蒋曦亚
安徽中粮生化燃料酒精有限公司 安徽 蚌埠 233000
摘要：近年来，我国的生物化工行业有了很大进展，通过生物化工技术，不仅能够实现生物医药行业和农业的发展，对于提升现有社会经济发展水平也起到非常重要的作用。而膜分离技术作为生物化工产业中重要技术，保证相关人员对膜分离技术的了解，对于推动生物化工产业发展起到无可替代的作用。将分别概述生物化工以及其中涉及的膜分离技术，之后阐述各类膜分离技术在生物化工中的应用，确保科技工作者对于生物化工以及膜分离技术有所掌握。
关键词：生物化工；膜分离技术；应用
引言
膜分离技术是一种以分离膜为核心，利用膜的选择性透过来实现料液不同组分的分离、纯化和浓缩的一门新兴技术。与传统分离技术相比，膜分离技术具有耗能低、无二次污染、操作简单、分离效率高等特点，因此，膜分离技术广泛应用于水处理、食品、医药和石油化工等领域。膜分离技术以分离过程分有微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）和电渗析等。我国膜分离技术虽起步较晚，但现已初步建立了较完善的膜工业体系，年产值正以每年20%左右的增长率快速发展。
1生物化工产业特点分析
生物化工产业的技术支持，来自生物科学与生物化工。生物化工产业逐渐进行规模化的协同发展模式，其产业自身的结构日趋优化升级，并已展现出了向集群化方向发展的趋势。各个生物化工产业在某一指定的区域进行协同发展，并根据其各自不同的情况，进行组织与合作的发展模式，就是生物化工产业的集群发展模式。产业集群不是由大量企业组成的集群，而是利用网络关系所形成的具有空间特征的集群，可以保证我国生物产业资源的更好配置。从产业结构上来分析，我国生化产业涉及领域广，产业间合作日益增多，产业分化程度降低。由于产业间的持续整合，生物化工企业自身的可用资源得到更为有效的利用，老旧的企业发展模式随之被打破。在先进科技的影响下，生物化工产品的结构趋于完善和专业化，科技含量不断提高，使工业产品的市场价值越来越高，为人们提供了更多的优质产品。生物化工产业的生产技术创新，如生化反应过程的不断优化、产品类型的不断丰富，在行业内形成了完整的循环体系。
2膜分离技术
膜分离技术是一种以分离膜为核心，利用膜的选择性透过来实现料液不同组分的分离、纯化和浓缩的一门新兴技术。与传统分离技术相比，膜分离技术具有耗能低、无二次污染、操作简单、分离效率高等特点，因此，膜分离技术广泛应用于水处理、食品、医药和石油化工等领域。膜分离技术以分离过程分有微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）和电渗析等。我国膜分离技术虽起步较晚，但现已初步建立了较完善的膜工业体系，年产值正以每年20%左右的增长率快速发展。
3膜分离技术在生物化工中的应用
3.1我国膜分离产业标准政策
随着我国膜分离产业的发展，膜分离行业的标准化工作得到了国家有关部门的重视，技术标准制定已经成为国家发展的战略性资源和增强国际竞争力的途径之一。2008年全国分离膜标准化技术委员会（SAC/TC382）成立，标志着膜分离产业进入法制化、标准化和国际化快速发展的轨道；2012年科技部和国家发改委发布的《海水淡化科技发展“十二五”专项规划》中明确指出要发展海水淡化标准战略，提高产业发展的整体性和科学性；2013年，国家标准委联合九部门发布《战略性新兴产业标准化发展规划》，为战略性新兴产业发展营造良好的环境；接着国家标准委员会在《2014年战略性新兴产业标准综合体指导目录（征求意见稿）》中明确提出高性能膜材料、组件和装置的标准化问题。
3.2含油废水处理
含油废水在废水中占有极大的比例，主要包括浮油废水、散油废水以及含乳化剂油废水，提高含油废水的处理效果可提高水资源的利用率。早期对于浮油废水和散油废水处理技术是以机械处理技术为主，具有工艺简单、易操作的优势，主要是通过油水分离、凝聚沉淀以及活性炭吸附的方式达到处理效果，但是在处理效率和质量方面均较低。对含乳化剂油废水处理，由于水中含有大量有机物，且表面活性较高，因而在此类水处理中具有一定的难度，利用机械处理无法获得良好的效果。超滤膜技术能够有效提高浮油废水和散油废水的处理效率与质量，还能够对含乳化剂油废水中的油分进行过滤，降低废水中的COD与BOD含量，并达到二次利用的水质标准。例如，在油田废水的处理中，可以通过恒压浅层气浮技术与中空纤维膜分离技术的结合，将压力值控制在0.1MPa，污水温度值控制在40℃，滤膜的透水量控制在60~120L/（m2·h），最终能够将含油废水中的杂质含量清除到0.32mg/L以下，达到显著的处理效果。
3.3城市污水循环利用
在对城市污水进行处理时，主要采用超滤膜技术与CASS技术相结合的方式，通过对实际处理效果的分析能够发现，当城市污水的CODcr浓度达到215~677mg/L时，经过处理后可使浓度降低30mg/L，在城市污水的NH3-N浓度达到22.2~41.2mg/L时，经过处理后可使浓度降低0.2mg/L，所以超滤膜技术在城市污水的处理中可达到90%的处理效率。在处理后的水质方面，能够达到7.26~7.89的pH值，还能够达到0.5以内的水浊度控制，使处理后的城市污水的酸碱值等水质标准得到更加合理的平衡，满足城市污水循环利用的需求。
3.4膜分离技术在其他领域的应用
膜分离技术在生物医学和食品等领域也有广泛的应用，对其研究更是方兴未艾。如ZhangL等研究了膜分离技术在川芎茶调颗粒提取工艺中的应用，采用单因素法筛选最佳膜类型为SMN-130A2350054，最佳压力为1.7MPa，最佳温度为36℃，最佳洗涤剂为1%聚磷酸钠。ChenJianfeng开发出一种制备西索米星的膜分离工艺，通过超滤膜净化去除含西索米星原料中的蛋白质、多糖等大分子杂质，纳米膜分离脱盐，减压浓缩回收溶剂，真空浓缩干燥得到西索米星粗品。膜技术果汁和葡萄酒产品也有广泛应用，主要在产品的分离纯化、澄清、稳定、浓缩和脱醇等方面发挥着重要作用。
4膜分离市场占比情况
现如今我国膜分离市场已跻身于世界前列，尤其是反渗透膜，与美国、日本一并占据了超过全球57%以上的市场份额。其中我国反渗透膜的产量在全球的占比约为18.98%，仅次于美国的21%。国内最大的反渗透膜生产商也从日本东丽变为时代沃顿，并且2018年时代沃顿的对外出口额超过了1.9亿元。在国家政策的支持下，国内的超滤膜、纳滤膜和微滤膜技术研究发展迅速，其中微滤膜、纳滤膜已达国际先进水平。在市场发展方面也取得一定的成就，比如超滤膜和纳滤膜已成功用于国内许多超大型项目，并在总量上开始占据市场优势。该领域内的龙头企业津膜科技自主研发取得数百项专利技术，不仅打破了发达国家长期对我国技术垄断的情况，其产品性能也处于国际先进水平。
结语
综上所述，膜分离技术经过几代人的研究，已在多领域融合发展，得到广泛的应用。本文了解到生物化工在我国医药行业和农业发展过程中起到非常重要的作用，这就应保证生物化工的实施效果，同时在其中应用膜分离技术，强化生物化工实施效果。
参考文献
[1]李盼盼.生物化工及膜分离技术[J].化工设计通讯,2019,45(01):58.
[2]生物化工及膜分离技术研究进展[J].化学试剂,2008(03):230-232.
[3]刘军.膜分离技术在生物化工中的应用[J].科技信息(学术研究),2007(09):84-85.