膜处理技术知识讲解.ppt

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1、膜处理技术水处理领域的膜分离技术饮用水工业用水工业废水市政污水膜的分类膜的定义膜是分离两相和选择性传递物质的屏障。膜的分类按膜的结构分类按化学组成分类按分离机理分类按几何形状分类按膜的结构分类按化学组成分类有机材料纤维素类二醋酸纤维素/三醋酸纤维素/醋酸丙酸纤维素/硝酸纤维素聚酰胺类尼龙—66，芳香聚酰胺，芳香聚酰胺酰肼等芳香杂环类聚哌嗪酰胺，聚酰亚胺，聚苯并咪唑，聚苯并咪唑酮等聚砜类聚砜，聚醚砜，磺化聚砜，磺化聚醚枫等聚烯烃类聚乙烯，聚丙烯，聚丙烯腈，聚乙烯醇，聚丙烯酸等硅橡胶类聚二甲基硅氧烷/聚三甲基硅烷丙炔/聚乙烯基三甲基硅烷含氟

2、聚合物聚全氟磺酸，聚偏氟乙烯，聚四氟乙烯等其他聚碳酸酷，聚电解质无机材料陶瓷氧化铝，氧化硅，氧化锆等玻璃硼酸盐玻璃金属铝、钯、银等按分离机理分类膜过程分离体系相1相2推动力分离机理渗透物截留物微滤LL压力差(0.01~0.2MPa)筛分水、溶剂、溶解物悬浮物、颗粒、纤维和细菌(0.01~10μm)超滤LL压力差(0.1~0.5MPa)筛分水、溶剂、离子和小分子(分子量＜1000)生化制品、胶体和大分子(分子量1000~300000)纳滤LL压力差(0.5~2.5MPa)筛分+溶解/扩散水和溶剂(分子量＜200)溶质、二价盐、糖和染料(分

3、子量200~1000)反渗透LL压力差(1.0~10.0MPa)溶解/扩散水和溶剂全部悬浮物、溶质和盐电渗析LL电位差离子交换电解离子非解离和大分子物质渗析LL浓度差扩散离子、低分子量有机质、酸和碱分子最大于1000的溶解物和悬浮物①分离体系中L表示液相，G表示气相或蒸汽按分离机理分类渗透蒸发LG分压差溶解/扩散溶质或溶剂(易渗透组分的蒸气)溶质或溶剂(难渗透组分的液体)复合膜和均质膜膜蒸馏LL温度差气-液平衡溶质或溶剂(易汽化与渗透的组分)溶质或溶剂(难汽化与渗透的组分)多孔膜气体分离GG压力差(1.0~10.0MPa),浓度差(分压

4、差)溶解/扩散易渗透的气体和蒸气难渗透的气体和蒸气复合膜和均质膜液膜LL化学反应与浓度差反应促进和扩散传递电解质离子非电解质离子载体膜膜接触器LLGLLG浓度差浓度差(分压差)浓度差(分压差)分配系数易扩散与渗透的物质难扩散与渗透的物质多孔膜和无孔膜①分离体系中L表示液相，G表示气相或蒸汽膜分离的定义和分类膜分离的定义膜分离的分类反渗透和纳滤超滤和微滤渗析和电渗析载体促进传递渗透汽化膜精馏和膜萃取气体分离反渗透原理膜的迁移方程－优先吸附－毛细孔流理论反渗透膜与纳滤膜及其组件高压反渗透膜低压反渗透膜超低压反渗透膜反渗透和纳滤应用反渗透与

5、纳滤工艺流程反渗透水纯化溶质浓缩纳滤溶质浓缩反渗透和纳滤应用返回超滤(Ultrafiltration,UF)历史1861年，Schmidt用牛心包膜截留阿拉伯胶，可作为世界上第一次超滤试验。1963年，Michaels开发了不同孔径的不对称CA超滤膜。1965—1975年是超滤工艺大发展的阶段：膜材料从初期的不对称CA膜扩大到现在的聚砜(PSF)、聚丙烯腈(PAN)、聚醚砜(PES)以及各种高分子合金膜等；膜组件有板式、卷式和中空纤维式等；超滤膜的孔径范围在1—50nm，能从水溶液中分离分子量大于数千的大分子和胶体物质。超滤原理膜结构：

6、超滤膜多为不对称结构，由一层极薄(通常小于1μm)并具有一定尺寸孔径的表皮层和一层较厚(通常为125μm左右)并具备海绵状或指状结构的多孔层组成。前者起分离作用，后者起支撑作用。“筛分”理论膜的截留效果取决于膜的孔径大小。比较全面的解释在超滤膜分离过程中，膜的孔径大小和膜表面的化学性质等将分别起着不同的截留作用。超滤膜超滤膜的性能指标主要有以下两个：①渗透通量：纯水渗透速率(一般在0.1~0.3MPa下测定)；②截留率：截留分子量曲线。另外，超滤膜的耐压性、耐清洗性、耐温性等性能对于工业应用也是非常重要的。制备方法目前商品化的有机材

7、质的超滤膜都是采用相转化法制得的，所采用的材质有磺化聚砜、聚砜、聚偏氟乙烯、纤维素类、聚丙烯腈、磺化聚醚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚醚酮。此外还有陶瓷超滤膜，主要是由Al2O3、ZrO2用Sol—Gel法制得。超滤操作工艺重过滤操作用于大分子和小分子的分离。间歇操作常用于小规模生产。连续式操作常用于大规模生产。连续式操作时组件的配置有单级和多级两类。超滤应用超滤在需将尺寸较大的分子或微粒与低分子物质或溶剂分离的领域得到了广泛应用。超滤装置可单独运行，也可与其他处理设备结合应用于各种分离过程。超滤浓缩的优点是无相变、一般不需加热、工序简单、适用

8、pH范围宽和防止失活等，很适于热敏性物质的分离浓缩。主要应用在以下领域：工业废水处理；城市污水处理；如资源化应用。饮用水的生产；高纯水的制备；生物制剂的提纯；食品工业；医药工业。返回微滤(Microfilt