纳米膜过滤技术及应用
2010-06-20 14:56阅读：
纳米膜过滤技术及应用
微生物技术及应用0802
2008243050210
心梦扬飞
摘要：根据纳米过滤的原理和特点解决一些实际生活中存在的问题，它在抗生素的回收与精制、含溶剂废水处理、处理化工合成废液等方面的应用。
关键字：过滤 应用
纳米过滤是介于反渗透与超过滤之间的一种以压力为驱动的新型膜分离过程，这种膜过程拓宽了液相膜分离的应用。纳米过滤膜的截断分子量范围比反渗透膜大而比超滤膜小，所以它能够截留能通过超滤膜的溶质而让不能通过反渗透膜的溶质通过，通过该原理，可以用纳米过滤来填补由超滤和反渗透所留下的空白部分。
纳米过滤的特点：（1）在过滤分离过程中，他能截留小分子的有机物并可同时渗透出盐，即集浓缩与透析为一体。（2）操作压力低，因为无机盐能通过纳滤膜而透析，使得纳滤的渗透压远比反渗透的低，这样，在保证一定的膜通量的前提下，纳滤过程所需的外加压力就比反渗透低的多，具有节约动力的优点。根据这些特点，它在工业流体的分离纯化方面将大有作为，因此引起了各国著名的反渗透膜制造商竞相投入巨
资。
纳米膜过滤的应用：根据他的特点，在多方面有应用。
1.
纳米过滤在抗生素的回收与精制上的应用：在抗生素的生产过程中，常用溶剂萃取法进行分离提取，其中抗生素如赤霉素、青霉素常被萃取到有机溶剂中去，如被乙酸乙酯或乙酸丁酯所萃取，后续工序常用真空蒸馏或共沸蒸馏进行浓缩，若用膜过滤法进行浓缩，则要求用于分离的膜必须具有良好的耐有机溶剂的性能，同时还应具有良好的疏水性能，以便排斥抗生素，提高其选择性。
2.
纳米过滤在处理化工合成废液中的应用：有机化工合成中的废液，一般先浓缩在焚烧或湿式空气氧化的方法进行处理。政法和反渗透不是与这里的浓缩步骤，这是由于这两种方法得到的浓缩液中含盐量过多，这些盐将会给后面的焚烧和氧化带来麻烦。因此纳米过滤就成了最好的选择，因为利用它既可以脱盐也可以浓缩有价值的有机物。此外，有机化工合成过程也会产生大量的酸性废液，这些酸性废液中有机物和盐，有时还含有很多难处理的溶剂，这些低分子的有机物质往往是不能生物降解的，因此纳米过滤膜可以用于回收这些有机物。
3.
纳米过滤在处理酸液和碱液中的应用：MPW公司生产的MPT-30系列纳米过滤膜具有很好的耐热性和耐酸碱性能，因此可用于回收废液中的无机酸和碱，这些废液中常含有重金属、低分子量的有机物质和其他一些杂质。该公司生产的膜来处理这些废液有以下优点：（1）回收的酸和碱可以抵消操作费用；（2）可以减少最终处理液的体积；（3）由于无需进行中和，所以节省了中和所需的费用。
4.
纳米膜过滤技术在提高人血浆制品安全性方面的应用：近年来，纳米膜的各种规格已得到较大的完善，能进行高浓度的蛋白病毒分离，基本上适用于所有类别的血浆制品。纳米膜过滤在生物制药产品行业的首次工业应用是用于血浆来源的FⅨ浓缩物的制备，渐渐地被应用到较大分子量的制品中。纳米膜过滤能有效去除大于膜平均孔径的病毒，对于小于或接近平均膜孔径的病毒、病毒聚合体、潜在的病毒与抗体复合物则去除效果不甚理想，蛋白质浓度和因电荷效应产生的膜表面吸附等因素都可能影响病毒清除的程度。该技术的蛋白质回收率取决于蛋白浓度、蛋白质聚合物或高分子量组分、过滤表面积、pH和温度等因素。纳米膜过滤通常置于工艺中常规病毒去除步骤和层析纯化步骤之后，因为通过下游工艺处理后的料液的蛋白浓度降低，纯度提高，更有利于满足纳米膜过滤的要求。纳米膜过滤之前往往会先做预过滤，以去除蛋白聚合体、DNA和其它的痕量污染物［1］。有研究发现35
nm纳米膜过滤免疫球蛋白（IgG）并不能完全清除其中的HCV，即虽然纳米膜有良好的病毒去除能力，但不能作为单独的病毒灭活/去除步骤使用［2］。本着确保制品安全性的原则，生产工艺中通常采用多种不同机制的方法联用，如结合S/D、pH4、巴氏、纳米膜过滤等技术以提高病毒安全性。作为一种强有力的病毒去除方法，纳米膜过滤已经被证明不会引起蛋白的改变，而且根据膜截留量和蛋白分子量大小选择适当孔径的纳米膜进行过滤，蛋白质回收率非常好。
5.
纳米过滤在从金属涂料生产的废油漆泥中回收聚合物粘合剂时应用：在大部分以溶剂为基质的油漆车间中，大约有40%~50%的喷散油漆累积在废水中成为漆泥，在这种漆泥中含有高浓度颜料和聚合物粘合剂，过去常用焚烧的办法处理，但是聚合物粘合剂是很有价值的化合物，每吨取水的废油漆泥中约有
500千克这种粘合剂。使用MPT-U20-S和MPF-50耐溶剂膜来回收溶剂、颜料和聚合物粘合剂，而且经济效益也很好。
纳米膜过滤技术现在应用于多个领域，受到个商界的青睐，在不久的将来它一定会达到它的最巅峰。
参考文献
［1］ Kern G,Krishnan M. Virus removal by
filtration points to consider. Pharm Technol Eur, 2006, 18(12):
29—36
［2］ Eibl J, Barrett N, Hammerle T, Dorner F.
Nanofiltration of immunoglobulin with 35nm filters
