（4）浓差极化→膜分离性能改变 （5）浓差极化→膜污染
2．减轻浓差极化：料液流速（料液湍流）↑、温度↑、清洗膜面、膜材料好 三：应用： 1．海水淡化
海水→粗格栅→细格栅→消毒灭菌（NaClO）→混凝（FeCl3）→过滤（无烟煤+石英砂）→微过滤（H2SO4，调节pH防止结垢和膜降解）→脱氯（亚硫酸氢钠）→高压泵→反渗透→消毒灭菌（漂白粉、石灰水）→淡水 2．生物制药：
链霉素料液→二级过滤→料液贮槽→高压泵→反渗透→链霉素被截留→料液贮槽→循环反复→链霉素浓缩液
§6—3 超滤 一：原理：
料液→静压差（泵）→超滤（循环）→浓缩液（大分子溶质）+透过液（溶剂+小分子溶质） 二：影响超滤因素——浓差极化（同反渗透） 三：应用： 1．矿泉水
井水→曝气（除有机物）→过滤（锰砂）→5μm→超滤→0.25μm→消毒（臭氧）→矿泉水 2．生物物质（酶制剂）
糖化酶发酵液→板框压滤机（除固体杂质）→滤液→酶液贮槽（压缩空气加压）→微过滤器→循环液贮槽→超滤→
糖化酶被截留→循环液贮槽→循环反复→糖化酶浓缩液
§6—4 电渗析 一：原理： 1.原理：
图：电渗析原理
A：阴离子交换膜 K：阳离子交换膜
膜表面和孔内共价键合有离子交换基团。阳膜只允许阳离子通过而截留阴离子；阴只允许阴离子通过而截留阳离子；在直流电作用下,结果形成含离子很少的淡水室和含离子很多的浓水室。
以溶液脱盐为例：料液（咸水）→D、C室→直流电作用和膜的选择性，使D室中的阴、阳离子通过膜进入邻室C；
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而C室中的阴、阳离子不能由此迁移而出→从D室出口得脱盐水，从C室出口得浓缩盐溶液。 2．电渗析膜（离子交换膜）：不需再生（不存在饱和）
*阳离子交换膜：能离解出阳离子的离子交换膜或在膜结构中含有酸性活性基团的膜，它能透过阳离子，截留阴离
子。
强酸型：磺酸型RSO3H
中强酸型：磷酸型ROPO3H2、瞵酸型RPO3H2
OH 弱酸型：羧酸型RCOOH、酚型 -它们在水中离解，固定母体上的离子呈负电荷（如RSO3），使溶液中的阴离子受排斥，阳离子被吸附，在直流电场下阳离子向负极方向传递交换并通过阳离子交换膜。 *阴离子交换膜：
与阳离子交换膜相反。
强碱型：季铵盐型R(CH3)3NOH、RCH2(CH3)3NCl 3．电极反应：
食盐水溶液电渗析：
+--+
阳极：H2O→H+OH 2OH-2e→H2O+1/2O2↑ Cl-2e→1/2Cl2↑ Cl-+H→HCl 极水酸性，O2、Cl2腐蚀性气体；→→→→→→→→→→
+-++-阴极：H2O→H+OH 2H+2e→H2↑ Na+OH→NaOH
++
极水碱性，沉淀（Ca、Mg、）；→→→→→→→→→→→→不断向极室通入极水，排出电极反应产物 二：工艺故障： 1．极化和结垢： （1）极化：
′′ C2 C2
浓水室 淡水室 浓水室 + C2 C1 C2 - ′ ′ C1C1
阴膜 阳膜 阴膜或阳膜淡水一侧：C1＞C1ˊ 阴膜或阳膜浓水一侧：C2ˊ＞C2
膜两侧产生浓度差（阴、阳离子定向迁移形成电流↑→浓度差↑）
+-+-电流↑↑→浓度差↑↑→C1ˊ=0→淡水侧水分子电离（H2O→H+OH）→H、OH迁移补充传递电流→极化
（2）结垢：
-2+--2+-*原因：极化→OH在电场力下透过阴膜→阴膜浓室pH↑→阴膜浓室Ca+OH+HCO3=CaCO3↓+H2O；Mg+OH=Mg(OH)2↓
→→→→→沉淀物附在阴膜表面或渗入膜孔，降低有效膜面积
→→→→在阳极上形成水垢
*解决：极限电流法：70—90%极限电流下工作
倒换电极法：定时倒换正、负极，使浓、淡室倒换，使膜两侧的水垢溶解与沉淀互相交替，有利于缓解水
垢形成。
增加浓水室、淡水室水流速度，减薄膜表面边界层，减轻极化 定期酸洗法：1—1.5%盐酸除垢 2．腐蚀：
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*原因：阳极：H2O→H+OH 2OH-2e→H2O+1/2O2↑ Cl-2e→1/2Cl2↑ Cl-+H→HCl 极水酸性，O2、Cl2腐蚀性气体； *解决：抗腐蚀电极和膜
加大极区，使电极反应产物和气体随极水带走 三：应用：
1．纯净水生产：
自来水→混凝→砂滤→炭滤→精滤→电渗析→水箱→反渗透→臭氧化→罐装
§6—5 气体膜分离 一：原理：
1．定义：压力差为推动力，利用混合气体中各组分在气体分离膜中渗透速度不同进行分离。 2．原理：溶解—扩散模型
（1）气体在膜上游侧表面吸附溶解（溶解）
（2）吸附溶解在膜上游侧表面的气体在浓度差的推动下扩散透过膜（扩散）——慢：控制步骤 （3）膜下游侧表面的气体解吸（解吸） 3．影响渗透通量和分离系数的因素：
（1）压力：膜两侧压力差↑→气体中各组分的渗透通量↑（但要考虑膜强度、耗能、设备因素） （2）膜厚度：膜致密活性层厚度↓（复合膜：非对称膜表面+超薄致密活性层）→渗透通量↑ （3）膜材料：高分子材料：渗透性：橡胶态＞玻璃态 （4）温度：温度↑→扩散系数↑→渗透通量↑ 二：气体分离膜 类型 多孔膜 无机材料 多孔玻璃、陶瓷、金属 +--+
高分子材料 聚烯烃类、醋酸纤维素类 均质醋酸纤维素类、合成高分子 （聚硅氧烷橡胶、聚碳酸酯） 非多孔膜（致密膜） 离子导电性固体、钯合金 （1）原理：透析膜（亲水膜）让低分子通过，不让高分子通过。膜两侧的溶质浓度不同，在浓度差作用下，左侧高分子溶液中的小分子溶子（无机盐）透向右侧，右侧中的水透向左侧。膜孔径较小（5—10nm）
（2）透析膜：5—10nm亲水膜，纤维素膜、聚丙烯腈膜、聚酰胺膜 （2）应用：生物大分子溶液脱盐——实验室（膜透过量小） 三：工艺流程： 四：应用：
1．氢气回收（合成氨驰放气中回收氨） 合成氨驰放气→→水塔→氨水
→气体膜渗透器Ⅰ→→渗透气（高压氢气）
→渗余气→气体膜渗透器Ⅱ→→渗透气（低压氢气） →渗余气（废气）
§6—6 液膜分离
一：液膜组成、结构、分类
液膜：很薄一层液体（水溶液或有机溶液），他能把两个互溶但组成不同的溶液隔开。
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1．组成：
（1）膜溶剂：成膜基本物质。90%
（2）表面活性剂：乳化作用，表面活性剂分子定向排列在相界面上，液膜固定油水分界面的重要组成。1—5% 其亲水亲油平衡值HLB=3—6（油膜——油包水型乳液）；HLB=8—15（水膜——水包油型乳液）； （3）流动载体：决定分离的选择性和通量。1—5%（离子型、非离子型）
（4）膜增强添加剂：使膜具有合适的稳定性（分离时：膜不破裂——待分离溶质在内相富集；破乳时：膜破裂—
—内相与液膜分离）
2．结构与分类：
图：（W/O）/W乳状液膜 图：支撑液膜 图：流动液膜
（1）乳状液膜：以包裹层形式处于两液相之间。被包裹的是内相，处于液膜外的是外相。内相液在乳液膜内分散成许多微液滴，悬浮在膜相液中构成乳状液。
（W/O）/W型乳状液膜：油包水型液滴，分离水溶液——内相是水溶液，膜相是有机溶液，外相是水溶液 （O/W）/O型乳状液膜：水包油型液滴，分离有机溶液——内相是有机溶液，膜相是水溶液，外相是有机溶液 （2）支撑液膜：固体（微孔）表面润湿膜溶剂——膜相靠表面张力和毛细管作用吸附在多孔膜内，使用中易流失 （3）流动液膜：支撑液膜改进，液膜循环流动，使用中有损失也易补充 二：原理：
原液→液膜；液膜→接受液
1．单纯迁移：选择性渗透、物理渗透
料液中各溶质在膜相中溶解度（分配系数）和扩散系数不同进行分离：分配系数A＞B
接受液：浓度A＞B 料液：浓度B＞A 接受液中溶质浓度增大到与料液相相同渗透达平衡，溶质迁移不再发生——无溶质浓缩效应
2．内相（接受液）有化学反应促进迁移：
内相（接受液）中：试剂R+A→P（不能逆扩散透过液膜）→内相（接受液）：A浓度几乎为0→A在膜两侧浓度差最大→促进A迁移到内相（接受液）。 3．
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