中空纤维膜简介解读.ppt

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1、中空纤维膜简介苏净研究院中空纤维膜项目组目录一、膜分离技术概述二、中空纤维膜纺丝工艺三、超滤膜组件四、MBR膜组件五、发展前景及展望2一、膜分离技术概述膜(Membrane)是什么？所谓的膜，是指在一种流体相内或是在两种流体相之间有一层薄的凝聚相，它把流体相分隔为互不相通的两部分，并能使这两部分之间产生传质作用。31.1膜分离技术发展简史1748年，耐克特（A.Nelkt）发现水能自动地扩散到装有酒精的猪膀胱内，开创了膜渗透的研究。1861年，施密特（A.Schmidt）首先提出了超过滤的概念。按现代观点看，这种过滤应称为微孔过滤。1961年，米切利斯（A.S.Miche

2、alis）等人制成了可截留不同分子量的膜，这种膜是真正的超过滤膜。50年代初，为从海水或苦咸水中获取淡水，开始了反渗透膜的研究。自上世纪60年代中期以来，膜分离技术真正实现了工业化。首先出现的分离膜是超过滤膜（简称UF膜）、微孔过滤膜（简称MF膜）和反渗透膜（简称RO膜）。以后又开发了许多其它类型的分离膜。41.2膜的分类1.按膜的材料分类类别膜材料举例纤维素酯类纤维素衍生物类醋酸纤维素，硝酸纤维素，乙基纤维素等非纤维素酯类聚砜类聚砜，聚醚砜，聚芳醚砜，磺化聚砜等聚酰(亚)胺类聚砜酰胺，芳香族聚酰胺，含氟聚酰亚胺等聚酯、烯烃类涤纶，聚碳酸酯，聚乙烯，聚丙烯腈等含氟(硅)类

3、聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚二甲基硅氧烷等其他壳聚糖，聚电解质等52.按膜的分离原理及适用范围分类根据分离膜的分离原理和推动力的不同，可将其分为微虑膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等。膜过程推动力传递机理透过物截留物膜类型微滤压力差颗粒大小形状水、溶剂溶解物悬浮物颗粒纤维多孔膜超滤压力差分子特性大小形状水、溶剂小分子胶体和超过截留分子量的分子非对称性膜纳滤压力差离子大小及电荷水、一价离子、多价离子有机物复合膜反渗透压力差溶剂的扩散传递水、溶剂溶质、盐非对称性膜复合膜6umARELATIVESIZEOFCOMMONMATERIAL过滤对象MOLEC

4、ULARWEIGHT分子量0.001100.011000.110001.01041010510010001061071002005,00020,000150,000500,000Aqueoussalts中水盐份Metalions金属离子Sugars蔗糖FILTRATIONTECHNO-LOGY过滤方法Pyrogens热源Virus病毒Colloidalsilica胶体硅Albuminprotein白蛋白Bacteria细菌Carbonblack碳黑Paintpigment颜料色素Yeastcells酵母Milledflour面粉Beachsand海滩沙砾Pollens花粉

5、RO反渗透Ultrafiltration超滤Microfiltration微滤Particlefiltration一般过滤THEFILTRATIONSPECTRUM过滤谱图NF纳滤73.按膜的形态分类膜组件的结构及型式取决于膜的形状,工业上应用的膜组件主要有中空纤维式、管式、螺旋卷式、板框式等四种型式。管式和中空纤维式组件也可以分为内压式和外压式两种。四种膜组件的综合性比较9二、中空纤维膜纺丝工艺相转化是指将均质的制膜液通过溶剂的挥发或向溶液加入非溶剂或加热制膜液，使液相转变为固相的过程。相转化制膜工艺中最重要的方法是L—S型制膜法。聚合物溶剂添加剂均质制膜液流涎法制成平

6、板型、圆管型；纺丝法制成中空纤维蒸出部分溶剂凝固液浸渍水洗后处理非对称膜L—S法制备工艺流程框图102.1中空纤维膜的结构双皮层结构表面膜孔结构11PVDF超滤膜公称孔径为0.1µm，过滤精度高，对菌类和病原体的去除率99.9%，使其获得优良的产水品质。PES超滤膜孔径分布窄，孔径分布在0.009—0.011µm之间，对于100,000dalton的过滤精度达到99.99%以上，因此，它具有优异的过滤精度。122.2纺丝影响因素1.制膜液的均匀性：排料均匀铸膜液温度2.温度控制纺丝室的温度3.干程高度：是一个传热的过程，空气中的微量水蒸气在膜表面发生延迟相分离，形成比较致

7、密的皮层。4.凝固浴温度：溶剂与凝固液的双向扩散作用，瞬时相分离发生，形成指状孔。当超过一定温度时，由于温度过高，则反而在中空纤维膜的表面形成致密的皮层，从而导致中空纤维膜的水通量急剧下降。10156020颜色13机械调节圆度、毛刺喷丝板的调节：及时调圆纺丝微调保证壁厚142.3后处理水处理：继续充分进行扩散交换，防止溶剂再次反溶解，导致出现连贯的大指状孔。甘油处理：进行保湿作用，从低浓度到高浓度充分交换，减少膜中水分，降低液体的表面张力。膜的收缩：发生在湿态保存时的失水，收缩变形使膜孔径大幅度下降，孔径分布不均匀，严重时还会