中空纤维膜分离技术：原理与优化

膜分离技术是指利用膜作为阻隔层，限制和传递各种化学物质，以实现选择性分离的新技术。分离膜的种类和功能繁多，有多种分类方法。按照分离机理，分离膜可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、透析膜、电渗析膜、反渗透膜、气体分离膜等。根据材料不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小；有机膜是由高分子材料组成，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等。根据形态不同，有平板膜、管式膜、中空纤维膜等，其中，中空纤维膜具有体积小、自支撑能力强、装填密度大等优点，一直是膜分离技术的重点研究对象。

膜分离过程中被分离的流动相快速通过分离膜，达到富集、浓缩和纯化的目的。膜的渗透速率与厚度成反比，与膜面积及膜面两侧的压差成正比。平板膜设计通常采用纺织品、非织造布或多孔高分子作为膜的支撑材料，不仅可用于板式组器件中，还能用于制备卷式元器件。中空纤维膜具有致密纤维内壁，且具有足够的机械强度，可避免使用多孔支撑材料，同时可提供很大的膜表面密度（单位体积的膜面积），从而提高分离效率。20 世纪60年代，美国hevens 公司和杜邦公司分别制造出管式膜组件和中空纤维膜组件，促进了中空纤维膜技术的发展［1-2］。(www.xing528.com)

中空纤维膜是一种外形呈纤维状，具有自支撑作用的膜，是分离膜领域中的一个重要分支。中空纤维膜内径一般为25～350 μm，外径为80～1000 μm，几何尺寸可根据分离体系的组成、浓度、膜材质、纺丝工艺等具体条件而定，并根据不同的分离特性制成反渗透膜、超滤膜、微孔滤膜和渗透汽化复合膜等。与其他分离膜相比，中空纤维膜呈自支撑结构，无须另加其他支撑体，可使膜组件的加工简化，成本降低；单位体积装填密度大，可以提供较大的比表面积。