多孔肤 无孔肤 (a) 致密皮层 致密皮层 多孔支掉 一体化膜 复合膜 (b) 不同类型段枫断面示意图 (a)对称膜， (b)非对称膜 对称膜又称为均质膜，是一种均匀的薄膜，膜两侧截面的结构及形态完全相同，包括致 密的无孔膜和对称的多孔膜两种，图(a)所示。一般对称膜的厚度在10-200μm之间，传 质阻力由膜的总厚度决定，降低膜的厚度可以提高透过速率 非对称膜的横断面具有不对称结构，如图(b)所示。一体化非对称膜是用同种材料制 备、由厚度为0.10.5μm的致密皮层和50-150μm的多孔支撑层构成，其支撑层结构具有 一定的强度，在较高的压力下也不会引起很大的形变。此外，也可在多孔支撑层上覆盖一层 不同材料的致密皮层构成复合膜。显然，复合膜也是一种非对称膜。对于复合膜，可优选不 同的膜材料制备致密皮层与多孔支撑层，使每一层独立的发挥最大作用。非对称膜的分离主 要或完全由很薄的皮层决定，传质阻力小，其透过速率较对称膜高得多，因此非对称膜在工 业上应用十分广泛。 三、膜组件 膜组件是将一定膜面积的膜以某种形式组装在一起的器件，在其中实现混合物的分离。 板框式膜组件采用平板膜，其结构与板框过滤机类似，用板框式膜组件进行海水淡化的 装置如图所示。在多孔支撑板两侧覆以平板膜，采用密封环和两个端板密封、压紧。海水从 上部进入组件后，沿膜表面逐层流动，其中纯水透过膜到达膜的另一侧，经支撑板上的小孔 汇集在边缘的导流管后排出，而未透过的浓缩威水从下部排出
6 对称膜又称为均质膜，是一种均匀的薄膜，膜两侧截面的结构及形态完全相同，包括致 密的无孔膜和对称的多孔膜两种，图（a）所示。一般对称膜的厚度在 10~200μm 之间，传 质阻力由膜的总厚度决定，降低膜的厚度可以提高透过速率。 非对称膜的横断面具有不对称结构，如图（b）所示。一体化非对称膜是用同种材料制 备、由厚度为 0.1~0.5μm 的致密皮层和 50~150μm 的多孔支撑层构成，其支撑层结构具有 一定的强度，在较高的压力下也不会引起很大的形变。此外，也可在多孔支撑层上覆盖一层 不同材料的致密皮层构成复合膜。显然，复合膜也是一种非对称膜。对于复合膜，可优选不 同的膜材料制备致密皮层与多孔支撑层，使每一层独立的发挥最大作用。非对称膜的分离主 要或完全由很薄的皮层决定，传质阻力小，其透过速率较对称膜高得多，因此非对称膜在工 业上应用十分广泛。 三、膜组件 膜组件是将一定膜面积的膜以某种形式组装在一起的器件，在其中实现混合物的分离。 板框式膜组件采用平板膜，其结构与板框过滤机类似，用板框式膜组件进行海水淡化的 装置如图所示。在多孔支撑板两侧覆以平板膜，采用密封环和两个端板密封、压紧。海水从 上部进入组件后，沿膜表面逐层流动，其中纯水透过膜到达膜的另一侧，经支撑板上的小孔 汇集在边缘的导流管后排出，而未透过的浓缩咸水从下部排出。 多孔支撑层 致密皮层 不同类型膜横断面示意图 （a）对称膜; （b）非对称膜 多孔膜 无孔膜 （a） 一体化膜 复合膜 致密皮层 （b）
中心管 进 透过物 多孔板 板框式膜组件 螺旋卷式膜组件 螺旋卷式膜组件也是采用平板膜，其结构与螺旋板式换热器类似，如图所示。它是由 中间为多孔支撑板、两侧是膜的“膜袋”装配而成，膜袋的三个边粘封，另一边与一根多孔 中心管连接。组装时在膜袋上铺一层网状材料（隔网），绕中心管卷成柱状再成入压力容器内。 原料进入组件后，在隔网中的流道沿平行于中心管方向流动，而透过物进入膜袋后旋转着沿 螺旋方向流动，最后汇集在中心收集管中再排出。螺旋卷式膜组件结构紧凑，装填密度可达 830~1660m2m3。缺点是制作工艺复杂，膜清洗困难。 管式膜组件是把膜和支撑体均制成管状，使二者组合，或者将膜直接刮制在支掉管的 内侧或外侧，将数根膜管（直径10一20mm)组装在一起就构成了管式膜组件，与列管式换 热器相类似。若膜刮在支掉管内侧，则为内压型，原料在管内流动，如图所示：若膜刮在支 撑管外侧，则为外压型，原料在管外流动。管式膜组件的结构简单，安装、操作方便，流动 状态好，但装填密度较小，约为33~330m2m3。 将膜材料制成外径为80~400μm、内径为40~100μm的空心管，即为中空纤维膜。 将大量的中空纤维一端封死，另一端用环氧树脂浇注成管板，装在圆筒形压力容器中，就构 成了中空纤维膜组件，也形如列管式换热器，如图所示。大多数膜组件采用外压式，即高压 原料在中空纤维膜外测流过，透过物则进入中空纤维膜内侧。中空纤维膜组件装填密度极大 (10000~30000m2m3),且不需外加支撑材料：但膜易堵塞，清洗不容易。 裁留物 纤束端封 维宋 组件
7 螺旋卷式膜组件也是采用平板膜，其结构与螺旋板式换热器类似，如图所示。它是由 中间为多孔支撑板、两侧是膜的“膜袋”装配而成，膜袋的三个边粘封，另一边与一根多孔 中心管连接。组装时在膜袋上铺一层网状材料(隔网)，绕中心管卷成柱状再放入压力容器内。 原料进入组件后，在隔网中的流道沿平行于中心管方向流动，而透过物进入膜袋后旋转着沿 螺旋方向流动，最后汇集在中心收集管中再排出。螺旋卷式膜组件结构紧凑，装填密度可达 830～1660m2 /m3。缺点是制作工艺复杂，膜清洗困难。 管式膜组件是把膜和支撑体均制成管状，使二者组合，或者将膜直接刮制在支撑管的 内侧或外侧，将数根膜管（直径 10～20mm）组装在一起就构成了管式膜组件，与列管式换 热器相类似。若膜刮在支撑管内侧，则为内压型，原料在管内流动，如图所示；若膜刮在支 撑管外侧，则为外压型，原料在管外流动。管式膜组件的结构简单，安装、操作方便，流动 状态好，但装填密度较小，约为 33～330 m2 /m3。 将膜材料制成外径为 80～400μm、内径为 40～100μm 的空心管，即为中空纤维膜。 将大量的中空纤维一端封死，另一端用环氧树脂浇注成管板，装在圆筒形压力容器中，就构 成了中空纤维膜组件，也形如列管式换热器，如图所示。大多数膜组件采用外压式，即高压 原料在中空纤维膜外测流过，透过物则进入中空纤维膜内侧。中空纤维膜组件装填密度极大 （10000～30000 m2 /m3），且不需外加支撑材料；但膜易堵塞，清洗不容易。 板框式膜组件 螺旋卷式膜组件 中心管 管式膜组件