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膜分離過程的原理是：膜片上具有一定孔徑的孔，大于膜孔徑的物質被膜截留住，而小于膜孔徑的物質則滲透過去。膜的此項性質稱為選擇透過性。膜技術就是利用選擇透過性達到分離不同物質的目的。
膜元件是膜技術應用中的核心部件，它可以看成是兩相之間一個具有選擇透過性的屏障，或看作兩相之間的界面，膜分離過程可由下圖示意，相1為原料或上游側，相2為滲透物或下游側。原料混合物中某一組分可以比其他組分更快或更容易通過膜而傳遞到下游側，從而實現分離。
二、膜技術的優點
膜技術是一種新興的技術，由于其多學科性特點，可以用于大量的分離過程。膜技術的特點是非常定性的，且不同過程及不同應用場合會有很大差別。其優點主要有以下幾點：
1) 實現連續分離
2) 能耗通常較低
3）易與其它分離過程結合（聯合過程）
4）可在溫和條件下實現分離
5）易于放大
6）膜的性能可以調節
7）不需要填加化學藥劑
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