毕业设计论文当代中空纤维膜发展的现状及前景.doc

沧州职业技术学院毕业论文（设计）题 目当代中空纤维膜发展的现状及前景 姓 名 专 业 医药化工 年级班级 08级 学 号 指导教师 完成日期 目 录第一章 中空纤维膜的发展现状51.1中空纤维膜的发展历史 51.2中空纤维膜的分类 51.3中空纤维膜的应用领域简介6第二章 中空纤维膜的制备技术 72.1 熔融纺丝72.1.1 熔纺中空纤维的喷丝板技术72.1.2 熔纺中空纤维的成膜方法82.2 湿法 纺 丝82.2 .1 纤维素中空纤维膜的制造9第三章 新型中空纤维膜材料的研究进展 113.1 聚砜类 113.1 .1 聚砜 113.1.2 聚醚砜113.2 芳香杂环类 113.3 含氟高分子类113.4 聚烯烃类123.4 .1 聚丙烯123.4.2 聚丙烯腈123.5 纤维素类133.6 聚醚矾酮 13第四章 中空纤维膜的应用144.1 中空纤维反渗透膜144.2中空纤维超滤膜144.3中空纤维微孔过滤膜组件144.4医用中空纤维分离膜 144.5中空纤维气体分离膜 154.6中空纤维膜反应器 15第五章 中空纤维膜对水资源影响的探究及未来发展走向 175.1 对水资源的影响175.1.1 中空纤维R O膜 185.1.2 中空纤维u F 膜和M F 膜 18M B R 废水处理 1852 发展前景 19第六章 结束语 20致谢21参考文献22中空纤维膜发展现状及前景第一章 中空纤维膜的发展现状n 1.1中空纤维膜的发展历史 膜可定义为一定流体相中，有一均匀的一相或是由两相以上薄层凝聚物质将流体相分隔成了2部分，这一薄层物质被称为膜。膜分离技术是近几十年来发展起来的一门新兴多学科交叉的高新技术，利用具有特殊选择透过性的有机高分子材料或无机材料，形成不同形态的膜，并在一定的驱动力作用下，将双元或者多元组分分离或浓缩。从膜科学发展历史来看：1 8世纪中叶，A b b e N o l e t l 发现水能自然地透过猪膀胧扩散到酒精溶液内，首次揭示了膜分离现象，但由于当时人们的认识能力和科技条件的限制，人们对渗透现象的认知并没有得到发展， 直到1 8 6 4年 T a r u b e成功研制出人类历史上第一片人造膜一亚铁氰化铜膜。到2 0世纪中叶，由于多学科的深人发展，新型膜材料以及制膜技术的不断拓展， 各种膜分离技术才相继出现和发展。再从膜工业进展来研究：最早的工业用膜是多孔硝酸纤维素或硝酸纤维素一醋酸纤维素膜， 是在第一次世界大战后 由德国的 S a r t o r i u S制造，但仅能用于实验室规模。中空纤维膜是分离膜领域中的一个重 要分支，其中空纤维壁具有选择透过性，可以使气体、液体混合物中某些组分从内腔向外或从外向内腔透过中空纤维壁，而同时对另一些组分具有截留作用。n 1.2中空纤维膜的分类 根据膜断面的物理形态，可将膜分为对称膜、不对称膜和复合膜；按照膜结构分，可分为平板膜、管状膜、卷状膜和中空纤维膜；按照膜的分离原理又可分为电渗析、反渗透、纳滤、超滤、微滤等；按照膜制备材料，可分为无机膜和有机膜。目前已适用化的中空纤维膜有1 0种：中空纤维反渗透膜、中空纤维超滤膜、中空纤维微滤膜中空纤、维纳滤膜、中空纤维渗透蒸发膜、中空纤维气体分离膜 、中空纤维透析膜、中空纤维离子交换膜、中空纤维缓释膜和中空纤维生物反应器。 中空纤维膜根据其制造方法的不同，可以分为以下三种类型：( 1 )均质中空纤维膜。它通常是用干纺或熔纺制成的，由于它的壁较厚，因而通量较小。( 2 )不对称中空纤维膜。它是由湿纺或干喷湿纺制成的，这种膜的特点是具有不对称结构。它的表面为致密层，底部为疏松层。这种膜可用于微过滤、超滤、反渗透和透析等方面。它的通量虽然比 均质膜稍大，但仍嫌小，实际应用时操作费用高，经济效益较低。( 3 )复合中空纤维膜。它是由两步 法制备的。第一步先由湿法或干湿法纺成不对称中空丝，此纤维是一种刚性的多孔的支撑体；第二步在它的上面用浸渍涂层法或界面缩聚法复合一层致密皮层。这种膜具有比前面两种膜大许多倍的通量，且耐压性能好，是 目前最好的中空纤维膜。n 1.3中空纤维膜的应用领域简介 膜技术是 2 O世纪一门新兴技术，它以其独特的优势深入到工业领域各个方面。膜分离技术广泛应用于水处理、化工、医药、食品、饮料等行业，已成为解决当代能源、资源和环境污染问题的重要技术和可持续发展技术的基础。中空纤维膜是分离膜领域中的一个重要分支，在世界上有 4 O多年的历史，我国也进行了2 O多年研究。本章小结：第二章 中空纤维膜的制备技术现有的中空纤维膜，通常是由熔融纺丝或湿法纺丝技术纺制而成。利用熔融丝或湿法纺丝技术，可以通过特殊的喷丝板及纺丝组件，使所有可纺聚合物纺成中空纤维膜。 n 2.1 熔融纺丝 熔纺中空纤维是通过特殊的喷丝板技术及合理调整纺丝工艺纺制而成的。高分子材料加热熔融成高分子熔体，通过喷丝口挤出进入纺丝甬道固化，形成初生态中空纤维膜。该法常用于制备各向同性的均质中空纤维膜。熔纺中空纤维所用喷丝板的形状与纺制常规纤维的喷丝板有所不同。 2.1.1 熔纺中空纤维的喷丝板技术 纺制中空纤维膜用熔纺喷丝板主要C形、品形、双环形和双环套管形喷丝板，见图 1 。其中c形和品形喷丝板是圆弧狭缝式喷丝板。当熔体挤出喷丝板圆弧狭缝后，圆弧形熔体膨化，端部黏合形成中空腔，经细化、固化后形成中空纤维。喷丝板圆弧狭缝间隙的大小直接影响中空腔的形成：当间隙过大时，纤维中空不能闭合，只能纺出开口纤维；但当间隙过小时，熔体挤出喷丝孔后很快膨化黏合，无法形成中空腔，并且从机械强度考虑，喷丝板间隙小，强度低、易损坏。因此针对不同性质的物料，有相应适宜的喷丝板间隙的大小，挤出熔体原料的模口膨化比可以指导设计喷丝板间隙的大小，且间隙中心处宽度之比略小于熔体原料的模口膨化比。喷丝孔狭缝宽度大，单孑 L 狭缝宽度大，单孔挤出量大，所纺纤维的截面积大，纤维的中空度小；单孑 L 狭缝 的宽度小，挤出量小，所纺纤维的中空度大；但狭缝太小，所纺纤维的壁太薄，中空规整度低，中空易变形。对于C形的喷丝板，间隙中心宽度相当于狭缝宽度的1 。0倍；对于品形喷丝板，间隙中心处宽度相当于狭缝宽度 的 0 8倍。一般根据产品要求和纺丝物料性能，设定喷丝板间隙和狭缝的具体尺寸。纺制中空纤维膜用熔纺喷丝板除C形和品形外，还有双环形和双环套管形喷丝板，见图1 ( c )、1 ( d )，后两种喷丝板纺得的中空纤维内外径均一，同心度好。C形和品形由于有间隙材料的支撑，可以较简单地在一块喷丝板同时打制多个单孔，用于纺制束丝，产量较大。但双环形和双环套管形喷丝板由于是由多个组件组合而成，打制多孔喷丝板难度较大，大多只用于纺制单根中空纤维膜。 2.1.2 熔纺中空纤维的成膜方法 对熔纺中空纤维来说，可以在纤维膜壁产生微孔来制备微孔中空纤维膜。熔纺微孔中空纤维膜的制备主要有两种方法：传统的方法是通过高拉伸比的熔融纺丝得到的中空纤维， 在应力场中结晶，生成平行排列的片晶结构，然后在后拉伸时将片晶相互分开，形成微孔；另一种方法是热致相分离法，在较高的温度下将原料和稀释剂却过程中发生相分离，用溶剂将稀释剂提取出来，得到微孔中空纤维。也有将上述两种方法结合起来，通过应力场下固 一液分离的方法 ，既得到了较好的透气性，又减少了大孔的形成，而且不会出现“ 皮层” 。 n 2.2 湿法 纺 丝 湿法纺丝纺制的中空纤维通常用作过滤用膜，常用的有纤维素中空纤维膜和聚丙烯腈 中空纤维膜。聚合物溶液通过喷丝口挤出后，直接进入凝固浴发生相变化，形成初生态中空纤维膜。该法与不对称平板膜的制造程序是一致的，可以制取各向异性的不对称中空纤维膜。通常采用双环套管形喷丝板纺制而成，喷丝板截面示意图见图 1 ( d )，其剖面示意图如图 2所示。纤维中空度的大小通过控制喷丝板中孔的大小及通人气体或流体的种类及其速度来决定。一般通过改变凝固浴组成和凝固条件来调整中空纤维微孔的孑L 混合，形成均相纺丝液纺成中空纤维，在丝条冷径、空隙率和中空纤维的通量。 2.2 .1 纤维素中空纤维膜的制造 纤维素中空纤维膜的生产方法有黏胶法、铜氨法和新溶剂法。黏胶法是先将纤维素同碱 进行反应制得碱纤维素，碱纤维素同二硫化碳反应生成纤维素磺酸钠后溶解在碱液中得到黏胶溶液；铜氨法是将纤维素溶解在铜氨溶液中制得纤维素铜氨溶液；新溶剂法是将纤维素溶解在如P FD MS O( 聚甲醛- -甲基亚砜 ) 、L i C 1DMAc ( 氯化锂N，N一二 甲基 乙酰胺)、NMMO( N一甲基吗啉 一N一氧化 物)等溶剂中制得纤维素溶液。将上述制得的溶液经过滤、脱泡后在特殊的喷丝头中纺成中空纤维。上述三种方法中，铜氨法在生产中消耗大量的铜，因生产成本较高一般不采用；黏胶法在生产中产生了大量的有害物质，严重污染环境，生产流程较长，在成形过程中也不能形成均匀的中空纤维膜；新溶剂法生产中空纤 维素纤维有报道的也只有P FD MS O、L i C 1D MAc两种体系，由于这两个体系的成膜过程简单易行，成膜受环境条件影响较小，并且溶解和成形条件缓和，故天然纤维素的结构保留较多，结构比较致密，特别适合生产纤维素中空纤维膜。其中东华大学王庆瑞等人对 P FD MS O体系和铜氨溶液纺制纤维素中空纤维进行过研究，成功纺制成结构均匀的中空纤维。天津纺织工学院的杜启云等人对 L i c lM A c 体系作过研究，采用干湿法纺制出中空纤维 。本章小节： 第三章 新型中空纤维膜材料的研究进展n 3.1 聚砜类 3.1 .1 聚砜 聚砜( P S ) 为材料的中空纤维膜组件， 聚砜膜有机械强度高、 分离性好、 抗溶胀、 耐细菌侵蚀等优点，是广泛使用的最好的基膜材料之一，用其制成的中空纤维超滤膜已广泛应用于浓缩、分离、提纯、精制、回收等领域。但由于聚砜中空纤维膜具有表面亲水性能低、 易污染、以及较小孔径膜的难以制备等缺点，因此其使用范围受到限制。为改善其表面性能， 科研人员对其进行了大量的研究J ：将聚砜膜材料进行混合改性，改变膜的表面性质，提高膜的亲水性和耐污性能；或者采用不同种类的醇对聚砜中空纤维基膜进行预处理，研究了醇处理对膜性能的影响；利用聚砜中空纤维膜内表面作为接枝层，进行动态表面光接枝聚合反应的研究，改善膜的亲水性和截留率。 3.1.2 聚醚砜 聚醚砜( P E S ) 又称聚苯醚砜，是一种综合性能优良的聚合物膜材料。由于聚醚砜有着十分优异的生物相容性，不易产生凝血、溶血等不良反应，是优良的第三代透析膜材料。因此常作为超滤、过滤膜的材料。由于聚醚砜中空纤维膜性能受到纺丝制备条件等多种因素的影响，因而长期以来受到人们的关注。科研人员在制备聚醚砜中空纤维膜的中，研究了P E S浓度和不同的填充液对膜结构和性能的影响；尝试采用自由基聚合反应制备了丙烯酸接枝改性的聚醚砜中空纤维渗透膜，可以调节膜的选择性和通量 。 n 3.2 芳香杂环类 聚酰亚胺( P I ) 是一类具有良好化学稳定性和热稳定性的高分子材料，它由芳香二元酸酐和二元胺缩聚而成，因分子主链上含有刚性的芳环结构，具有很好的耐热性及机械强度的耐溶剂性能。研究人员在P I中空纤维膜的形态及气体分离性能的研究中，分析了内部和外部凝固剂的化学性质、凝固温度的影响；用聚酰亚胺和磺化聚芳醚砜共混改性代替原本单一的中空纤维膜，用于压缩空气除湿实验，取得了很好的效果。 n 3.3 含氟高分子类 聚偏氟乙烯(P V D F ) 中空纤维膜 是一种新兴膜材料，可以在1 4 O下高温灭菌和 射线消毒等特点。聚偏氟乙烯中空纤维多孔膜的径向断面结构一般为非对称结构，即由分离皮层与多孔支撑层组成。聚偏氟乙烯中空纤维膜组件单位体积装填密度大，组件产水量大， 分离孔径在0。0 502 2 m，过滤精度高且动态过滤，抗阻塞能力强及无相态变化，不需要在水中投加絮凝剂，对过滤体系无污染。近年来，国内工作科研人员对聚偏氟乙烯膜进行 了大量的研究，用不同的方法改善膜的亲水性能，提高了膜的孔隙率和通水量。如：将P V C或亲水聚合物材料( P MMA、改性聚醚硅油等) 对聚偏氟乙烯材料进行共混改性；研究高分子添加剂、表面活性剂、非溶剂等混合复配纺丝添加剂及纺丝液中聚偏氟乙烯树脂固含量对膜性能的影响；对聚偏氟乙烯滤膜进行辐照接枝改性的研究 。 n 3.4 聚烯烃类 3.4 .1 聚丙烯聚丙烯( P P ) 中空纤维膜表面有很多微孔，是一种有皮层的异形截面多孔膜，具有不对称膜的特性与优点。由于聚丙烯分子的非极性特征，使其表面自由能和表面张力较低，具有典型疏水性能，在血液相容性方面具有一定的优势。因此聚丙烯中空纤维膜是制作膜式氧合器的常用材料。由于廉价且耐化学侵蚀性膜的制备是高分子微孔膜研究与开发的重要方向， 聚丙烯中空纤维膜的研究得到了较多关注。实验采用液体排除法测量膜的平均孔径及其分布， 探究改变混合稀释剂对膜孔参数及膜孔连通性的影响；或采用浸泡聚丙烯中空纤维膜进行表面亲水化处理，研究膜透水量的影响及使用后恢复方法。 3.4.2 聚丙烯腈 聚丙烯腈钊( P A N) 中空纤维膜具有优异的化学稳定性和耐热性能、耐霉菌性，其亲水化膜的透水量是同面积的聚丙烯腈和聚砜超滤膜的数倍，可广泛用于水的初级净化、血浆渗析膜和血浆超滤膜及气体分离和作为气体分离膜的支撑体材料，因而受到膜科学工作者的重视。无论在国内还是在国外，有关该膜的报道都较多。日本东丽株式会社等已取得了较大的进展，他们采用重均相对分子质量为2 0万的聚丙烯腈作为膜材料，制成机械强度较高的聚丙烯腈中空纤维膜，并且已成功应用于水的除浊；有人还将这种中空纤维膜进行碳化，制成了一种新型的无机膜P A N基中空纤维碳膜，可望在高温气体分离等领域发挥重要作用。 n 3.5 纤维素类亲水性膜材料中常用的是醋酸纤维素，醋酸纤维素具有优良的亲水性能和较好的耐污染性能，能用于海水和苦咸水淡化、氢气分离和纯氮制备等。国内已经能采用成熟的 L y o c e l l 工艺，制备新型溶剂法纤维素中空纤维膜，研究了其渗透性及油水分离性能。也有用 N MM O法纺制纤维素中空纤维膜，分析了膜的结构形态 。 n 3.6 聚醚矾酮 含二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚砜酮( P P E S K)，是新开发的商品化新型膜材料，由于聚合物含有的二氮杂萘酮具有全芳稠环非共平面扭曲结构，赋予了聚醚砜酮较高的玻璃化转变温度为2 6 3 3 0 5、较高的机械强度和耐酸碱、抗氧化以及耐酸耐碱性，是目前耐热等级最高的可溶性聚芳醚树脂。聚醚砜酮一般用于用于制备气体分离膜、超滤膜、纳滤膜。目前大连理工大学已将聚醚砜酮中空纤维超滤膜用于聚合氯化铝制备中。 本章小节： 第四章 中空纤维膜的应用n 4.1 中空纤维反渗透膜中空纤维反渗透膜用作苦咸水及海水淡化,其脱盐性能已达到对海水一次脱盐率99%以上。当苦咸水或海水以高于渗透压的压力作用于中空纤维反渗透膜的外侧时,由于膜的选择透过性,溶剂水将从中空纤维外侧透过膜,而自中空纤维内腔流出已达到淡化目的水。反渗透膜的选择透过性与溶液的组分在膜中溶解、吸附和扩散有关,其分离性能除与膜孔的结构大小有关外,还与膜及溶液体系的化学、物化性质有关,这是与超滤及微孔过滤的重大差别。目前已商品化的中空纤维反渗透膜的主要原料有芳香族聚酰胺(酰肼)类、纤维素的醋酸酯类,复合型中空纤维反渗透膜仅见于报道,未见工业化生产。n 4.2中空纤维超滤膜中空纤维超滤膜的发展极为迅速,在商品生产、应用技术等方面均较成熟。其单位容积中膜面积大,无支承体,对被处理溶液的影响小,生产工艺相应比较简单,易于控制质量。中空纤维超滤膜易于反冲洗,膜强度高,使其成为超滤领域中最主要的成员。中空纤维超滤膜的直径多数在0.20.3mm9之间,通常原液在中空纤维内腔中流动,而在外腔获得超滤液。中空纤维超滤膜用于人血白蛋白及其他生物、血液制品的浓缩，并广泛用于电子工业超纯水制备,无菌水制备,饮料、酒类和果汁的澄清,酵素分离精制以及废水处理等方面。n 4.3中空纤维微孔过滤膜组件在大处理量的过程中,中空纤维微孔过滤膜组件有一定的优越性。该膜的内表面均呈网状的微孔结构。纤维内径0. 7mm,膜材料为聚烯烃系树脂。用于药液的除菌、溶液中微粒的去除。中空纤维微孔过滤膜常用于全过滤状态,膜面积易被污染,为此常采用逆流装置,以使膜性能恢复。该膜有良好的抗化学性能,力学强度高,性能重现性好。其透水量高,截留细菌可靠,被广泛应用于净水技术,在污水处理中亦为良好的过滤材料。n 4.4医用中空纤维分离膜中空纤维分离膜用于医学用途的有血液透析、血液过滤、血浆分离、人工肺及腹水超滤浓缩等方面。中空纤维血液透析器是应用最早的医用产品,用于肾衰竭患者,从血液中清除代谢废物,如尿素、肌肝酸及尿酸等。血液过滤是模仿正常的肾水球清除血浆中溶质的方式，使血液通过一种特殊过滤器， 以对流的作用清除溶质,血液过滤能清除过多的体液及中分子物质。血液过滤还可清除大量液体而不发生失衡综合症及低血压,并能有效清除中分子物量毒素,能治疗肾衰以外的疾病。血液过滤器是中空纤维分离膜应用的主要领域之一,其膜材料为聚砜和聚丙烯腈。 血浆分离器则主要用于血浆与血细胞的分离,其产品更为广泛。中空纤维分离膜还用于肝腹水的超滤浓缩回输，作为肝硬化腹水病人的有效辅助冶疗。n 4.5中空纤维气体分离膜气体分离用中空纤维膜最早投入工业应用的是美国杜邦公司的“permasep”聚酯中空纤维分离器,应用于氦气的分离、合成氨生产的尾气处理、天然气中除CO2等。1979 年,孟山都公司开发了聚砜中空纤维复合膜“prism”气体分离器,其分离效率高,操作简单,能耗低,装置小型化，维护保养方便,因此,在短时间内得到了广泛的应用。“prism”气体分离器对各种气体的相对透过速度如下列序:H2O > H2> He > CO2> O2> Ar > CO> CH4> N2美国道化学公司生产的空气分离器如“GENERON”为PE中空纤维膜,用于从压缩空气中生产富氮及富氧。日本三菱公司开发的PE、PP中空纤维分离器用于分离氮气。东洋纺公司开发的三醋酸纤维素气体分离器,用于分离天然气中的氦气、混合气体中的氢气及从空气中富集氧。 我国中科院大连化物所开发的聚砜中空纤维复合膜,主要用在从合成氨尾气中回收氢,其他用途正在开发中。近年来,中空纤维气体分离膜的发展迅速。无机中空纤维分离膜以硅酸玻璃为原料,经熔融纺丝法制取多孔中空纤维膜,获得耐高温的气体分离膜。 另外,聚酰亚胺中空纤维膜以及不同材料涂层的聚砜中空纤维复合膜,在气体分离领域中的应用已日渐成熟。n 4.6中空纤维膜反应器中空纤维膜反应器主要用于生物反应。在膜生物反应器中以酶、微生物或动植物细胞为催化剂,进行化学反应或生物转化,膜生物反应器通常在常温常压下进行反应,利用具有适当化学性质和物理结构的高分子膜,固定或回收生物催化剂,不断分离反应产物,使反应连续进行。 中空纤维膜反应器,反应与分离均在膜器中完成,已用于纤维素、淀粉、蛋白、尿素、麦芽糖的水解反应,及从葡萄糖制取乙醇、丁烯二酸生产天门冬酸,以及酶法生产L-氨基酸均已取得生产实效。用于细胞或组织培养的中空纤维膜常采用透气性纤维如聚砜、醋酸纤维素等多孔结构的中空纤维膜。本章小节：第五章 中空纤维膜对水资源影响的探究及未来发展走向n 5.1 对水资源的影响据统计，地球上的水量约有1 3.8 5 9 8 5亿 m ，其中9 6.5为海水，淡水只占2.5 3，即3 5 0 2.9万，而南极和北极的冰却占1.7，因此地球上的淡水量很少。淡水不足的现象在中近东、亚洲和美洲为中心正在臼益深刻，一方面是由于经济的快速发展，由工业废水和生活废水所造成的江河湖泊的污染，另一方面是水资源的逐渐枯竭，为此确保淡水资源已成为地球的重要课题。北京、青岛、人连、上海等每一市民拥有的水资源，仅为世界均水平的14 0，而且国内6 0 0个城市中有约4 0 0个缺水，因此政府在采取各种有效措施。其中有效的解决手段之一便是通过中空纤维膜进行处理，包括海水淡化、自来水制造和处理、废水处理等。所用的中空纤维膜种类有反渗透 ( R O)膜、纳米过滤 ( NF)膜、超滤 ( UF )膜、微滤 ( MF )膜等。R O膜和NF膜主要用于海水淡化、灌溉水淡化、超纯水制各、 有害物的除去和废水处理再利用；U F膜主要用于净水厂( 饮用水 )、工业用水和废水再利用方面；MF膜主要用于净水、海水淡化和工业用水的前处理、废水的处理等：其中MF膜的MB R ( 膜分离活性污泥法)在废水和工厂等产业配水 的净化和再利用领域的需求十分广阔 。 东洋纺以中近东为中心采用R O膜的海水淡化方面取得了实绩，同时其UF膜和MF膜已上市，准备扩大其产业：旭化成拥有U F膜和 MF膜，其中MF膜用于自来水处理属世界顶级厂家；三菱人造丝工程公司致力于采用U F膜、MF 膜和MB R进行废水处理和净化；可乐丽公司也拥有UF和MF膜，主要用于自来水处理，用大孔径膜除去腺管孢子。总之，目前用中空纤维膜进行水处理以日本和美国为主，我国也在大量采用。 5.1.1 中空纤维R O膜 代表性的厂家有东洋纺的三醋酸纤维索中空纤维膜、杜邦的芳酰胺中空纤维膜 ( B - 9 、B - 1 0 )、道化学公司的P B I中空纤维膜等。其中最成功的是东洋纺的“ H o l l o ws e p ”1 0 2 2 5型中空纤维元件，长度为4.5 m，相当于以往元件长度1.5倍，其海水的淡水回收率，以高盐浓度的红海水为例，最大为5 0，在沙特市场的拥有率为8 0。表2示出中东地区的主要 R O膜法的海水淡化工厂情况 。 由于东洋纺的中空纤维 R O膜元件订货多， 该公司决定将岩国的功能膜工厂的中空纤维及其元件组装工程的产能扩大 5成，其中中空纤维将由目前的2 0 t月提高至3 0 t，月，而组装工程将由5 0 0 5 5 0个元件，月扩大至8 0 0个，月，预期0 0 6年春季完成。 采用“ H o l l o w s e p ”的海水淡化厂，还有美国弗罗里达的工厂，4个系列合计淡水产能为1。1 4 万 n Pd，2 0 0 4年又导入1个系列，2 0 0 5年7月又追加一系列。2 0 0 5年3月印尼的火电厂的造水J 一引进了3个系列，产淡水 1 9万 f f d 。此外，在r T J ，2 0 0 5 年 4月有1个系列已开始投产。目前世界最大的中空纤维 R O膜海水淡化厂的淡水产能为20 5万，d，2 0 0 6年1月开始动工，于0 8年 6月投产，其淡水将提供给沙特国营石油公司下属 Ar a mc o子公司与住友化学的合资公司，作为石油精制与石油化学厂的造水设备。 5.1.2 中空纤维u F 膜和M F 膜 中空纤维 U F和 MF膜的材质趋于多样化， 已产业化的有 P VA和 E VA ( 乙烯一乙烯醇共聚物)膜 (可乐丽)、聚砜膜 (旭硝子、才J L ，万、日东电工等)、聚醚砜膜 ( 东洋纺)、聚乙巴林有8个系列合计淡水产能为 4 。5 6万一，d烯和聚丙烯 ( 三菱人造丝 )、聚丙烯腈 ( 旭化成)、聚偏氟乙烯膜 (旭化成等多家公司)等。大都用于上水(自来水)和下水( 废水)的二次处理和回收，在这方面世界主要国家和地区的膜化率不断提高，如表 3所示。同时在美国除去腺管孢予的需求也愈来愈高，2 0 0 3年为 9 9，到2 0 0 5年要求达到9 9 .9 9 9 。我国在UF和 MF膜 以聚砜中空纤维膜为主，也有P AN和聚醚砜等中空纤维膜。 5.1.3 M B R 废水处理 最近日本旭化成公司与我国和欧美公司正在商谈输出大型 MB R装置的可能性，其中中国石化总公司在海南省引进了处理能力为1.0 8万d的装置，而中国海洋石油公司在广东惠州引进了世界最大的 MB R装置，水处理能力为2.5万 n Pd，这两套装置都将在2 0 0 6年春天完T。MB R采用耐药品性、耐久性和强度优良的聚偏氟乙烯中空纤维 MF膜，将废水净化后再用R O膜处理。今后我国居民生活用水和工业用水的需求不断急增，因此MB R的需求量将继续高速增长，为此旭化成公司的 P VD F MF膜的产能，从2 0 0 5年秋前的2万个元件提高至 3万件，并将持续满负荷生产 。 n 52 发展前景 纵观中空纤维膜技术的研究现状，虽然我国在某些方面有所突破， 以反渗透为例，此技术之前一直被国外垄断，我国研究人员经过潜心研究，现在国产的反渗透脱盐率已达到国际最尖端水平，且抗氧化、抗污染能力强。但离世界一流技术还有一定的差距，我国必须解决膜材料和制膜技术，使产品达到国际先进水平，提高国产超滤膜的技术档次，保持较高的市场占有率。且由于开发中空纤维膜的技术上不存在太大困难。该技术设备投资低， 符合节能减排的发展要求， 符合国家可持续发展战略，因此具有良好的发展前景。因此今后的研究方向要从以下几个方面开展， 进一步研制具有高选择性、高透过性的材料，除高分子材料外；进一步探索新的成膜工艺，从无机膜和金属膜等中找出新的突破，给膜分离 技术带来一次革命，研制出更薄、孔径更小、孔径分布更窄的高效分离膜。中空纤维膜是分离膜领域中的一个重要分支，其研究在世界上只有4 0多年的历史 ，而我国是从2 0多年前才起步。“ 谁掌握了膜技术，谁就掌握了化学工业的未来” 已成为学界和产业界的共识。我国在中空纤维膜方面虽取得了较大的进展 ，但与发达 国家相 比，还是有较大的差距。因此，研究制订我国中空纤维膜发展战略，力争在较短时间内赶上世界先进水平已成当务之急。本章小结： 第六章 结束语以上重点介绍了国内外中空纤维膜的发展动向和展望，我国在“十一五”期间已实现高性能纤维如P A N基碳纤维和对位芳酰胺纤维及海水淡化用中空纤维 R O膜的产业化，并逐步形成经济规模，以参与国内外的市场竞争，推动国内许多产业领域的更新换代和产业升级。同时也欢迎国外有关公到我困合资建厂，共同发展，在纳米纤维方面也将加强应用研究，以期早日推向市场。 致谢本篇论文为XXX与XXX两位同学共同完成。XXX同学主要负责参考相关文献资料，收集相关信息的最新发展情况，XXX同学主要负责论文的构思与完成多媒体系统的设计。最后感谢我们的指导老师XXX老师，在毕业设计中她给予了我们细致的辅导和有益的修改意见。参考文献：（1）广州化工 2 0 1 0年 3 8卷第6期（2）膜科学与技术 第30卷第3期2 0 1 0年 6月（3）化纤于纺织技术 第39卷第2期2010年6月（4）高科技纤维与应运 第34卷第一期2009年2月（5）四川环境 第26卷第一期2007年2月（6）水处理信息报道 2006年6月（7）高科技纤维与应运 第31卷第1期2006年2月（8）天津工业大学学报 第27卷第1期2008年2月 21