交叉流过滤是一种膜分离技术，通过在膜表面形成交叉流，使液体在膜表面流动，从而实现分离。在交叉流过滤中，液体在膜表面形成一层薄膜，其中一部分通过膜，而另一部分则被截留在膜表面。这种过滤方式有助于减少膜表面的堵塞，延长膜的使用寿命，并提高过滤效率。
膜的定义：一种中间相，将两种相分离开来，并对不同化学成分的传输设置不同的阻力。技术过滤膜的特性：具有一个分离层，可以保留较大的分子或颗粒，并允许较小的分子和溶剂通过。这种膜的设计使得它可以选择性地过滤不同大小或性质的物质，从而实现有效的分离和纯化。
反渗透、纳滤、超滤和微滤的分离范围：
1.反渗透（Reverse Osmosis）：反渗透是一种高效的膜分离技术，主要用于去除水中的溶解物和微生物。它可以有效地分离水中的盐类、有机物和其他杂质，产生高纯度的水。反渗透的分离范围通常在单个离子到大分子之间。
2.纳滤（Nanofiltration）：纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种膜分离技术。它可以有效地去除水中的有机物、重金属和微生物，同时保留一些离子和小分子。纳滤的分离范围通常在单个离子到小分子之间。
3.超滤（Ultrafiltration）：超滤是一种用于分离大分子和胶体颗粒的膜分离技术。它可以有效地去除水中的蛋白质、胶体和微生物，同时保留溶解物和小分子。超滤的分离范围通常在几千到几十万道尔顿之间。
4.微滤（Microfiltration）：微滤是一种用于去除大颗粒、细菌和微生物的膜分离技术。它可以有效地过滤水中的悬浮物、细菌和颗粒物质，同时保留溶解物和小分子。微滤的分离范围通常在几十到几百道尔顿之间。
样品：所需的样品可以是浓缩物（富集有价值物质）或渗透液（去除大分子杂质）。
交叉流过滤（切向流过滤，TFF）：与传统过滤（蛋糕过滤，死端过滤）相比，在压力侧的膜上存在强烈的交叉流。这种过滤方式有助于减少膜表面的堵塞，延长膜的使用寿命，并提高过滤效率。
交叉流保持边界层薄，并避免顶层。然而，膜表面保留组分的浓度始终略高于进料流中的浓度。膜表面的溶解组分浓度被调整，以使对膜的对流输送（由于渗透流）等于扩散返回输送。比较溢流和渗透速度的大小。即使最好的膜在其可行的交叉流中也受到渗透性能的限制。
基本工艺：最常用的膜过程包括微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）和反渗透（RO）。这些都是压力驱动的过程。从微滤的典型1巴到反渗透的40巴甚至更高。
批处理或连续处理：批处理过程最常用。下图显示了一个简单批处理系统的基本原理，包括进料罐、泵、隔膜模块、压力维持阀和换热器。
在批处理过程中，通过调节压力控制阀，进料溶液或悬浮液在压力下流过膜（交叉流过滤，切向流过滤，TFF）。产生的热量通过换热器移除。容器是无压的。选择的膜可选择性地保留所需的组分。根据应用，产品可以是浓缩物或渗透液。工厂的可能运行模式包括浓缩和透析（洗涤）。在浓缩过程中，渗透液被移除，使得进料容器中的体积减少，保留组分的浓度增加。在透析过程中，产生与渗透液相同的体积，新鲜的洗涤溶液被加入到进料容器中，以保持保留组分的浓度不变，同时将较小的分子洗出。
批处理过程的优势：1.灵活性：批处理过程适用于不同的产品特性、产品更换、产量、浓缩倍数或操作模式（洗涤/浓缩）。它可以根据需要进行调整，适应不同的生产要求。2.在最低平均进料浓度下运行：即使是简单的系统，批处理过程也可以在最低平均进料浓度下运行，从而避免最小的产品损失。3.低投资成本：相对于连续处理系统，批处理系统通常具有较低的投资成本，适合于一些规模较小或需要灵活性的生产场景。
连续工厂：产生压力的进料泵的流量很小，以至于剩余的截留物=浓缩物在移除渗透流之后直接具有所需的浓缩倍数。通常有几个膜回路，每个回路都有一个循环泵，在工厂的操作压力下，每个回路必须具有很小的压力差，以在每个回路中产生必要的循环。在批处理过程中随着时间的推移所实现的效果，在连续过程中必须在位置的过程中实现（从工厂的进料口到出料口）。为了获得批处理系统的有利浓度变化，连续系统中必须安装大量带有自己循环泵的膜回路。由于有许多循环泵和回路，连续系统在投资上更昂贵，并且在应用上非常不灵活。通常，它是为大型工厂建造的，用于单一固定应用（例如海水淡化）或者如果必须集成到进一步的连续过程中。
