聚合形式 线性缩聚
聚合物材质 聚酰胺 聚碳酸酯-聚醚 聚砜 聚醚砜 磺化聚砜
临床应用 HF HF HF、HDF HF HF HF
商品化 √ √ √ √
线性缩聚
再生纤维素
醋酸纤维素
三醋酸纤维素 线性加成 聚丙烯聚丙烯腈 聚丙烯聚丙烯腈-甲代烯丙基磺酸钠
HD、HDF
HD、HDF、HF HDF、HF HDF
谢谢
PART1
渗析
一种以浓度差为推动力的膜分离操作，利用膜对溶 质的选择透过性，实现不同性质溶质的分离。
原理 | Principle
溶质中的小分子由A侧通过扩散透过膜 溶剂（水）由B侧根据渗透原理透过膜
经一段时间后，两侧液体中的小分子物质
和水达到动态平衡
这里所说的不是溶剂和溶质的分离，而是 溶质之间的分离
激活维生素D；分泌血管活性物质和促红细胞生成素等。
肾功能竭可造成新陈代谢物质在体内沉积， 产生代谢紊乱，从而引起尿毒症，危及人的生命。 肾脏患者，治疗手段以人工肾和/或肾脏移植为主，并辅以药物治疗。
临床上用于治疗急、慢性肾功能衰竭 最有效的常规肾脏替代疗法
人工肾
人工肾工作原理
•
血液透析是借助于血液透析机与患者建立体外循环的过程
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聚乙烯-聚乙烯醇
聚甲基丙烯酸甲酯 聚电解质 无机 玻璃
HDF、HD、HF
HD、HDF HF HF
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HD-血液渗析；HF-血液过滤；HDF-血液渗析过滤
应用——人工肾（血液透析）
肾
对血液进行过滤，排泄尿素、肌酐、尿酸、胍的衍生物等代谢产物 及某些毒物和药物，调节体内水、电解质和酸碱平衡；调节血压，
•
透析机依靠具有特殊通透性的透析膜，分隔血液和透析液，利用膜两测液体溶质的浓
度差及膜孔径大小的差异，使血液中小于膜孔截留分子量的溶质扩散、渗透通过滤膜， 以除去患者血液中的代谢小分子废物和毒物
• •
调节水和电解质平衡以及酸碱平衡 人工肾依靠透析膜，使血液中的代谢产物进入到由外界引入的已配制好的透析液中，
渗析&反渗透
化工分离技术简介
山东大学 - 化学工艺专业
PART0
膜分离
依靠膜的选择性，将液体中的组分进行分离的技术
膜分离的发展
高分子膜的分离功能很早就已发现。1748年，诺莱特（A. Nollet）发现水能自动地扩散到装有酒精的猪膀胱内，开创了
膜渗透的研究。
1950年W.Juda试制出选择透过性能的离子交换膜，奠定了 电渗析的实用化基础。
人工肾与人体肾比较
在血液透析过程中，动脉中的血液 通过半透膜与透析液相接触，凭借 液体间的浓度差，血液与透析液进
行物质交换，即尿毒症病因物质从
血液中经半透膜扩散进入透析液， 而透析液中含有的人体必需的物质
则扩散进入血液。交换后的血液经
静脉返回体内，而有害物质则随透 析液排出体外 。
血液透析回路
应用——压榨(碱)液的回收
压榨 碱液
在粘胶纤维生产中，压榨液约为纤维产量的18～22倍，压 榨液的碱浓度为16％～17％，还含有大量的半纤维素、树
脂和机械杂质。
渗析法回收压榨液中NaOH
中空纤维透析器的膜材料由聚乙烯醇制成。经预处理过的压榨液和软水分别由压 榨液和软水进口管进入透析器，在膜的两侧反向流动，压榨液中的NaOH不断进 入软水中。残余液出透析器后进入废液槽，经处理后排放。
并通过透析膜达到电解质的平衡，经过透析处理解毒后的血液回到人体的静脉中，而
需排泄的物质则引出弃去，与人体肾脏相比，透析器起到了人工肾的作用
人工肾的构成
由透析器、透析液供给装置和自动监护装置三部分组成，通过血液回路把人体与透 析型人工肾连接起来 透析器是人工肾的关键部件之一，血液透析过程就在透析器中进行
目前，处理方法主要为：石灰中和后排放、冷却结晶回收铁矾及硫酸 采用石灰中和法，不但不能回收有用物质，而且增加了废渣的处理问题。 用冷却结晶法虽可回收铁矾和硫酸，但处理的成本高，经济上不合算。
无机分离膜
膜萃取膜
膜蒸发膜
膜吸收膜
各种膜分离过程的应用范围
各种膜分离过程的现状与发展趋势
膜分离的共同特点
①多数膜分离过程无相变发生，能耗通常较低
②膜分离过程一般无需从外界加入其他物质，可以节约资源和保护环境
③膜分离过程可使分离与浓缩、分离与反应同时实现，大大提高了分离效率 ④膜分离过程通常在温和条件下进行，因而特别适用于热敏性物质的分离、 分级、浓缩与富集 ⑤膜分离过程的规模和处理能力可在很大范围内变化，而它的效率、设备单 价、运行费用等都变化不大 ⑥膜组件结构紧凑，操作方便，可在频繁的启停下工作，易自控和维修，而 且膜分离可以直接插入已有的生产工艺流程
渗析法回收压榨液流程
NaOH进入调整槽调整浓度后 作为浸渍液回用
压榨液中NaOH的 回收率可达98%
应用——钢铁酸洗废液中回收硫酸
酸洗 废液
钢材加工需要预先除去表面的氧化铁。现在广泛采用硫酸（或盐 酸）溶液酸洗法。在酸洗过程中，溶液中硫酸亚铁含量不断增加， 当达到200g/L以上时，酸洗效果明显降低，成为废液，而废液中 硫酸含量高达50g/L，必须经过处理才能排放。
1960年洛布 (Loeb)和索里拉简 (Souriringan)首次研制成
世界上具有历史意义的非对称反渗透膜，这在膜分离技术发 展中是一个重要的突破，使膜分离技术进入了大规模工业化
应用的时代。
分离膜的应用技术
高分子分离膜 离子交换膜 超滤、反渗透膜 气体分离膜 微滤、纳滤膜 液膜 新型分离膜 渗透蒸发膜
浓度差（化学位）是这种分离过程的唯一 推动力
图8-1
渗析膜材料
理想透析膜材料的特点
膜材料纯度高，不含有任何对生体有害的物质 具有优良的生物相容性，对蛋白质无特异吸附 有稳定的物理、化学性能和良好的力学性能
能经受消毒处理而不影响结构、性能
加工成型方便，膜表皮层及支撑层的孔隙率尽可能高，以获得更高的通量
渗析膜材料
目前用于制备透析膜的材料主要有天然纤维素及其衍生物与合成聚合物两大类 纤维素类有醋酸纤维素、再生纤维素等 合成聚合物类包括聚酰胺、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚砜、聚烯烃、聚乙烯醇、聚 苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醚嵌段 共聚物等 由于透析膜主要用于医疗用途，对膜材料的要求非常苛刻，因此可临床应用的膜 材料只有少数几种