《水的膜分离技术》ppt课件 (2)

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1、水的膜分离技术哈尔滨工业大学市政工程系时文歆第4章纳滤超滤和微滤4.1纳滤技术NF界于反渗透和超滤之间。分离分子量在200g/mol以上、分子大小为1nm的溶解组分。压力驱动，通常0.5～1.0MPa，一般0.7MPa。故又称“低压反渗透”或“疏松反渗透”。特点：1、无机盐能透过，渗透压远比RO膜低。相同通量下所需压力低；同等压力下通量比RO大得多。2、具有离子选择性，一价盐可透过膜，高价盐被截留。渗透性取决于价态。截留率上升顺序：NO3－，C1－，OH－，SO42—，CO32－。H＋，Na＋，K＋，Ca2＋，Mg2＋，Cu2＋。原因：在膜上有负的带电基团，通过静

2、电作用，阻碍多价阴离子的渗透。应用范围给水：去除除草剂、杀虫剂、农药等微污染物或微溶质及染料、糖等低分子量组分。污水：木材制浆废液脱色，带色物质和氯化木质素被截留，其中Na＋可透过膜而重新用于萃取，脱色率98％以上。也可用于染料废水脱色。4.2超滤介于微滤和纳滤间，膜孔径为0.05um至1nm.典型应用：从溶液中分离大分子物质和胶体，分离分子量下限为几千Dalton(1Da＝1.66054x10－27kg)。分离过程：①在膜表面及微孔内吸附(一次吸附)；②在孔中停留而被去除(阻塞)；③在膜面的机械截留(筛分)。超滤(UF)和微滤(MF)的分离范围填充了RO、NF与

3、普通过滤之间的空隙。传质理论（1）膜的透过通量：单位时间单位膜面积上透过的溶液量。（2）溶质截流率，表观截流率Robe=1-（pp-pb）（3）浓差极化：膜表面溶质浓度比主体溶液浓度高的现象。影响：形成凝胶层，膜阻力增大，通量下降。解决办法：除管式和中空外，加湍流装置。影响因素：1、料液流速：高速防浓差极化，但耗能多。2、适当的压力3、温度，高温可提高通量。4、操作时间，清洗。5、进料浓度，有限制。6、料液预处理。超滤工艺流程间歇式：小规模，效率高，始终在最佳浓度范围内工作，保持高通量。连续式：大规模，部分循环，多极密闭循环串联4.3微滤MF原理：压差（0.7-7

4、kPa）为动力，筛网状过滤介质“筛分”，属精密过滤。膜孔均匀，整齐。去除对象：直径为0.03-15um的微粒、亚微粒和细粒。适用范围：超纯水终端处理RO首端预处理啤酒等酒类酿造中去除微生物和异味。截留机理机械截留物理作用或吸附截留如吸附和电性能架桥作用膜网络内部截留MF膜的特点（P35）孔径均匀、孔隙率高膜质地薄驱动压力低膜的形态结构通孔型：筒状孔垂直贯穿膜面，孔径均匀网络型：与泡沫海绵类似，属对称型非对称型：海绵型或指孔型，常用。操作与应用死端过滤和错流过滤第5章膜处理系统与膜污染控制5.1组成预处理、膜系统、后处理、自控RO见下图各部分作用5.2预处理系统物理

5、法沉淀/气浮、过滤、活性炭、冷却/加热化学法氧化、还原、调pH值，光化学膜法（1）电渗析预处理系统进水水质要求：水温5-40度高锰酸盐指数<3mg/l游离氯<0.2mg/l铁、锰<0.3mg/l、<0.1mg/l淤泥密度指数（SDI）<(3-5)SDI的测定：测定在0.21MPa下，用0.45um微滤膜过滤一定量原水所需时间。步骤：计算公式：SDI=P30/Tt=100x(1-Ti/Tf)/Tt常见的预处理系统一级过滤地二级过滤下曝气—活性炭—滚筒过滤电渗析水石灰/苏打—混凝沉淀过滤阳树脂河水—混凝沉淀—过滤—活性炭—滤筒过滤—电渗析(2)RO预处理系统SDI<1

6、,数年<3,数月无需清洗3-5，须经常清洗，运行不稳>5,不能用RO。中空纤维和螺旋式对进水要求高，管式膜和板式膜则要求低。常见的RO和NF预处理方法常规过滤多介质过滤器、保安过滤、锰砂过滤、活性炭吸附等。膜滤MF和UF。离子交换软化、阳床、阴床、混床等。添加化学药剂阻垢剂、分散剂、石灰软化、调pH、加氯/除氯等其他热交换、除气器、紫外线杀菌等。选择原则：（P43）5.3后处理要求高纯水时，复床或混床进一步脱盐纯水，可用精处理RO或EDRO出水的后处理方法膜法：MF,UF,精密RO,NF,ED,EDI离子交换化学药剂：调pH，加氯其他：亚微米保安过滤器，除气器，贮

7、存等。5.4集中控制问题记忆、数据运算、逻辑判断自适应、自诊断、自检测5.5膜污染及防治1、电渗析的浓差极化和结垢控制进水水质控制工作电流定期倒换电极定期酸性其他：脉冲电流、掩蔽剂等2、RO和NF的浓差极化和膜污染浓差极化：提高料液流速、保持紊流、薄层流动。膜污染原因：无机物沉积结垢有机分子吸附有机污染颗粒物沉积微生物粘附及生长危害：脱盐率和产水量下降；进出口压力差升高，影响运行。更换膜组件费用高。预防与定期清洗时防止膜污染的关键。控制策略水垢：CaCO3，CaSO4，二氧化硅络合物等。Ca2++2HCO3-CaCO3+CO2+H2O方法：除钙除HCO3-碱度阻垢

8、剂微生物：