《膜技术及其》PPT课件

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1、第四章膜技术及其在水的除盐处理中的应用内容提要：扼要介绍膜技术的特点、分类，着重讨论反渗透膜、微滤、超滤、纳滤以及电渗析的原理、应用、主要设备、处理流程目录第一节膜分离技术的概述第二节反渗透除盐第三节微滤第四节超滤第五节纳滤第六节电渗析与电除盐膜分离技术的重要性膜分离技术兼具分离、浓缩和纯化的功能，又有使用简单、易于控制及高效、节能的特点选择适当的膜分离技术，可替代过滤、沉淀、萃取、吸附等多种传统的分离与过滤方法。膜分离技术得到各国重视：国际学术界一致认为“谁掌握了膜技术，谁就掌握了化工的未来”。膜分离技术在短短的时间迅速发展起来，近30年膜分离技术，已广泛用于食品、医药、化工及水处理等各个

2、领域。产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。第一节膜分离技术的概述概念：利用天然或人工合成的、具有选择透过性的薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分体系进行分离、分级、提纯或富集的过程1925年以来，差不多每十年就有一项新的膜过程在工业上得到应用30年代微滤40年代透析50年代电渗析60年代反渗透70年代超滤80年代纳滤90年代渗透蒸发概述膜的用途浓缩：目的产物以低浓度形式存在，因此需要除去溶剂；（截留物为产物）纯化：除去杂质；分离：将混合物分成两种或多种目的产物；反应促进：把化学反应或生化反应的产物连续取出，能提高反应速率或提高产品质量。膜分离的

3、特点①操作在常温下进行；②是物理过程，不需加入化学试剂；③不发生相变化（因而能耗较低）；④在很多情况下选择性较高；⑤浓缩和纯化可在一个步骤内完成；⑥设备易放大，可以分批或连续操作。膜的分类按孔径大小：微滤膜、超滤膜、反渗透膜、纳滤膜按膜结构：对称性膜、不对称膜、复合膜按材料分：合成有机聚合物膜、无机材料膜多孔膜与致密膜：前者微滤膜、超滤膜、纳滤膜，后者反渗透膜、渗透蒸发常见膜分离方法按分离粒子大小分类：透析（Dialysis，DS）微滤（Microfiltration，MF）超滤（Ultrafiltration，UF）纳滤（Nanofiltration，NF）反渗透（Reverseosmosi

4、s，RO）电渗析（Electrodialysis，ED）渗透蒸发（Pervaporation，PV）分离粒子大小范围第二节反渗透除盐（RO）反渗透的原理——半透膜理论反渗透膜的制备膜材料应该具备的条件A单位面积水通量高，截留率高B化学稳定性好，耐氯和其他氧化物氧化，耐高温，耐酸碱C抗生物、悬浮物与胶体的污染D机械强度高，多孔支撑层的压实作用小E原料充足，制造容易，价格便宜常用的半透膜天然材料：各种纤维素衍生物人造材料：各种合成高聚物特殊材料：复合膜，无机膜,不锈钢膜，陶瓷膜1.醋酸纤维素膜（CA膜）：①透过速度大②截留盐的能力强③易于制备④来源丰富⑤不耐温（30℃）⑥pH范围窄，清洗困难⑦与氯

5、作用，寿命降低⑧微生物侵袭⑨适合作反渗透膜2.聚酰胺膜（PA膜）（1）温度范围广（2）pH范围广（3）耐氯能力强（4）孔径范围宽（5)操作压力低（6）适合作超滤膜3.芳香聚酰胺膜聚酰胺含有酰胺基团（-CO-NH-）,亲水性好,且其机械稳定性、热稳定性及水解稳定性均很好,是最典型的反渗透膜材料之一，但同样不耐氯与醋酸纤维素反渗透膜相比,它具有脱盐率高、通量大、操作压力要求低、pH范围广4-114.近年来开发的新型膜材料复合膜；无机多孔膜；纳米过滤膜。功能高分子膜；聚氨基葡糖反渗透膜的基本性能透水率（水通量）——单位时间单位膜面积上的纯水的透过量。来表示反渗透膜的透量的大小，用JW表示。透盐率和脱

6、盐率透盐率指盐通过反渗透膜的速度，用Js表示Js=B（C1-C2）B——膜的盐透过系数C1——高压侧盐的浓度C2——低压侧盐的浓度脱盐率R=（1-C2/C1）*100%选择透过性反渗透膜的脱盐率对水中不同的盐是不同的。不同物质有不同的脱除规律，这就是反渗透膜的选择通过性，反渗透膜对离子的脱除规律：水合半径越大，电荷越高的离子，脱除率越高反渗透膜对有机物额脱除规律：分子质量越大，去除效果越明显反渗透膜对水中溶解气体的脱除规律：对氨、氯、二氧化碳和硫化氢等气体脱除效果较差反渗透水处理组件将膜、固定膜的支撑材料、间隔物或管式外壳等组装成的一个单元称为膜组件。膜组件的结构及型式取决于膜的形状,工业上应

7、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。(1)、板框式(Plate-and-Frame)膜组件板框式是最早使用的一种膜组件。其设计类似于常规的板框过滤装置,膜被放置在可垫有滤纸的多孔的支撑板上,两块多孔的支撑板叠压在一起形成的料液流道空间,组成一个膜单元,单元与单元之间可并联或串联连接。不同的板框式设计的主要差别在于料液流道的