與處理出水的分離過程。分置式膜生物反應器：優點：1）膜組件與生物反應器之間的相互影響小2）單位面積膜的水通量大3）運行穩定可靠，操作管理容易4）易于膜的清洗、更換和增設缺點：1）為減少污染物在膜表面的沉積，需要較高的膜面流速，因而配置的超濾循環泵需要較高的流量，能耗很高，一般為68Kw?h/m32）循環泵內的高剪切力會引起生物絮體的破壞，導致生物活性的降低。一體式膜生物反應器：優點：1）體積小，整體性強。膜組件直接置于生物反應器中，大大減少了占地面積。2）運行動力費用低，膜表面的錯流是靠空氣攪動產生的，混合液隨氣流向上流動，在膜表面產生剪切應力

14、，在這種剪切應力的作用下，沉積在膜表面的顆粒容易脫離膜表面，因而不需要功率較大的循環泵。缺點：1）需要定期將膜組件取出生物反應器進行化學清洗，因而管理方面上不及分置式2）出水不連續3）單位膜面積的產水量較低，一般僅為5-10L/m2?h8、設計題：膜工藝一一組建和裝置設計基礎180頁例題，設計一套海水淡化裝置？9、計算題：通量、截留率的計算答：透過性能能夠使被分離的混合物有選擇的透過是分離膜的最基本條件。表征膜透過性能的數是透過速率，是指單位時間、單位膜面積透過組分的通過量，對于水溶液體系，又稱透水率或水通量，以J表示。JAt式中：J透過速率，m3/（m2h）或kg/（m2h）;V透過組分的體積或質量，m3或kg;A膜有效面積，m2；t操作時間，ho膜的透過速率與膜