反渗透原理和反渗透膜.ppt

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1、膜法分离简介1748年，Nollet观察到水可以通过覆盖在盛有酒精溶液瓶口的猪膀胱进入瓶中发现；19世纪中叶发现了透析现象才重视；1864年，MoritzTraube制成了第一张人造合成膜亚铁氰化铜膜；1950年，W.Juda等试制成功第一张实用价值的离子交换膜；1960年，Loeb和Sourirajan创制了提高盐截留率和水通量的不对称二醋酸纤维素反渗透膜，制成了第一张高性能膜。可以说，非对称膜的研制成功，使反渗透过程从实验室走向工业应用。膜法分离技术发展简史经过200年的发展，形成了较为完整和系统的基础理论；近代科学技术的发展为分离膜的研究和制造创造了良好的条件；例如：高分子学科、近代分

2、析技术；现代工业的需求；节能、低品位原材料再利用、消除环境污染的生产新技术等。膜分离技术迅猛发展的原因膜分离技术特点（一）膜分离是一个高效的分离行为；90%的乙醇水溶液、N2和H2的分离,与萃取等的对比。能耗非常低；相比传统分离：蒸馏、蒸发、等多数分离过程的工作温度在室温；在医药工业、生物技术、食品加工等方面膜分离技术特点（二）规模和处理能力可在很大范围内变化，而其效率、设备单价、运行费等变化不大；设备体积小、占地较少等；可以方便的插入现行生产工业，不必进行较大改变。膜分离设备本身没有运动的部件，很少需要维护，可靠度很高；按膜的材料分：醋酸纤维素膜、聚砜膜、聚砜酰胺等按膜的结构分：对称膜、非

3、对称膜、液膜等按膜的用途分：反渗透、超滤、微滤电渗析等按膜的作用机理分：多孔膜、致密膜等膜的分类按孔径分类的分离膜主要膜分离过程膜的种类膜的功能分离驱动力透过物质被截留物质微滤多孔膜、溶液的微滤、脱微粒子压力差水、溶剂、溶解物悬浮物、细菌类、微粒子超滤脱除溶液中的胶体、各类大分子压力差溶剂、离子和小分子蛋白质、各类酶、细菌、病毒、乳胶、微粒子反渗透和纳滤脱除溶液中的盐类及低分子物压力差水、溶剂无机盐、糖类、氨基酸、BOD、COD等透析脱除溶液中的盐类及低分子物浓度差离子、低分子物、酸、碱无机盐、尿素、尿酸、糖类、氨基酸电渗析脱除溶液中的离子电位差离子无机、有机离子渗透气化溶液中的低分子及溶剂

4、间的分离压力差、浓度差蒸汽液体、无机盐、乙醇溶液气体分离气体、气体与蒸汽分离浓度差易透过气体不易透过气体膜的种类微濾膜:0.1到10微米細菌和微細的懸浮固體超濾膜:0.005到0.05微米,乳化油,顏色,膠體鈉濾膜:0.0005到0.005微米糖,染料,界面活性劑,礦物質反滲透:0.0001到0.001微米,鹽,金屬離子,礦物質純水膜透过操作方式各類膜分子截留率微濾膜0.1-1微米超濾膜6K-100K分子截留率超薄濾膜500-6,000分子截留率鈉濾膜150-500分子截留率反滲透膜50–150分子截留率普遍应用于化工、电子、轻工、纺织、冶金、电力、石油、食品等行业。微滤：35.71%反渗透

5、：13.04%超滤：19.10%电渗析：3.42%血液透析：17.70%气体分离：9.32%其它:1.71%膜分离技术应用简介主要工業汽车涂装业飲用水主要工業发电业半导体及微电子行业主要工業飲料制品制药及医疗业反渗透系统膜组件部分基本原理分离机理反渗透膜、组件、装置反渗透－基本原理纯水盐溶液半透膜渗透压(b)渗透平衡纯水盐溶液半透膜(a)渗透纯水盐溶液半透膜外加压力(c)反渗透渗透：水从稀溶液一侧通过半透膜向浓溶液一侧自发流动的过程。反渗透：当在浓溶液上加压力，且该压力大于于渗透压时，浓溶液中的水就会通过半透膜流向稀溶液，使得浓溶液的浓度更大，这一过程是渗透的相反的程。反渗透－分离机理氢键理

6、论Reid）等人提出的，基于一些离子和分子能够通过膜的氢键的结合而发生联系，从而通过这些联系发生线形排列型的扩散来进行传递优先吸附—毛细孔流理论索里拉金等人提出了优先吸附——毛细孔流理论溶解-扩散理论Lonsdale和Riley氢键理论膜的表面层膜的表面层杂质等离子优先吸附—毛细孔流理论膜元件膜元件纯水界面{主体溶液压力反渗透－反渗透膜、组件、装置膜材料醋酸纤维素类反渗透膜；芳香含氮高分子反渗透膜；聚哌嗪类复合膜；膜性能应具备：脱盐率高、透水率大；机械强度好，耐压密；化学稳定性好；使用寿命长、性能衰减小；制膜容易，价格低廉，原料充沛；还有其他耐溶剂、高温、氯等双层复合膜结构反渗透－反渗透膜材

7、料醋酸纤维素类反渗透膜反渗透－反渗透膜材料芳香含氮高分子反渗透膜反渗透－反渗透膜组件板式组件：系紧螺栓式、耐压容器式管式组件：内压式、外压式螺旋卷式组件中空纤维组件各种组件性能比较卷式膜结构中心管產品水濃水ATD進水方向流道膜片膜片流道外殼材料收集通道膜的动画效果反渗透原理反渗透的简单流程图给水产品水qV,f,cfqV,b,cb浓水qV,p,cp反渗透—衡量膜性能的主要参数水通量温度；pH；压力；浓度；透盐率