大连理工膜分离简答题总结 （仅供学习交流） 简答题： 1. 膜的定义、膜的分类、特点 膜是分离两相的中间相；
按材料分类：有机膜，无机膜
按膜断面的形状：对称膜，不对称膜，复合膜
按推动力：压力差推动，温度差推动，电位差推动，浓度差推动 膜的形状：平板型，管式膜，中空纤维膜 2. 膜分离与其他分离方法相比的优点
在常温下进行，无相态变化，无化学变化，选择性好，适应性强；操作方便，结构紧凑，维修费用低，易于自动化；易与其他技术结合，易于放大；环境友好型技术，污染小 3. 除了分离意外，膜还有那些应用？ 控制释放，膜反应器，能量转换
4. 压力为推动力的膜分离过程的特点和应用
5. 画出用膜法处理乳清蛋白的流程示意图，选用什么膜？为什么？ 超滤膜
4. 5.
画出膜法处理电镀废水的流程示意图，选用什么膜？为什么？ 画出膜法回收电泳漆的流程示意图，选用什么膜？为什么？
超滤膜
8. 超滤过程中为什么常采用反洗流程？
超滤是物理过滤过程，随着过滤进行，超滤膜表面附着杂质，过滤阻力就会增加，过滤通量减小，反洗就是将超滤膜表面杂质冲洗出来，保证超滤膜正常过滤。
亲水性超滤膜化学清洗周期比较长、化学清洗恢复较好、在每一个化学清洗周期内，反洗后的通量恢复接近100%；非亲水性超滤膜的化学清洗周期短、每一个化学清洗周期内反洗后的通量恢复只有80--90%；所以在水处理工程上，亲水性超滤膜要比非亲水性超滤膜具有明显的优势，能够在使用寿命内，很好的维持在一个稳定的流量---设计流量 6. 按膜的材料性质，常见的气体分离膜有哪两种？有什么特点？都有那些应用？ 玻璃态：扩散控制过程；小分子气体优先通过；氢气分离膜(HM)；弹性模量大；断裂延伸率小；形变可逆；侧基，支链，小链节的运动
橡胶态： 溶解控制过程；大分子气体优先通过；有机蒸汽膜(VM)；弹性模量小，断裂延伸率大，形变不可逆
10. 对于玻璃态和橡胶态气体分离膜，试分析 H2 和乙烷哪种气体优先透过，为什么？
玻璃态气体分离膜：为氢气分离膜，H2优先透过
橡胶态气体分离膜：为有机蒸汽膜，大分子气体优先通过，乙烷优先透过 11. 举例说明渗透蒸发的应用和优点。 应用：1）液体有机物脱水（乙醇脱水） 2）水中脱除有机物（酒中脱醇） 3）有机物/有机物分离
a .芳烃与脂肪族化合物分离（苯与环已烷）
b .不同脂肪族化合物的分离（异癸烷与环已烷的分离） c .直链烷烃与烯烃（戊烷与戊烯）
d . 从碳氢化合物中分离出含氯碳氢化合物（环已烷与氯仿） e . 异构体之间的分离 4）蒸汽渗透
优点：分离系数大，选择合适的膜，单级就能达到很高的分离度。适合分离沸点相近的物质，尤其适合恒沸物的分离；与常规分离方法相比，能耗低；过程简单，附加处理少，操作方便；过程不引入其他试剂，产品和环境不会受到污染；便于放大及与其他过程耦合和集成；分离作用不受组分汽—液平衡限制，受组分在膜内的渗透速率的控制，适合近沸或恒沸物的分离。 7. 简述乳化液膜的特点及主要应用领域？ 特点：传质效率高、选择性好、节约能源 应用： 冶金废水，生物医药，颗粒合成 8. 请简要画出传统活性污泥工艺和膜生物反应器工艺流程的示意图，并比较二者的优
缺点。
传统活性污泥工艺不足：受重力固液分离效果的限制，曝气池内 的污泥浓度有限，致使容积负荷低，装置占地面积大；处理水质不够理想稳定；管理操作复杂，有时会出现污泥膨胀；污泥产生量大。
膜-生物反应器特点：污染物去除效率高，处理出水水质良好；反应器内微生物浓度高，装置处理容积负荷大，占地省；有利于增殖缓慢或高效微生物的截留，提高系统的硝化效果和对难降解有机物的处理能力；剩余污泥产生量低；易于实现自动化控制，管理操作方便。 14. 纳滤膜的特点、分离机理及主要应用领域
特点：纳滤膜的截留率大于95%的最小分子约为1nm，故称纳滤膜；从结构上看纳滤膜大多是复合膜，即膜表面分离层和他的支撑层的化学组成不同。其表面分离层由聚电解质构成；能透过一价的无机盐，渗透压远比反渗透低，故操作压力很低（0.5~1Mpa）达到同样的渗透压通量所必需施加的压差比用RO膜低0.5~3MPa，因此纳滤又被称作低压反渗透，或疏松反渗透
分离机理：筛分：对Na+和Cl-等单价离子的截留率较低，但对Ca2+，Mg2+，SO42-截留率高，对色素，染料，抗生素，多肽和氨基酸等小分子量（200-1000）物质可进行分级分离，实现高相对分子量和低相对分子量有机物的分离。
Donnan效应：纳滤膜本体带有电荷性，对相同电荷的分子具有较高的截留率；低压下仍具有较高的脱盐性能；分离分子量相差不大但带相反电荷的小分子。
主要应用领域：海水及苦咸水的淡化；在食品行业中，用于果汁生产；在医药行业中用于氨基酸生产，抗生素回收；在石化生产方面应用于催化剂的分离回收。 15. 什么是对称膜、非对称膜、致密膜、多孔膜以及复合膜
对称膜：沿膜的厚度方向结构均一，同性，对称膜多孔的，亦可致密的
非对称膜：非对称膜是由同种材料制成，沿膜厚度方向上呈不同的结构，一般在膜的表面是致密的或极细孔的薄的表层，约为0.25~1μm，相当于膜厚的1/100左右，表层下面是大孔的支撑层，两层之间多半还存在着过渡层
致密膜：致密膜是指结构最紧密的膜，膜材料以分子状态排布，其膜孔径小于1.5nm
多孔膜：多孔膜是结构较疏松的膜，孔径范围在3～100nm之间，膜材料以聚集的胶束存在和排布。
复合膜：复合膜一般是指在对称或非对称的底膜上，复合上一层很薄的、致密的、有特殊功能（分离或堵孔）的另一种材料的膜层，厚度为0.01～0.1μm。 9. 什么是膜的孔径分布、孔隙率、截留分子量？
孔径分布：是描述孔径变化范围的参数，定义为某一孔径的孔体积占整个孔体积的百分数。孔径分布在一定程度上体现了膜的好坏，孔径分布越窄越好 孔隙率：是指单位膜体积中，孔所占体积的百分数 截留分子量：（1）取截留率为50%时所对应的分子量； （2）取截留率为 90％时所对应的分子量； （3）取截留率为 100%时所对应的分子量；
（4）延长截留率～分子量曲线的斜线部分，使其与截留率为 100%的横坐标相 交，与交点对应的分子量取为截留分子量。 10. 常见的膜分离器的形式有哪些？各有什么特点？
板框式膜分离器：是以传统的压滤机为原型最早被设计开发的膜分离器；制造成本较高；对密封要求极严格；应用相对较少，主要用于特殊的膜分离过程中，如电渗析、渗透蒸发以及小规模的超滤和反渗透
管式膜分离器：膜填装密度太低，成本较高，所以逐渐被螺旋卷式和中空纤维式膜分离器所代替；有较好的物流流动状态和较强的抗污染能力，因此，它们仍在一些超滤、纳米过滤过程中应用。
螺旋卷式膜分离器： 中空纤维膜分离器： 11. 渗透压和什么有关？
渗透压与溶液中不能通过半透膜的微粒数目和环境温度有关 12. 反渗透发生的必要条件？
(1)选择性透过溶剂的膜;(2)膜两边的静压差必须大于其渗透压差。 13. 反渗透膜的透水率、透盐率、脱盐率、水的回收率的简单计算。
透水率=单位时间内渗透的水量，L/H÷单位膜面积，M2 透盐率=100%–脱盐率
脱盐率=(反渗透处理进水中的含盐量，MG/L-反渗透处理出水中的含盐量，MG/L) ÷反渗透处理进水中的含盐量，MG/L
回收水率=渗透出水水量，L÷进水量，L 14. 操作参数对反渗透过程的影响，为什么？
22. 膜的浓差(度)极化和膜污染产生的原因、对膜分离过程的影响，减轻的措施。 膜的浓度差极化
原因：由于膜的选择透过性，使得临近膜表面淡室侧的边界层中反离子浓度减小，在浓室侧的边界层中反离子浓度增大，尤其当电流大于极限电流密度后，甚至可能发生水的电渗析。
不利影响：使膜表面溶质浓度增高，引起渗透压的增大，从而减小传质驱动力；当膜表面溶质浓度达到其饱和浓度时，便会在膜表面形成沉积层或凝胶层，增加透过阻力；膜表面沉积层或凝胶层的形成会改变膜的分离特性；当有机溶质在膜的表面达到一定浓度有可能对膜发生溶胀或恶化膜的性能；严重的浓度极化导致结晶析出，阻塞流道，运行恶化。 概括地说就是：分离效果降低，截留率改变，通量下降。
减轻措施：选择合适的膜组件结构；加入紊流器；料液横切流向设计；料液脉冲流动；螺旋流；提高流速；适当提高进料液温度以降低黏度，增大传质系数。 膜污染
原因：(1)最普通的膜污染是由于原料液中的悬浮颗粒造成的。如果在预处理过程中，原料水的悬浮颗粒没有被完全除去，经过一段时间的操作后，将在膜表面形成滤饼。
(2)膜的表面结垢。当BaS、CaS、CaF2等被浓缩，形成饱和溶液时，它们将从溶液中析出、结垢，沉淀于膜的表面。因此，非常有必要对原料水进行分析，以确定正确的设计参数和操作参数。 (3)细菌污染
(4)其它一些物质如金属氧化物、二氧化硅离子、有机物、淤泥等均可引起膜的污染
不利影响：膜的污染恶化了水的产量和水品水质，大大降低了膜的寿命，增加了膜的清洗维护费用
减轻措施：要预防膜污染，就必须对原料水进行严格的预处理。选取适当的操作参数。增加溶液在隔离室的湍动。选用适当的缓冲剂。定期对膜进行酸洗碱洗。选取抗污染膜。采取倒换电极操作 15. 反渗透的机理、流程和应用
大连理工大学膜分离简答题答案
