膜法水处理.-63页PPT资料
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膜法水处理简介
6
Canpure Environment Protection Tech.,Ltd.
1
张家港化工园区“零排放”项目
荣获国际水协(IWA)颁发的 2010 年全球 项目设计创新奖和东亚区域项目创新奖 的荣誉奖
服务于20,000公顷张家港保税区，为超 过 100 家跨国企业和中国企业客户提供 服务
北京能源公司 13,000m3/d
中电投抚顺发电 12,400m3/d
11 公 司 介 绍
中石油新疆某石化 废水13,000m3/d
华能集团临沂电厂污 水 7,000m3/d
坎普尔多元化膜技术
甘肃金川集团热能 厂13,000m3/d
吉林钢铁 15,000m3/d
中石油大庆油田 废水5,000m3/d
标准40’集装箱，2007年
15
Canpure Environment Protection Tech.,Ltd.
1
矿井疏干水深度处理— 12,000m3/d
16
Canpure Environment Protection Tech.,Ltd.
1
张家港EDI系统，产水20,000m3/d
17
Canpure Environment Protection Tech.,Ltd.
坎普尔多元化膜产品
内压 外压
浸没式UF/ MBR
EDI
压力式
浸没式
Canpure Environment Protection Tech.,Ltd.
板框式
1 1
坎普尔超滤中国应用业绩150万吨/天
神华集团宁东矸石 电厂5,000m3/d
华润金能热电 11,000m3/d
阜丰生物发电厂 50,000m3/d
第九章膜法.ppt
素； (2)从芒硝废液中制取硫酸和氢氧化钠； (3)从酸洗废液中制取硫酸和沉积重金属离子； (4)从放射性废水中分离放射性元素，然后将其浓缩液掩埋； (5)处理电镀废水和废液，含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金属
离子的废水都适宜用电渗析处理，其中含铁废水处理技术 最为成熟，回收的NiSO4浓液可返回电镀槽。设备投资可 在2年内收回。
2. 计算公式
(1)电流效率 通过一张隔板的电流，确实是隔
板上平均电流密度与隔板有效面积的乘积，
将通过一张隔板的电流除以法拉第常数F就得 到水流通过电一流效 张率隔板 时实 理际 论每脱 脱秒盐 盐的量 量理1论00脱% 盐量。
ci c0 Q ci c0 v dF ci c0 QF
负极
2
c
Ac
A
cA
c
A O2 Cl2
正极
呈 碱 性 极 室
呈 酸 性 极 室
图14－1 电渗析原理图
图9-1电渗析工作原理图
淡水 浓水
2.工作过程 要紧过程 离子电迁移和电极反应：当原水进入这些小室时，在直流电场的 作用下，溶液中的离子作定向迁移。阳离子向阴极迁移，阴离子 向阳极迁移。 次要过程 （1）反离子的迁移 有少量与离子交换膜解离离子电荷相反的离 子透过膜，即阴离子透过阳膜，阳离子透过阴膜。 （2）电解质浓差扩散 由于膜两侧溶液浓度不同，在浓度差作用 下，电解质由浓室向淡室扩散，扩散速度随浓度差的增高而增长。
关于扩散层厚度δ，威尔逊(Wilson 1960)提出如下计算式：
K'
(9-7)
vd
式中 v——淡水室中水流线速度，cm/s；
K’——试验常数；
离子的废水都适宜用电渗析处理，其中含铁废水处理技术 最为成熟，回收的NiSO4浓液可返回电镀槽。设备投资可 在2年内收回。
2. 计算公式
(1)电流效率 通过一张隔板的电流，确实是隔
板上平均电流密度与隔板有效面积的乘积，
将通过一张隔板的电流除以法拉第常数F就得 到水流通过电一流效 张率隔板 时实 理际 论每脱 脱秒盐 盐的量 量理1论00脱% 盐量。
ci c0 Q ci c0 v dF ci c0 QF
负极
2
c
Ac
A
cA
c
A O2 Cl2
正极
呈 碱 性 极 室
呈 酸 性 极 室
图14－1 电渗析原理图
图9-1电渗析工作原理图
淡水 浓水
2.工作过程 要紧过程 离子电迁移和电极反应：当原水进入这些小室时，在直流电场的 作用下，溶液中的离子作定向迁移。阳离子向阴极迁移，阴离子 向阳极迁移。 次要过程 （1）反离子的迁移 有少量与离子交换膜解离离子电荷相反的离 子透过膜，即阴离子透过阳膜，阳离子透过阴膜。 （2）电解质浓差扩散 由于膜两侧溶液浓度不同，在浓度差作用 下，电解质由浓室向淡室扩散，扩散速度随浓度差的增高而增长。
关于扩散层厚度δ，威尔逊(Wilson 1960)提出如下计算式：
K'
(9-7)
vd
式中 v——淡水室中水流线速度，cm/s；
K’——试验常数；
膜法水处理.
螺旋卷式膜组件是用平板膜密 封成信封状膜袋，在两个膜袋之间 衬以网状间隔材料，然后紧密的卷 绕在一恨多孔管上而形成膜卷，再 装入圆柱状压力容器中，构成膜组 件。料液从一端进入组件，沿轴向 流动，在驱动力的作用下，透过物 沿径向渗透通过膜到中心管导出。 螺旋卷式膜组件的优点是：结构简 卑。造价低廉，装填密度较高（＜ 1000m2／m³ ），有进料分隔板。 物料交换效果好。缺点是：透过液 流动路径较长，难以清洗，膜必须 是可以焊接或粘贴的。目前其应用 的领域力RO、PV、NF、GP。
（1）以高分子溶解于适宜的溶剂中形成溶液， 其中高分子含量为10%~30%（质量分 数）； （2）将溶液浇铸于100~500μm厚的平板底 膜上；
（3）将它浸于适宜的非溶剂中，对大部分高 分子而言，这种非溶剂是水或水溶液。
已制成的复合膜中，常用聚砜作多孔支撑，因其化学性 能稳定，机械性能良好。现在也有用其他高分子化合物，如 聚丙烯腈偏氟乙烯等。也试用无机物，如石英玻璃和硅酸盐 类作多孔支撑。无机膜的一般分离因子小，但渗透率高，且 可耐高温。
管式膜组件是由圆管式的膜和膜酌支撑体构成。管式膜组件有内 压型和外压型两种运行方式。实际中多采用内压型，即进水从管内 流入，透过液从管外流出。管式膜直径在6～24mm之间。 管式膜 组件的优点是：料液可以控制湍流流动，对堵塞不敏感，易于清洗， 膜组件中压力损失小。其缺点是：装填密度小（＜100㎡／m³ ）。 其适用领域为MF、UF、RO。
中空纤维膜组件和毛细管式膜 组件的形式相同，只是中空纤维的 外径较细，为40～250μm，内径 为25～42μm。其耐压强度很高， 在高压下不发生形变。 中空纤维膜 组件的优点是：装填密度可以很高 （达16000~30000㎡/m³ ），单 位膜面积的制造费用相对较低，所 以可以采用物理化学稳定性能好、 透水率低的尼龙中空纤维膜，寿命 可达5年。膜的耐压性能高，不需 要支撑材料。其缺点是：对堵塞很 敏感，污染和浓差极化对膜的分离 性能产生很大的影响，但是通过改 变流动方式可以对污染和浓差极化 加以改善。
《膜法处理废水》课件
详细描述
纳滤膜处理技术是一种以压力为驱动 力，利用纳滤膜的选择性分离作用， 将废水中的特定离子、有机定领域应用
详细描述
纳滤膜处理技术主要应用于特定领域 的废水处理，如含重金属离子、有机 物和微生物的废水处理。
纳滤膜处理技术
总结词
高效去除污染物
详细描述
THANKS
感谢观看
在工业废水处理方面，膜法处理技术 可以有效去除重金属离子、油类、有 机物等有害物质。
在海水淡化方面，膜法处理技术是实 现海水淡化的重要手段之一，可以有 效去除海水中的盐分和杂质，生产出 符合饮用水标准的水。
02
CATALOGUE
膜法处理废水的种类
反渗透膜处理技术
总结词
高效分离技术
详细描述
反渗透膜处理技术是一种高效的废水处理方法，利用半透膜，在压力作用下使 水分子和离子透过膜，而大分子和颗粒物被截留，从而达到净化废水的目的。
超滤膜处理技术
总结词
出水质量高
详细描述
超滤膜处理技术能够去除废水中 的大部分悬浮物、胶体和大分子 物质，使出水质量较高，满足国 家排放标准或回收利用标准。
超滤膜处理技术
总结词：维护简便
详细描述：超滤膜处理技术操作简单，维护方便，使用寿命 长，能够降低长期运营成本。
纳滤膜处理技术
总结词
选择性分离
海水淡化案例
总结词
海水淡化是膜法处理废水的重要应用领域之一，可以 有效去除海水中的盐分和其他杂质，提供安全的饮用 水。
详细描述
海水淡化案例包括各种规模的海水淡化厂，如中东地 区的沙特阿拉伯、阿联酋等国家的大型海水淡化厂， 以及一些岛屿和沿海地区的中小型海水淡化设施。在 这些案例中，膜法处理技术可以有效去除海水中的盐 分和其他杂质，提供符合饮用水标准的淡水。同时， 膜法处理技术还可以通过优化工艺、提高产水效率等 方式降低生产成本，实现大规模的海水淡化生产。
纳滤膜处理技术是一种以压力为驱动 力，利用纳滤膜的选择性分离作用， 将废水中的特定离子、有机定领域应用
详细描述
纳滤膜处理技术主要应用于特定领域 的废水处理，如含重金属离子、有机 物和微生物的废水处理。
纳滤膜处理技术
总结词
高效去除污染物
详细描述
THANKS
感谢观看
在工业废水处理方面，膜法处理技术 可以有效去除重金属离子、油类、有 机物等有害物质。
在海水淡化方面，膜法处理技术是实 现海水淡化的重要手段之一，可以有 效去除海水中的盐分和杂质，生产出 符合饮用水标准的水。
02
CATALOGUE
膜法处理废水的种类
反渗透膜处理技术
总结词
高效分离技术
详细描述
反渗透膜处理技术是一种高效的废水处理方法，利用半透膜，在压力作用下使 水分子和离子透过膜，而大分子和颗粒物被截留，从而达到净化废水的目的。
超滤膜处理技术
总结词
出水质量高
详细描述
超滤膜处理技术能够去除废水中 的大部分悬浮物、胶体和大分子 物质，使出水质量较高，满足国 家排放标准或回收利用标准。
超滤膜处理技术
总结词：维护简便
详细描述：超滤膜处理技术操作简单，维护方便，使用寿命 长，能够降低长期运营成本。
纳滤膜处理技术
总结词
选择性分离
海水淡化案例
总结词
海水淡化是膜法处理废水的重要应用领域之一，可以 有效去除海水中的盐分和其他杂质，提供安全的饮用 水。
详细描述
海水淡化案例包括各种规模的海水淡化厂，如中东地 区的沙特阿拉伯、阿联酋等国家的大型海水淡化厂， 以及一些岛屿和沿海地区的中小型海水淡化设施。在 这些案例中，膜法处理技术可以有效去除海水中的盐 分和其他杂质，提供符合饮用水标准的淡水。同时， 膜法处理技术还可以通过优化工艺、提高产水效率等 方式降低生产成本，实现大规模的海水淡化生产。
最新水处理-膜技术ppt课件
如 微 滤 （ MF）、 超 滤 （ UF）、 纳 滤 （ NF） 与 反 渗 透 （RO）都是以压力差为推动力的膜分离过程。
2
2.1概述
▪ 二、膜的简介
▪ 特征：具有选择性分离功能的 薄膜材料，以及以其为核心的 装置、过程、工艺的集成与应 用
▪ 特点：
➢ 无相变、低能耗
➢ 高效率、污染小
➢ 工艺简单、操作方便
卷绕式 (Spiral Wound)膜 组件
垫套式膜组件
32
1. 膜组件的形式之一——圆管式
▪ 1）所谓圆管式膜 ▪ 是指在圆筒状支撑体的内侧或外侧刮制上一层半透膜而得到的圆管形
分离膜，再将一定数量的这种膜管以一定方式联成一体而组成，其外 形状极类似于列管式换热器。
2）管式膜的特点
优点：
▪ 流动状态好，流速易控制；
面设计成各式凹凸或波纹结构或在膜面配置筛网等物。 ▪ 3）板框式膜组件类型 ▪ 系紧螺栓式 ▪ 耐压容器式 ▪ DDS型 （由丹麦的DDS [De Danske Sukker fabrikker]公司首创，
在欧洲很流行。）
43
曲折流道示意图
板框式膜组件流道示意图
44
▪ 4.膜组件形式之四——螺旋卷式 ▪ 1）螺旋卷式(简称卷式) ▪ 膜组件的结构是由中间为多孔支撑材料，两边是膜的“双
反渗透淡化厂的能耗及产水成本
国家或地区
设备能力 m3/d
原水含盐量 mg/L
能耗 kwh/m3
产水成本
RMB/m3
沙特 56800 43700
7 4.88
中国 长海
1000
中国 长岛
1000
中国 沧化
18000
35000 34000 13000
《膜法处理废水》PPT课件
水污染控制工程
➢ 主讲教师：龙良 俊
膜分别法
(Membrane Separation Processes)
教学内容： 一、膜的定义和分类 二、膜分别概述 三、分散渗析〔diffusion dialysis〕 四、电渗析(electrodialysis) 五、反浸透〔 reverse osmosis) 六、超越滤(ultrafiltration)
在工业方面的运用
从钢铁工业酸洗废液中回收硫酸及在其它 废酸液中回收硝酸等；
从化工厂人造丝浆压液中回收NaOH
四、电渗析〔electrodialysis，简称ED 〕
1．电渗析的根本原理 电渗析是在直流电场的作用下，以电位差为推进
力，利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的 选择透过性(即阳膜只允许阳离子经过，阴膜只允 许阴离子经过〕，而使溶液中的溶质与水分别的一 种物理化学过程。从而实现溶液的浓缩、淡化、精 制和提纯的一种膜过程。
❖ 电渗析过程原理图
阳极室 浓缩室 淡化室 浓缩室 阴极室
+
+
Cl-
+ Cl- Cl+ Na＋ + + 阳极 阳膜
Na＋ Na＋
Na＋
Cl-
Cl-
Na＋
Cl-
Na＋
－ －
Cl- － －
Na＋ －
－
阴膜 阳膜 阴膜
阴极
阳极反响：
2Cl2eC2 l H 2O OH 2H 4 O H 4 e O 2 2 H 2 O
交换膜
就不断分散进入(2)室，而 FeSO4被阻挠在⑴室中，从
而实现了酸与盐的分别。
3、优缺陷：
优点：能耗小，设备构造简单，操作方便， 不需求对膜进展酸碱再生，分别过程中 不需求参与其它化学药剂。
➢ 主讲教师：龙良 俊
膜分别法
(Membrane Separation Processes)
教学内容： 一、膜的定义和分类 二、膜分别概述 三、分散渗析〔diffusion dialysis〕 四、电渗析(electrodialysis) 五、反浸透〔 reverse osmosis) 六、超越滤(ultrafiltration)
在工业方面的运用
从钢铁工业酸洗废液中回收硫酸及在其它 废酸液中回收硝酸等；
从化工厂人造丝浆压液中回收NaOH
四、电渗析〔electrodialysis，简称ED 〕
1．电渗析的根本原理 电渗析是在直流电场的作用下，以电位差为推进
力，利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的 选择透过性(即阳膜只允许阳离子经过，阴膜只允 许阴离子经过〕，而使溶液中的溶质与水分别的一 种物理化学过程。从而实现溶液的浓缩、淡化、精 制和提纯的一种膜过程。
❖ 电渗析过程原理图
阳极室 浓缩室 淡化室 浓缩室 阴极室
+
+
Cl-
+ Cl- Cl+ Na＋ + + 阳极 阳膜
Na＋ Na＋
Na＋
Cl-
Cl-
Na＋
Cl-
Na＋
－ －
Cl- － －
Na＋ －
－
阴膜 阳膜 阴膜
阴极
阳极反响：
2Cl2eC2 l H 2O OH 2H 4 O H 4 e O 2 2 H 2 O
交换膜
就不断分散进入(2)室，而 FeSO4被阻挠在⑴室中，从
而实现了酸与盐的分别。
3、优缺陷：
优点：能耗小，设备构造简单，操作方便， 不需求对膜进展酸碱再生，分别过程中 不需求参与其它化学药剂。
膜法水处理技术简介PPT课件
47
北京某石化公司废水回用处理工艺介绍
• 污水厂排放水水质
• COD：40~ 60mg/L • TSS ：＜50mg/L • 浊度：15NTU • TDS：800mg/L
48
北京某石化公司废水回用处理工艺介绍
• 浸没式超滤出水水质
• COD： ＜ 30mg/L • TSS ：＜1mg/L • 浊度： ＜ 0.1NTU • SDI： ＜ 3mg/L
40
晋江燃气电站4X350MW工艺介绍
• 原水水源为净水站处理后的地表水
• TDS：200mg/L左右
• 投运时间：2008年7月 • 规模：EDI出水：2X40m3/h • 超滤：NORIT • 反渗透：DOW • EDI：西门子/IONPURE
41
长春三热2X350MW工艺介绍
• 工艺系统流程
18
反渗透工艺介绍
• 评价反渗透运行状况的参数
• 产水量/压差 • 脱盐率 • 回收率 • 清洗频率及清洗恢复能力
19
EDI工艺介绍
EDI的结构形式
• 板框式：占绝大多数 • 卷式：Christ
20
EDI工艺介绍
EDI的生产厂商：
• 美国Electropure • 美国GE/E-Cell • 西门子Ionpure • 美国Ionics • 美国SG Water • 美国Christ • 此外尚有Ebara（美国）、Organo（日本）、
30
影响回用处理工艺流程的因素
• 工艺流程选择的依据
• 原水水质情况 • 回用水的目的 • 技术可靠性 • 投资和运行成本
31
废水回用的用途
• 锅炉补给水 • 工艺用水 • 循环水补充水 • 景观用水 • 其它
北京某石化公司废水回用处理工艺介绍
• 污水厂排放水水质
• COD：40~ 60mg/L • TSS ：＜50mg/L • 浊度：15NTU • TDS：800mg/L
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北京某石化公司废水回用处理工艺介绍
• 浸没式超滤出水水质
• COD： ＜ 30mg/L • TSS ：＜1mg/L • 浊度： ＜ 0.1NTU • SDI： ＜ 3mg/L
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晋江燃气电站4X350MW工艺介绍
• 原水水源为净水站处理后的地表水
• TDS：200mg/L左右
• 投运时间：2008年7月 • 规模：EDI出水：2X40m3/h • 超滤：NORIT • 反渗透：DOW • EDI：西门子/IONPURE
41
长春三热2X350MW工艺介绍
• 工艺系统流程
18
反渗透工艺介绍
• 评价反渗透运行状况的参数
• 产水量/压差 • 脱盐率 • 回收率 • 清洗频率及清洗恢复能力
19
EDI工艺介绍
EDI的结构形式
• 板框式：占绝大多数 • 卷式：Christ
20
EDI工艺介绍
EDI的生产厂商：
• 美国Electropure • 美国GE/E-Cell • 西门子Ionpure • 美国Ionics • 美国SG Water • 美国Christ • 此外尚有Ebara（美国）、Organo（日本）、
30
影响回用处理工艺流程的因素
• 工艺流程选择的依据
• 原水水质情况 • 回用水的目的 • 技术可靠性 • 投资和运行成本
31
废水回用的用途
• 锅炉补给水 • 工艺用水 • 循环水补充水 • 景观用水 • 其它
膜法水处理
膜法水处理膜分离方法是以天然或人工合成的高分子薄膜，以外界的能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。
自问世以来得到了广泛的应用，但最初的研究和应用都是在水处理领域。
目前常见的膜分离过程主要包括微滤、超滤、纳滤、电渗析、反渗透等。
不同的膜分离有着不同的分离机理和适用范围。
超滤和微滤(UF&MF)超滤和微滤可截流水中绝大部分的悬浮物、胶体和细菌，可替代传统水处理工艺。
世界上已建成了4O多个采用微滤技术的自来水厂，以欧美和澳洲为主。
H.Oosterom，G.Galjaard等人的实验表明直接使用微滤或超滤处理地表水时膜的污染相当严重，建议对原水进行预处理。
城市污水是公认的可再生利用的水源之一，用超滤技术处理过滤后的城市污水，可进一步降低水的浊度、色度及有机物，其出水可作为循环冷却水水源。
微滤和超滤亦可作为反渗透、纳滤前处理手段。
纳滤(NF)纳滤膜对一价阴离子的截流率很低，对多价阴离子的截流率则高的多，在给水处理中适用于硬度、有机物含量高，浊度低的原水。
纳滤膜用于脱除水中的三卤甲烷中间体THM、低分子有机物、色素、农药、异味物、重金属盐和易结垢的硫酸盐、碳酸盐等。
美国已有4O万m3/d的纳滤膜装置在运转。
最大的一套装置在佛罗里达州，规模3.8万m3/d。
法国巴黎的Mery Sur Qise 水厂，产水量l4万rn3/d，是世界最大的纳滤膜分离净水厂。
将纳滤用于反渗透的前处理，可降低进入反渗透膜组件的海水盐度，为提高海水淡化回收率创造条件。
使用纳滤处理电镀工业清洗水，可使cu，Cd，Ni，Fe等浓缩lO倍，并能回收9O 以上的废水。
反渗透(RO)反渗透作为既能脱盐又可去除有机物、微粒、胶体物质等的综合手段，有一定的优越性，在给水领域广泛用于海水和苦咸水淡化，超纯水和纯净水生产、以及锅炉水软化。
反渗透技术已成为淡化技术的主要方法和主攻方向。
至1995年12月，全世界反渗透淡化工厂产水量达到7.3×104m/d，占总淡化量的35%，当年世界市场的88%，美国电子工业已有90%以上使用反渗透和离子交换树脂结合的工艺生产超纯水。
膜法水处理技术简介70页PPT
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
膜法水处理技术简介
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
膜法水处理技术简介
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
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最初的复合膜是浇铸的纤维素稀溶液浮于水表面， 待溶剂蒸发后，将薄膜取出放在底膜上。这种技术不适合大 规模生产。一般是直接将选择性的膜层原料溶液浇铸于多孔 底膜上。现在有用等离子体聚合法和相际共聚法等新进展。
1.3 膜组件
工业上常用的膜组件形式主要有五 种：板框式、螺旋卷式、圆管式、毛细管式 和中室纤维式。前两者使用平板膜，后三者 均使用管式膜。后三种膜组件的差别主要在 于所使用的管式膜的规格不同。其大致直径 范围为：圆管式＞10mm；毛细管式=0.5～ 10.0mm；中空纤维式＜0.5mm。
毛细血管式
毛纫管式膜组件是由直径 为0.5～6mm的膜管构成的，具 有一定的承压性能，所以不用支 撑管。膜管一般平行排列井在端 头用环氧树脂等材料封装起来。 毛细管式膜组件的运行方式有两 种：料液流经管外，透过液从毛 细管内流出和料液流经毛细管内， 透过液从管外排走。
毛细管式膜组件的特点 是装填密度较大（600~I200㎡／ m3）。制造费用低，但抗压强度 较小，料液一般为层流，抗污染 性较差。其应用领域为UF、 GP、 DL、 PV。
膜法水处理
杜茂安
主要内容
1 水处理用膜及其组器技术 2 膜处理技术试验研究 3 膜法水处理工程及应用 4 膜污染及其控制技术
1.水处理用膜及其组件技术
1.1 膜分离法概述
膜分离法是微孔过滤、超滤、反渗透、渗析、 电渗析方法的统称。该种方法利用特定膜材料的透 过性能，在一定驱动力的作用下，实现对水中颗粒、 胶体、分子或离子的分离过程。微孔过滤、超滤和 反渗透是以压力差作为驱动力的膜分离法，渗析是 以浓度差作驱动力，而电渗析是以电位差作为驱动 力。
膜分离法的分类
目前常见的几种膜分离法主要有： 微孔过滤(Microfiltration MF，0.03～15μm)； 超滤（Ultrafiltration UF，0.005～10μm）； 纳滤（Nanofiltration NF, ～0.1μm ） 反渗透（Reverse Osmosis RO， 0.0005～0.08μm ）； 电渗析（Electrodialysis ED， 0.0005～0.1μm ）； 扩散渗析（Dialysis，0.0005～0.1μm）； 渗透蒸发（Pervaparation PV）； 液膜（Liquid Membrane LM）等。 电渗析、反渗透和超滤是目前给水与废水处理常用的三种膜分离
螺旋卷式
螺旋卷式膜组件是用平板 膜密封成信封状膜袋，在两个膜袋 之间衬以网状间隔材料，然后紧密 的卷绕在一恨多孔管上而形成膜卷， 再装入圆柱状压力容器中，构成膜 组件。料液从一端进入组件，沿轴 向流动，在驱动力的作用下，透过 物沿径向渗透通过膜到中心管导出。 螺旋卷式膜组件的优点是：结构简 卑。造价低廉，装填密度较高（＜ 1000m2／m³），有进料分隔板。 物料交换效果好。缺点是：透过液 流动路径较长，难以清洗，膜必须 是可以焊接或粘贴的。目前其应用 的领域力RO、PV、NF、GP。
圆管式
管式膜组件是由圆管式的膜和膜酌支撑体构成。管式膜组件 有内压型和外压型两种运行方式。实际中多采用内压型，即进水从 管内流入，透过液从管外流出。管式膜直径在6～24mm之间。 管 式膜组件的优点是：料液可以控制湍流流动，对堵塞不敏感，易于 清洗，膜组件中压力损失小。其缺点是：装填密度小（＜100㎡／ m³）。其适用领域为MF、UF、RO。
中空纤维膜组件
中空纤维膜组件和毛细管 式膜组件的形式相同，只是中空纤 维的外径较细，为40～250μm， 内径为25～42μm。其耐压强度很 高，在高压下不发生形变。 中空 纤维膜组件的优点是：装填密度可 以很高（达16000~30000㎡ /m³），单位膜面积的制造费用相 对较低，所以可以采用物理化学稳 定性能好、透水率低的尼龙中空纤 维膜，寿命可达5年。膜的耐压性 能高，不需要支撑材料。其缺点是： 对堵塞很敏感，污染和浓差极化对 膜的分离性能产生很大的影响，但 是通过改变流动方式可以对污染和 浓差极化加以改善。
微孔膜的制备
均质膜的制备
非对称膜的制备
（1）以高分子溶解于适宜的溶剂中形成溶液， 其中高分子含量为10%~30%（质量分 数）；
（2）将溶液浇铸于100~500μm厚的平板底 膜上；
（3）将它浸于适宜的非溶剂中，对大部分高 分子而言，这种非溶剂是水或水溶液。
复合膜的制备
已制成的复合膜中，常用聚砜作多孔支撑，因其化学 性能稳定，机械性能良好。现在也有用其他高分子化合物， 如聚丙烯腈偏氟乙烯等。也试用无机物，如石英玻璃和硅酸 盐类作多孔支撑。无机膜的一般分离因子小，但渗透率高， 且可耐高温。
主动传递
与前两者情况 不同， 各组分可以逆其 化学势梯度而传 递，为热力学 “上坡”过程。 其推动力是 由膜内某化学反 应提供。主要发 现于生命膜。
现已工业化的主要膜分离过程均为被动传递过程。
1.2 膜材料及其制备
按膜的材料分类 （1）天然膜 生物膜（生命膜）：天然物质
改性或再生而制成。 （2）合成膜 无机膜：金属的、硅酸盐的、 玻璃的等等；有机膜即高分子聚合膜；仿 生膜（合成生物膜）：单分子层、双分子 层、多分子层膜等。
技术。
膜分离过程
被动传递
为热力学“下 坡”过程，其中 膜的作用就像一 物理的平板屏障。 所有通过膜的组 分均以化学势梯 度为推动力。组 分在膜中化学势 梯度，可以是膜 两侧的压力差、 浓度差、温度差 或电势差。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
促进传递
在此过程中，各 组分通过膜的传 质推动力仍是膜 两侧的化学势梯 度。各组分由其 特定的载体带入 膜中。促进传递 是一种具有高选 择性的被动传递。
板框式
板框式是膜分离中 最早出现的一种膜组件形式， 外形类似于普通的板框式压 滤机。它是按隔板、膜、支 撑板、膜的顺序多层交替重 叠压紧，组装在一起制成的。 板框式膜组件的优点是；制 造组装简单，操作方便，膜 的维护、清洗、更换比较容 易。缺点是：密封较复杂， 压力损失较大，袋填密度较 小（＜ 400㎡／m³）。目 前其应用的领域为 UF、 MF、RO、 PV、 ED。
1.3 膜组件
工业上常用的膜组件形式主要有五 种：板框式、螺旋卷式、圆管式、毛细管式 和中室纤维式。前两者使用平板膜，后三者 均使用管式膜。后三种膜组件的差别主要在 于所使用的管式膜的规格不同。其大致直径 范围为：圆管式＞10mm；毛细管式=0.5～ 10.0mm；中空纤维式＜0.5mm。
毛细血管式
毛纫管式膜组件是由直径 为0.5～6mm的膜管构成的，具 有一定的承压性能，所以不用支 撑管。膜管一般平行排列井在端 头用环氧树脂等材料封装起来。 毛细管式膜组件的运行方式有两 种：料液流经管外，透过液从毛 细管内流出和料液流经毛细管内， 透过液从管外排走。
毛细管式膜组件的特点 是装填密度较大（600~I200㎡／ m3）。制造费用低，但抗压强度 较小，料液一般为层流，抗污染 性较差。其应用领域为UF、 GP、 DL、 PV。
膜法水处理
杜茂安
主要内容
1 水处理用膜及其组器技术 2 膜处理技术试验研究 3 膜法水处理工程及应用 4 膜污染及其控制技术
1.水处理用膜及其组件技术
1.1 膜分离法概述
膜分离法是微孔过滤、超滤、反渗透、渗析、 电渗析方法的统称。该种方法利用特定膜材料的透 过性能，在一定驱动力的作用下，实现对水中颗粒、 胶体、分子或离子的分离过程。微孔过滤、超滤和 反渗透是以压力差作为驱动力的膜分离法，渗析是 以浓度差作驱动力，而电渗析是以电位差作为驱动 力。
膜分离法的分类
目前常见的几种膜分离法主要有： 微孔过滤(Microfiltration MF，0.03～15μm)； 超滤（Ultrafiltration UF，0.005～10μm）； 纳滤（Nanofiltration NF, ～0.1μm ） 反渗透（Reverse Osmosis RO， 0.0005～0.08μm ）； 电渗析（Electrodialysis ED， 0.0005～0.1μm ）； 扩散渗析（Dialysis，0.0005～0.1μm）； 渗透蒸发（Pervaparation PV）； 液膜（Liquid Membrane LM）等。 电渗析、反渗透和超滤是目前给水与废水处理常用的三种膜分离
螺旋卷式
螺旋卷式膜组件是用平板 膜密封成信封状膜袋，在两个膜袋 之间衬以网状间隔材料，然后紧密 的卷绕在一恨多孔管上而形成膜卷， 再装入圆柱状压力容器中，构成膜 组件。料液从一端进入组件，沿轴 向流动，在驱动力的作用下，透过 物沿径向渗透通过膜到中心管导出。 螺旋卷式膜组件的优点是：结构简 卑。造价低廉，装填密度较高（＜ 1000m2／m³），有进料分隔板。 物料交换效果好。缺点是：透过液 流动路径较长，难以清洗，膜必须 是可以焊接或粘贴的。目前其应用 的领域力RO、PV、NF、GP。
圆管式
管式膜组件是由圆管式的膜和膜酌支撑体构成。管式膜组件 有内压型和外压型两种运行方式。实际中多采用内压型，即进水从 管内流入，透过液从管外流出。管式膜直径在6～24mm之间。 管 式膜组件的优点是：料液可以控制湍流流动，对堵塞不敏感，易于 清洗，膜组件中压力损失小。其缺点是：装填密度小（＜100㎡／ m³）。其适用领域为MF、UF、RO。
中空纤维膜组件
中空纤维膜组件和毛细管 式膜组件的形式相同，只是中空纤 维的外径较细，为40～250μm， 内径为25～42μm。其耐压强度很 高，在高压下不发生形变。 中空 纤维膜组件的优点是：装填密度可 以很高（达16000~30000㎡ /m³），单位膜面积的制造费用相 对较低，所以可以采用物理化学稳 定性能好、透水率低的尼龙中空纤 维膜，寿命可达5年。膜的耐压性 能高，不需要支撑材料。其缺点是： 对堵塞很敏感，污染和浓差极化对 膜的分离性能产生很大的影响，但 是通过改变流动方式可以对污染和 浓差极化加以改善。
微孔膜的制备
均质膜的制备
非对称膜的制备
（1）以高分子溶解于适宜的溶剂中形成溶液， 其中高分子含量为10%~30%（质量分 数）；
（2）将溶液浇铸于100~500μm厚的平板底 膜上；
（3）将它浸于适宜的非溶剂中，对大部分高 分子而言，这种非溶剂是水或水溶液。
复合膜的制备
已制成的复合膜中，常用聚砜作多孔支撑，因其化学 性能稳定，机械性能良好。现在也有用其他高分子化合物， 如聚丙烯腈偏氟乙烯等。也试用无机物，如石英玻璃和硅酸 盐类作多孔支撑。无机膜的一般分离因子小，但渗透率高， 且可耐高温。
主动传递
与前两者情况 不同， 各组分可以逆其 化学势梯度而传 递，为热力学 “上坡”过程。 其推动力是 由膜内某化学反 应提供。主要发 现于生命膜。
现已工业化的主要膜分离过程均为被动传递过程。
1.2 膜材料及其制备
按膜的材料分类 （1）天然膜 生物膜（生命膜）：天然物质
改性或再生而制成。 （2）合成膜 无机膜：金属的、硅酸盐的、 玻璃的等等；有机膜即高分子聚合膜；仿 生膜（合成生物膜）：单分子层、双分子 层、多分子层膜等。
技术。
膜分离过程
被动传递
为热力学“下 坡”过程，其中 膜的作用就像一 物理的平板屏障。 所有通过膜的组 分均以化学势梯 度为推动力。组 分在膜中化学势 梯度，可以是膜 两侧的压力差、 浓度差、温度差 或电势差。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
促进传递
在此过程中，各 组分通过膜的传 质推动力仍是膜 两侧的化学势梯 度。各组分由其 特定的载体带入 膜中。促进传递 是一种具有高选 择性的被动传递。
板框式
板框式是膜分离中 最早出现的一种膜组件形式， 外形类似于普通的板框式压 滤机。它是按隔板、膜、支 撑板、膜的顺序多层交替重 叠压紧，组装在一起制成的。 板框式膜组件的优点是；制 造组装简单，操作方便，膜 的维护、清洗、更换比较容 易。缺点是：密封较复杂， 压力损失较大，袋填密度较 小（＜ 400㎡／m³）。目 前其应用的领域为 UF、 MF、RO、 PV、 ED。