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本文目錄一覽表:
一、陶瓷膜的應(yīng)用
1,催化劑回收。解決了傳統(tǒng)工藝難以避免的催化劑浪費(fèi)或進(jìn)入下游工序影響產(chǎn)品品質(zhì)問題。
2,納米粉體洗滌。如銀粉洗滌后電導(dǎo)率達(dá)到良好預(yù)期20μs以下,且運(yùn)行穩(wěn)定,可大大提高傳統(tǒng)人工生產(chǎn)效率。
3,高純?nèi)軇┟撍?。如乙腈脫水可以達(dá)到99.5%,目前已是成熟穩(wěn)定應(yīng)用。還有醇類,醚類,酮類,酯類等。
4,用于油水分離。如煤化工油水分離領(lǐng)域,可以離水中的乳化油和超細(xì)催化劑顆粒,對(duì)于乳化油脫除率可以達(dá)到90%以上,而催化劑脫除率更是高達(dá)99%,都已經(jīng)是成熟應(yīng)用。
5,化纖工業(yè)堿液回用。如化纖工業(yè)廢堿液(半纖維素含量35-55g/L,NaOH含量180-220g/L),經(jīng)陶瓷膜綜合工藝處理可回用也解決環(huán)保排放問題。
6,植物提取領(lǐng)域應(yīng)用。如洋姜菊粉提取、藍(lán)莓花青素提取、紫薯花青素提取、苦蕎黃酮提取、甜菊葉中的甜菊糖提取、甘蔗青汁脫水純化(原糖、白糖)、羅漢果提取、葛根提取等。
7、生物醫(yī)藥發(fā)酵行業(yè)。林可霉素堿化液純化、L-色氨酸脫色處理、右旋糖酐鐵脫鹽除雜以及蘇氨酸項(xiàng)目應(yīng)用等。同時(shí)在現(xiàn)代抗生素工業(yè)生產(chǎn)中,還可替代傳統(tǒng)精制技術(shù)如吸附、沉淀、溶媒萃取、離子交換等。
8、氯堿行業(yè)應(yīng)用。在氯堿行業(yè)鹽水精制工藝過程中,陶瓷膜應(yīng)用有著傳統(tǒng)精制及過濾技術(shù)難以達(dá)到的優(yōu)勢(shì)。還可以用于鹵水真空制鹽,所產(chǎn)的固體鹽品質(zhì)高于澄清工藝產(chǎn)品,作為高品質(zhì)食用鹽或氯堿鹽使用。
9、新能源太陽(yáng)能行業(yè)金剛線切割液的硅粉回收。這也是一項(xiàng)新的應(yīng)用?;厥樟斯璺?,為光伏企業(yè)帶來投資收益,同時(shí)還極大輔助解決了環(huán)保排放問題。
10、調(diào)味品保健酒、食品行業(yè)。如飲料行業(yè)、醬油、保健酒過濾澄清,以及骨湯澄清、濃縮等工藝應(yīng)用。陶瓷膜超濾設(shè)備可直接處理醬油、食醋等調(diào)味品生產(chǎn)的原液,取代傳統(tǒng)多步過濾過程。
二、分離純化在中藥學(xué)領(lǐng)域的意義
制藥廠采用的產(chǎn)品為膜分離設(shè)備,選用陶瓷膜進(jìn)行中藥提取分離,具有以下特點(diǎn):
1、陶瓷膜分離技術(shù)的應(yīng)用,對(duì)中藥液無相變影響,并且不因溫度的冷熱而發(fā)生變化。
2、該技術(shù)對(duì)藥液的處理改變了經(jīng)醇沉回收乙醇后的藥液往往黏性較大,較難濃縮的問題,保證液體制劑在保存期間不容易產(chǎn)生沉淀或粘壁現(xiàn)象。
3、解決完中藥液透明度問題后,可以考慮應(yīng)用膜高壓濃縮代替雙效或三效濃縮罐的作用。
三、低碳高效系列膜生物反應(yīng)器主要賣給誰
膜-生物反應(yīng)器(Membrane Bio-Reactor,MBR)為膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合之新型態(tài)廢水處理系統(tǒng)。以膜組件取代傳統(tǒng)生物處理技術(shù)末端二沉池,在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度,提高生物處理有機(jī)負(fù)荷,從而減少污水處理設(shè)施占地面積,并通過保持低污泥負(fù)荷減少剩余污泥量。主要利用膜分離設(shè)備截留水中的活性污泥與大分子有機(jī)物。膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)內(nèi)活性污泥(MLSS)濃度可提升至8000~10,000mg/L,甚至更高;污泥齡(SRT)可延長(zhǎng)至30天以上。
膜生物反應(yīng)器因其有效的截留作用,可保留世代周期較長(zhǎng)的微生物,可實(shí)現(xiàn)對(duì)污水深度凈化,同時(shí)硝化菌在系統(tǒng)內(nèi)能充分繁殖,其硝化效果明顯,對(duì)深度除磷脫氮提供可能。
反應(yīng)器用途
污水處理:中國(guó)是一個(gè)缺水國(guó)家,污水處理及回用是開發(fā)利用水資源的有效措施。污水回用是將城市污水、工業(yè)污水通過膜生物反應(yīng)器等設(shè)備處理之后,將其用于綠化、沖洗、補(bǔ)充觀賞水體等非飲用目的,而將清潔水用于飲用等高水質(zhì)要求的用途。城市污水、工業(yè)污水就近可得,可免去長(zhǎng)距離輸水,而實(shí)現(xiàn)就近處理實(shí)現(xiàn)水資源的充分利用,同時(shí)污水經(jīng)過就近處理,也可防止污水在長(zhǎng)距離輸送過程中造成污水滲漏,導(dǎo)致污染地下水源。污水回用已經(jīng)在世界上許多缺水的地區(qū)廣泛采用,被認(rèn)為21世紀(jì)污水處理最實(shí)用技術(shù)。
進(jìn)出水水質(zhì)比較: 一般城市污水設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì):BOD5 300mg/l ;CODcr 500mg/l ;SS 300mg/l ;T-N 45mg/l 出水水質(zhì):BOD5 10mg/l ;NH4+-N 10.0mg/l; CODcr〈30mg/l ;濁度 5NTU;總大腸細(xì)菌總數(shù) 3個(gè)/L ; 膜的種類繁多,按分離機(jī)理進(jìn)行分類,有反應(yīng)膜、離子交換膜及滲透膜等;按膜的性質(zhì)分類,有天然膜(生物膜)和合成膜(有機(jī)膜和無機(jī)膜) ;按膜的結(jié)構(gòu)型式分類,有平板型、管型、螺旋型及中空纖維型等。
組成部分
進(jìn)水井
進(jìn)水井里設(shè)置溢流口和進(jìn)水閘門,在來水量超過系統(tǒng)負(fù)荷或者處理系統(tǒng)發(fā)生事故的情況 下,關(guān)閉進(jìn)水閘門,污水直接通過溢流口就近排入河道或者市政管網(wǎng)。
格柵
污水中經(jīng)常含有大量雜物,為了保證MBR系統(tǒng)的正常運(yùn)行,必須將各種纖維、渣物、廢 紙等雜物攔截在系統(tǒng)之外,因此在系統(tǒng)前設(shè)置格柵,定期將柵渣清理干凈。
調(diào)節(jié)池
收集的污水水量和水質(zhì)都是隨著時(shí)間變化的,為了保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行,降低 運(yùn)行負(fù)荷,需要對(duì)污水的水量和水質(zhì)進(jìn)行調(diào)解,因此在進(jìn)入生物處理系統(tǒng)前設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池內(nèi)需要定期清理沉淀物。調(diào)節(jié)池一般設(shè)置溢流,在負(fù)荷過大的情況下,保證系統(tǒng) 的運(yùn)行正常。
MBR反應(yīng)池
在MBR反應(yīng)池里進(jìn)行著有機(jī)污染物的降解和泥水的分離。作為處理系統(tǒng)的核心部分,反應(yīng)池里面包括微生物菌落、膜組件、集水系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)。
消毒裝置
根據(jù)出水的要求,系統(tǒng)設(shè)計(jì)有消毒裝置,可自動(dòng)控制加藥量。
計(jì)量裝置
為了能夠保證系統(tǒng)運(yùn)行良好,需要采用一定的計(jì)量裝置進(jìn)行系統(tǒng)的參數(shù)控制。計(jì)量控制儀器包括流量計(jì)和水表等。
電控裝置
電控箱安裝于設(shè)備機(jī)房?jī)?nèi)。主要控制進(jìn)水泵、風(fēng)機(jī)和抽吸泵??刂朴惺謩?dòng)控制和自動(dòng)控制兩種形式。進(jìn)水泵在PLC控制下,根據(jù)各反應(yīng)池水位情況,自動(dòng)運(yùn)行。抽吸泵運(yùn)行按預(yù)設(shè)時(shí)間周期間歇控制,當(dāng)MBR反應(yīng)池低水位時(shí),抽吸泵自動(dòng)停止,以保護(hù)膜組器。
反應(yīng)器工藝
膜生物反應(yīng)器(MBR)是楊造燕教授及其領(lǐng)導(dǎo)的科研小組歷經(jīng)10年時(shí)間研究開發(fā)出來的新型污水生物處理裝置,該技術(shù)被稱為 21世紀(jì)的水處理技術(shù) ,該項(xiàng)目曾被列為國(guó)家八·五、九·五重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目并被國(guó)家列為 中國(guó)21世紀(jì)議程實(shí)施能力及可持續(xù)發(fā)展實(shí)用新技術(shù) ,此項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平,部分指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
MBR是膜分離技術(shù)與生物處理法的高效結(jié)合,其起源是用膜分離技術(shù)取代活性污泥法中的二沉池,進(jìn)行固液分離。這種工藝不僅有效地達(dá)到了泥水分離的目的,而且具有污水三級(jí)處理傳統(tǒng)工藝不可比擬的優(yōu)點(diǎn):
1、高效地進(jìn)行固液分離,其分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的沉淀池,出水水質(zhì)良好,出水懸浮物和濁度接近于零,可直接回用,實(shí)現(xiàn)了污水資源化。
2、膜的高效截留作用,使微生物完全截留在生物反應(yīng)器內(nèi),實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器水力停留時(shí)間(HRT)和污泥齡(SRT)的完全分離,運(yùn)行控制靈活穩(wěn)定。
3、由于MBR將傳統(tǒng)污水處理的曝氣池與二沉池合二為一,并取代了三級(jí)處理的全部工藝設(shè)施,因此可大幅減少占地面積,節(jié)省土建投資。
4、利于硝化細(xì)菌的截留和繁殖,系統(tǒng)硝化效率高。通過運(yùn)行方式的改變亦可有脫氨和除磷功能。
5、由于泥齡可以非常長(zhǎng),從而大大提高難降解有機(jī)物的降解效率。
6、反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長(zhǎng)泥齡下運(yùn)行,剩余污泥產(chǎn)量極低,由于泥齡可無限長(zhǎng),理論上可實(shí)現(xiàn)零污泥排放。
7、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)PLC控制,操作管理方便
膜生物反應(yīng)器(MBR)是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù),以膜組件取代二沉池在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設(shè)施占地,并通過保持低污泥負(fù)荷減少污泥量。與傳統(tǒng)的生化水處理技術(shù)相比,MBR具有以下主要特點(diǎn):處理效率高、出水水質(zhì)好;設(shè)備緊湊、占地面積??;易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。80年代以來,該技術(shù)愈來愈受到重視,成為研究的熱點(diǎn)之一。膜生物反應(yīng)器己應(yīng)用于美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)和埃及等十多個(gè)國(guó)家,規(guī)模從6m3/d至 13000m3/d不等。
我國(guó)對(duì)MBR的研究還不到十年,但進(jìn)展十分迅速。 國(guó)內(nèi)對(duì)MBR的研究大致可分為幾個(gè)方面:(1)探索不同生物處理工藝與膜分離單元的組合形式,生物反應(yīng)處理工藝從活性污泥法擴(kuò)展到接觸氧化法、生物膜法、活性污泥與生物膜相結(jié)合的復(fù)合式工藝、兩相厭氧工藝;(2)影響處理效果與膜污染的因素、機(jī)理及數(shù)學(xué)模型的研究,探求合適的操作條件與工藝參數(shù),盡可能減輕膜污染,提高膜組件的處理能力和運(yùn)行穩(wěn)定性;(3)擴(kuò)大MBR的應(yīng)用范圍,MBR的研究對(duì)象從生活污水?dāng)U展到高濃度有機(jī)廢水(食品廢水、啤酒廢水)與難降解工業(yè)廢水(石化污水、印染廢水等),但以生活污水的處理為主。
在我國(guó),MBR同時(shí)應(yīng)用于生活污水與工業(yè)廢水處理的研究。 這些研究結(jié)果都表明:MBR對(duì)各種高濃度有機(jī)廢水與難降解廢水的COD,NH3-N.SS,濁度等都達(dá)到良好的去除效果。
我國(guó)人均水資源擁有量?jī)H為2250m3/人.年,不足世界平均水平的1/4。在我國(guó)600多個(gè)城市中,有300余座城市缺水,其中嚴(yán)重缺水城市有100余個(gè),年缺水量近60億m3,每年因缺水造成經(jīng)濟(jì)損失約2000億元人民幣。華北地區(qū)人均水資源占有量只有250—480m3/人.年,低于全國(guó)人均水平的1/5,這一地區(qū)的所有城市幾乎都面臨缺水問題。因此污水回用是緩解華北平原水危機(jī)的重要措施之一。膜生物反應(yīng)器技術(shù)以其優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)被認(rèn)為是具有較好經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益的節(jié)水技術(shù)而倍受關(guān)注。盡管還存在較高的運(yùn)行費(fèi)用問題,但隨著膜制造技術(shù)的進(jìn)步,膜質(zhì)量的提高和膜制造成本的降低,MBR的投資也會(huì)隨之降低。如聚乙烯中空纖維膜,新型陶瓷膜的開發(fā)等已使其成本比以往有很大降低。另一方面,各種新型膜生物反應(yīng)器的開發(fā)也使真運(yùn)行費(fèi)用大大降低,如在低壓下運(yùn)行的重力淹沒式MBR、厭氧MBR等與傳統(tǒng)的好氧加壓膜生物反應(yīng)器相比,其運(yùn)行費(fèi)用大幅度下降。因此,從長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)來看,膜生物反應(yīng)器在水處理中應(yīng)用范圍必將越來越廣。在水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格的今天,MBR已顯示出其巨大的發(fā)展?jié)摿?,將是新世紀(jì)替代傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)的有力競(jìng)爭(zhēng)者。
技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
高M(jìn)LSS與微濾膜過濾下,出水水質(zhì)穩(wěn)定,高品質(zhì)。高容積負(fù)荷下,停留時(shí)間短,MBR流程較傳統(tǒng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單 ,占地面積減小完全取代沉淀池、砂濾單元,占地面積較傳統(tǒng)方式節(jié)省30%,無污泥沉降性問題
反應(yīng)池內(nèi)MLSS濃度可達(dá)10000mg/L以上,耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng),有效處理高濃度有機(jī)廢水 在微濾膜過濾下,分離效果遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)沉淀池及砂濾等處理單元,出水水質(zhì)良好穩(wěn)定,懸浮物和濁 度低,一般低污染度市政廢水處理后,可直接做為中水道用水或現(xiàn)場(chǎng)資源回收水使用有利于增殖緩慢的硝化細(xì)菌的截留、生長(zhǎng)和繁殖,系統(tǒng)的硝化效率得以提高,A/O反應(yīng)下具高效脫 氮的功能。A/O、A2O法可有效去除氨氮與磷,尤其適用于水質(zhì)管制區(qū)內(nèi)使用微濾膜可攔除大部分細(xì)菌等微生物,減少消毒藥劑添加量及獲得安全的回用水 低能耗,操作運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低生物攔截在池內(nèi),可取得較長(zhǎng)的SRT高污泥齡之運(yùn)轉(zhuǎn)下,在生物自解下污泥量減少1/2以上 。低廢棄污泥量低于傳統(tǒng)活性污泥法、排泥周期長(zhǎng)、操作彈性大,生物膜管系統(tǒng)屬于絕對(duì)過濾系統(tǒng)及高M(jìn)LSS,可輕易克服變異性大之廢水系統(tǒng)PLC控制設(shè)計(jì),操作維護(hù)容易,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,便于管理高生物污泥操作濃度;MLSS=6000~10000mg/l ,可減少生物好氧污泥池之體積 可作封閉式設(shè)計(jì),低公害,低噪音,低臭味膜分離大大提高了污水的大分子難降解的物質(zhì)處理效率標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)式模組化設(shè)計(jì),快速簡(jiǎn)單的安裝,易于分期擴(kuò)充適用于對(duì)于舊有污水處理廠進(jìn)行改造,僅需增設(shè)MBR膜組設(shè)備。
原有程序 加入MBR程序
流程變動(dòng) 原程序中有沉淀池兩座、快混池、慢混池、加壓浮除、上流式過濾一組、活性炭塔兩座等程序。幾乎可全被MBR持取代。 將其中一池沉淀池改為平底,置入MBR模組。即可取代原有其他程序。
處理水質(zhì)更佳 原先至加壓浮除后排放水質(zhì):
COD=182mg/l,SS=6.5mg/l,
NH4-N=0.4mg/l,NO3-N=31.4mg/l 經(jīng)MBR處理后水質(zhì):
COD=165.5mg/l,SS=5.7mg/l,
NH4-N=0.19mg/l,NO3-N=25mg/l
操作維護(hù)更容易,成本更低 原先程序復(fù)雜,池體與機(jī)械眾多,人員操作技術(shù)性與復(fù)雜度高。所需人力多。 由MBR池取代后,反洗由PLC自動(dòng)控制?;瘜W(xué)洗程序單純,各組分別實(shí)施。人員操作管理極容易。
設(shè)置成本 池體多、機(jī)械多 由原有沉淀池體空間運(yùn)用。
耗材 由于機(jī)械眾多,復(fù)雜,耗材數(shù)量大。也必須活化或更新活性炭。 機(jī)械數(shù)量少,形式單純
應(yīng)用方式
總述
為上世紀(jì)90年代國(guó)際上新興的水處理技術(shù),它將污水生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)相結(jié)合,首先利用生化技術(shù)降解水中的有機(jī)物,馴養(yǎng)優(yōu)勢(shì)菌類 、阻隔細(xì)菌,然后利用膜技術(shù)過濾懸浮物和水溶性大分子物質(zhì),降低水濁度,達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。膜生物反應(yīng)器技術(shù)可廣泛用于污水處理和中水回用等領(lǐng)域。
CCAS處理技術(shù)
即連續(xù)循環(huán)曝氣系統(tǒng)工藝(Continuous Cycle Aeration System),是一種連續(xù)進(jìn)水式SBR曝氣系統(tǒng)。污水處理工藝CCAS是在SBR(Sequencing Batch Reactor,序批式處理法)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成。CCAS污水處理工藝對(duì)污水預(yù)處理要求不高,只設(shè)間隙15mm的機(jī)械格柵和沉砂池。生物處理核心是CCAS反應(yīng)池,除磷、脫氮、降解有機(jī)物及懸浮物等功能均在該池內(nèi)完成,出水可達(dá)標(biāo)排放。
污水處理工藝CCAS上獨(dú)特的優(yōu)勢(shì):
(1)曝氣時(shí),CCAS污水處理的污水和污泥處于完全理想混合狀態(tài),保證了BOD、COD的去除率,去除率高達(dá)95%。
(2)“好氧-缺氧”及“好氧-厭氧”的反復(fù)運(yùn)行模式強(qiáng)化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率達(dá)80%以上,保證了出水指標(biāo)合格。
(3)沉淀時(shí),整個(gè)CCAS反應(yīng)池處于完全理想沉淀狀態(tài),使出水懸浮物極低,低的值也保證了磷的去除效果。
CCAS污水處理工藝的缺點(diǎn)是各池子同時(shí)間歇運(yùn)行,人工控制幾乎不可能,全賴電腦控制,對(duì)處理廠的管理人員素質(zhì)要求很高,對(duì)設(shè)計(jì)、培訓(xùn)、安裝、調(diào)試等工作要求較嚴(yán)格。
連續(xù)微濾技術(shù)
采用超微濾膜對(duì)液體進(jìn)行選擇性過濾分離,在操作壓力范圍下對(duì)液體混合物進(jìn)行截流而達(dá)到分離、濃縮、凈化的目的。連續(xù)超微濾技術(shù)受到市場(chǎng)和用戶的廣泛關(guān)注及使用,為一成熟技術(shù)。聚丙烯中空纖維膜元件在凈水領(lǐng)域、河川水、深井水及工業(yè)制程濃縮的處理有豐富的經(jīng)驗(yàn)。膜系統(tǒng)中原水在膜外側(cè),凈化水走膜內(nèi)側(cè),回流比高,水在膜管內(nèi)的流速大,有利于減小膜污染。同時(shí)采用氣水混合反洗工藝,通過空氣對(duì)膜表面的擦洗,能夠有效的保護(hù)膜元件,膜清洗效果好,可有效去除水中的細(xì)菌、微生物和懸浮物等雜質(zhì),出水濁度近于零….
可作為RO、NF的前處理,可使RO、NF進(jìn)水的SDI≦2,大大的延長(zhǎng)了RO、
四、陶瓷膜的原理
陶瓷膜分離工藝是一種“錯(cuò)流過濾”形式的流體分離過程:原料液在膜管內(nèi)高速流動(dòng),在壓力驅(qū)動(dòng)下含小分子組分的澄清滲透液沿與之垂直方向向外透過膜,含大分子組分的混濁濃縮液被膜截留,從而使流體達(dá)到分離、濃縮、純化的目的。
陶瓷膜是由孔隙率30%~50%、孔徑50nm~15μm的陶瓷載體,采用溶膠-凝膠法或其它工藝制作而成的非對(duì)稱復(fù)合膜。用于分離的陶瓷膜的結(jié)構(gòu)通常為三明治式的:支撐層(又稱載體層)、過渡層(又稱中間層)、膜層(又稱分離層)。其中支撐層的孔徑一般為1~20μm,孔隙率為30%~65%,其作用是增加膜的機(jī)械強(qiáng)度;中間層的孔徑比支撐層的孔徑小,其作用是防止膜層制備過程中顆粒向多孔支撐層的滲透,厚度約為20~60μm,孔隙率為30%~40%;膜層具有分離功能,孔徑從0.8nm~1μm不等,厚度約為3~10μm,孔隙率為40%~55%。整個(gè)膜的孔徑分布由支撐層到膜層逐漸減小,形成不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)分布。
陶瓷膜根據(jù)孔徑可分為微濾(孔徑大于50nm)、超濾(孔徑2~50nm)、納濾(孔徑小于2nm)等種類。進(jìn)行分離時(shí),在外力的作用下,小分子物質(zhì)透過膜,大分子物質(zhì)被膜截留,從而達(dá)到分離、濃縮、純化、去雜、除菌等目的。
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