深入探究膜系统的奥秘

2024-12-23

一、膜系统的定义

膜系统,从生物学角度来说,是一种重要的生物系统。其拼音为“mó xì tǒng”,拼音字母为“mo xi tong”,拼音首字母为“mxt”。膜系统在不同的领域有着不同的含义和应用。

二、膜系统的工艺

在以脱盐为主要目的的膜系统工艺设计中,存在着典型与非典型两类工艺设计问题。典型工艺设计针对较为普遍的情况,而非典型工艺设计则需要根据具体的需求和条件进行特殊处理。

三、膜系统的关键问题及解决方案

膜系统运转一段时间后,有时处理能力会明显下降,达不到设计产能。产生这种现象的原因主要与膜系统的工作环境、选型设计、安装施工、运行管理和膜产品性能等有关。

  1. 工作环境方面,进水水温低于设计温度(常见于季节性变化),会导致膜出水性能下降;水质中污染物种类、浓度和水体黏度的变化,也会导致膜的透水性能低于预期值。因此,在膜系统设计之初,需要考虑全年最低水温和水质的波动幅度,在选膜面积时留出一定的安全余量。
  2. 选型设计方面,由于设计经验不足,过多考虑成本导致选用的膜面积安全余量不足,对膜的产水通量估计过高等,都会使膜达不到设计产能。无论是 MBR 膜、UF 膜还是 RO 膜,都必须保证足够的膜面积。
  3. 压力不足、流体分布不均,导致水流或气流偏流,会影响整体膜性能,对于 UF 系统和 RO 系统更是如此。对于 RO 系统,膜面流速过低,会导致污染物沉积,引起堵塞。解决的方法是改善泵、水路和气路设计,使多组膜能均担处理负荷,避免部分膜超负荷产水,而部分膜未发挥作用。
  4. 若清洗维护功能设计不足,尤其是无产水自冲洗功能,可通过改善气洗、水洗和药洗设计,设置合适的冲洗频率和水量等参数加以解决。进膜前无前置过滤保护设施,会导致膜系统堵塞。

四、膜系统在细胞生物学中的应用

在细胞生物学中,存在质膜与细胞表面、质膜与物质进出细胞运输等方面与膜系统相关的内容。了解生物膜的基本结构、掌握细胞外被的概念、认识流动镶嵌模型的特点等都是细胞生物学中关于膜系统的重要知识点。

五、生物膜系统与内膜系统的区别

人教 2019 版高中生物学必修一提到了生物膜系统,翟中和主编的《细胞生物学》中则提到了内膜系统。内膜系统是指真核细胞中,在结构、功能上具有连续性的、由单位膜包被的细胞器或结构,包括内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、囊泡及核膜和质膜等膜结构,但不包括线粒体和叶绿体。 二者的区别在于,细胞中的膜系统具有动态性质,各细胞器的结构不断变化。细胞的膜系统极大地扩大了细胞内膜的表面积,为多种酶提供附着位点,有利于代谢反应的进行;细胞内膜系统将细胞质区域化与功能化,使相互区别的代谢反应能够同时进行,以满足细胞不同部位的需求。

六、膜系统研究的历史进展

20 世纪 70 年代初,Caro 用 H3 -亮氨酸对胰腺的腺泡细胞进行脉冲标记,发现在脉冲标记 3.min 后,放射自显影银粒主要位于内质网;20min 后,银粒出现在高尔基体;120-min 后则位于分泌泡并开始在顶端释放。

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