1、热而被破 坏。采用NF技术对生化试剂进行提纯与浓缩，不仅可降低 有机溶剂及水的消耗量，而且可将微量的有机污染物和低分 子盐分除去，最终达到节能降耗，提高产品质量的效果。 1）抗生素生产 NF技术可从两方面改进抗生素的浓缩和纯化 工艺。用NF膜浓缩未经萃取的抗生素发酵液，除去可自 由透过膜的水和无机盐，然后再用萃取剂萃取。这样可以大 幅度地提高设备的生产能力，并大大减少萃取剂的用量； 用溶剂萃取抗生素后，用耐溶剂的NF膜浓缩萃取液，透过 的萃取剂可循环使用。这样，可节省蒸发溶剂的设备投资以 及所需的能耗，同时也可改善操作环境。 Nanofiltration membranesNanofiltra
2、tion membranes37 NF技术已成功地应用于红霉素、金霉素、万古 霉素和青霉素等多种抗生素的浓缩和纯化过程中。例 如6-APA（6-氨基青霉烷酸）相对分子质量为216， 是重要的半合成抗生素原料，用于生产各种半合成青 霉素药物，如氨苄西林、阿莫西林等。我们选用英国 PCI公司的AFC-30型管式NF膜，该膜的截留相对分 子质量约200，两根膜管并联操作，每根膜的面积为 1.2m2。操作条件：温度612，进料压力为5MPa， 流量为38L/min。中试结果表明，膜的平均截留率在 99%，而透析损失率小于1%。 Nanofiltration membranesNanofiltratio
3、n membranes38 6-APA（6-氨基青霉烷酸） -内酰胺 （四员环） 噻唑环 (五员环 ) Penicillin G钾盐 (盘尼西林) Nanofiltration membranesNanofiltration membranes39 料 罐 2 废盐水 1 5 5 NF膜浓缩6APA工艺流程示意图 温度计 高压泵 保安过滤器 压力表 给料泵 NF膜 Nanofiltration membranesNanofiltration membranes40 头孢菌素C(7-ACA)膜法纯化流程示意图 Nanofiltration membranesNanofiltration memb
4、ranes41 头孢菌素C 7-氨基头孢霉烷酸(7-ACA) Nanofiltration membranesNanofiltration membranes42 2）维生素B12的回收 维生素B12通过发酵法生产。传统的发酵 工艺包括过滤分离、溶剂萃取、色谱纯化和纯维生素B12析 出。纳滤膜事以改进现有的生产工艺：1）用MF膜对含有维 生素B12的发酵液进行透滤、纯化；紧接着用管式NF膜浓缩 。这将使萃取用溶剂减少到最小量并减少溶剂向环境的排放 。 2）用卷式NF纳滤膜组件从萃取后的废水中回收维生素 B12 ，以保证产品的损失最少；3）用卷式NF膜从废有机物 中回收维生素B12 ，并使溶剂纯
5、化供循环使用。 Nanofiltration membranesNanofiltration membranes43 VB12分子构造式 又称钴胺素 ( cyanocoba-lamin) 它是迄今为止最复杂的非高分子化合物，共有 183个原子。是一个含钴的有机化合物。 其结构测定花费了数十年时间。1973年完成人工 全合成。 它是深红色晶体，溶于水、乙酸和丙酮，不溶于 氯仿。 它对维持正常生长和营养，对神经系统和红细胞 产生等都有极其重要作用。 Nanofiltration membranesNanofiltration membranes44 C63H88N14O14PCo (M=1354)
6、 Nanofiltration membranesNanofiltration membranes45 3）多肽的浓缩与分离 医药工业中，肽和多肽的生 产需要多个过程。它们可通过色谱柱纯化，并通过 蒸发进行浓缩。由于肽溶液太稀(0.1%0.5%)，蒸 发时间过长会破坏提纯的产品。若用NF膜直接浓缩 含肽的溶液，可以克服上述不足。非常小的有机污 染物和低相对分子质量的无机盐，都是合成肽的副 产品，也能透过膜被除去。（NF膜对偏离等电点的 氨基酸和多肽等溶质的截留率较高） Nanofiltration membranesNanofiltration membranes46 4）中成药生产 国家海洋
7、局杭州水处理技术开发中心 和云南白药集团公司合作，采用膜分离技术取代传统 蒸馏浓缩，以简化原有工艺，减少酒精损耗和能耗， 降低成本，提高有效成分收率。同时对中药进行分离 纯化，减少中药中的杂质和盐分，提高注射液、口服 液的澄明度，保证中药成分和质量的稳定，以利于出 口创汇。 透过液澄清无色，效果较好，浓缩过程中通量略 有下降，经分析，主要是浓缩过程中物料浓度升高引 起的渗透压增加及浓差极化导致通量下降。经检测料 液对膜几乎没有污染，较适合采用纳滤膜浓缩。 Nanofiltration membranesNanofiltration membranes47 管式NF膜系统 螺旋卷式NF膜系统 、
8、在废水处理中的应用 现代工业的发展在为社会创造巨大财富的同时，也带来 了严重的环境问题。越来越多的海洋、湖泊及河流等由于大 量工业废水的排入而被污染，给人类及动植物生存造成严重 威胁。膜分离技术的特点使其在工业废水方面有着得天独厚 的优势。NF膜以其特殊的分离性能，已成功地应用于制糖 、造纸、电镀、机械加工等工业废水的处理上。 1）造纸废水处理 NF膜可以替代吸收和电化学方法除去纸浆 厂冲洗水中的深色木质素和来自木浆漂白过程中产生的氯化 木质素，因为污染物中的许多有色有机物都带电负性，它易 被荷负电的NF所截留，且对膜不会产生污染。有人开发了 水循环使用一步法NF过程，并同UF法进行比较，发现
9、采用 NF技术处理后得到的水不仅透明、无色、不含阴离子废物 ，而且将透过水的COD、总碳和无机物含量的去除由UF泊 的50%60%提高到80%以上。 48 Nanofiltration membranesNanofiltration membranes49 2）纺织工业废水的处理 可采用MF和NF联合膜 过程回收棉纺纤维洗涤废水中的NaOH。一般用 质量分数为10%20%浓度的NaOH处理纺织品， 然后用水冲洗。冲洗废水中含有低浓度的NaOH 和有机物，废水经由电解池产生的氯水中和。 MF可除去皂化蜡、果胶以及络合无机离子等悬 浮物；NF可除去二价盐、微量色素和有机物，而 让NaCl通过膜。透
10、过液流经电解池， NaCl回复 到NaOH形式。NF膜处理也延长了电解池的使用 寿命。此外，NF还用于在纤维加工过程中漂白所 带来的废水处理，以控制污染物。 Nanofiltration membranesNanofiltration membranes50 3）电镀废水处理 NF用于镀镍漂洗水再循环 及镍的回收，设备操作及维修简单，运转费 用低。 含铬废水过滤均质化 浓缩液 渗透液 浓缩液再用 NFMF Nanofiltration membranesNanofiltration membranes51 4）用于金属加工和合金生产中废水处理 在金属 加工和合金生产中，经常需用大量水冲洗，在这
11、 些清洗水中，含有浓度相当高的重金属，如镍、 铁、铜、锌等。为了使这些含重金属的废水符合 排放要求，一般的措施是将这些重金属处理成氢 氧化物沉淀除去。如果采用NF技术，不仅可以回 收90%以上的废水，使之纯化，而且同时使重金 属离子含量浓缩10倍以上，浓缩后的重金属具有 回收利用的价值。如果控制适当条件，NF还可将 溶液中的不同金属实现分离。 Nanofiltration membranesNanofiltration membranes52 5）处理制糖工业废水 在制糖工业中，含有 高浓度的NaCl和带色有机物的离子交换树脂 再生废液的排放是个难题。而将NF技术用于 处理该树脂再生液，不仅可
12、以去除有机物质 ，而且可使80%以上的盐和90%的水重新循 环使用，从而大大降低生产成本和减少排放 量。 Nanofiltration membranesNanofiltration membranes53 6）化学工业的废水处理 处理化学工业废水 的常用方法是经浓缩后进行焚烧或曝气。蒸 发和RO一般情况下因为除不去水中的盐分而 不适宜作为浓缩的手段。高盐浓度的废水会 对焚烧或曝气装置产生很大腐蚀。另外，废 水中还含有许多生物不能降解的低相对分子 质量有机物(MW100)，这些问题用NF膜可 以得到较好解决。NF在浓缩水中有机成分的 同时，让盐分透过，从而达到分级处理。 Nanofiltrat
13、ion membranesNanofiltration membranes54 7）生活污水处理 生活污水一般用生物降解/ 化学氧化法结合处理，但氧化剂浪费太大， 残留物多。因此可以在它们之间加一NF环 节，能使微生物降解掉的小分子(MW100) 透过，而把不能降解的大分子截住，让它进 入化学氧化器后再去生物降解。这样就可充 分利用生物降解作用，节约氧化剂或活性炭 用量，降低最终残留物含量。 Nanofiltration membranesNanofiltration membranes55 8）处理受污染的地下水 随着工农业的发展，工业废水和农业 排放水对地下水质污染越来越受到人们关注。这些废水进入地 下使水中的有机物含量增加，这些有机物并且还容易
