水处理基础知识培训 第三节 各种水处理膜的技术特性
水处理膜技术介绍1
膜材料 序号 性能 PTFE 最好 1000~1500 PVDF 最好 1000~15 00 PES+PVP 最好
400~500
聚醚砜 PES 最好
400~500
PAN 好
100~150
PVC 中
300
1 2
亲水性
纯水通透量 （25℃） 25℃ （l/m2.h. 0.1MPa)
水处理膜性能分析、介绍
摘自中国水网
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目录
一、膜产品介绍 二、反渗透膜生产企业介绍 三、微滤、超滤膜生产企业介绍
Hale Waihona Puke 摘自中国水网PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
二、反渗透膜主要生产企业
GE(美国通用电气） DOW（美国陶氏化学） Koch（美国科氏） Toray（日本东丽） Hydranautics（日东电工） 日本东洋纺 。。。。。。
其中陶氏化学膜中国市场占有率30%,其于各占其他 注:全球反渗透膜材料都为聚酰胺.
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三、微滤、超滤膜生产企业介绍
• 国外主要微滤、超滤膜生产企业
• PTFE、PVDF膜生产工艺及适用领域比较
摘自中国水网
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1、国外微滤、超滤膜主要生产企业
GE(美国通用电气） DOW（美国陶氏化学） Koch（美国科氏） Toray（日本东丽） Hydranautics（日东电工） 西门子 日本三菱 日本旭化成 日本住友电工 荷兰诺瑞特 德国莹格
水处理膜技术基础
膜技术基础一、膜基本知识膜技术由于高效、实用、可调、节能、和工艺简单等优点，已被广泛应用，并产生了极高的经济效益，在现代经济发展和人民的日常生活中扮演着重要的角色。
1.1.1膜的定义膜是一种二维材料，通常是厚度在纳米到微米范围内的一层薄片。
1.1.2 膜材料能够选择透过的原因①膜中分布有微细孔穴，不同孔穴有选择渗透性（筛分效应）。
②膜中存在固定基团电荷，电荷的吸附、排斥产生选择渗透性。
③膜分离物在膜中的溶解、扩散作用产生选择渗透性。
1.2膜分离的特点膜分离过程与传统化工分离方法，如过虑、蒸发、蒸馏、萃取、深冷分离等过程相比较，有如下特点。
①膜分离过程能耗比较低大多数膜分离过程都不发生相态变化。
由于避免了潜热很大的相变化，膜分离过程的能耗比较低。
另外，膜分离过程通常在室温下进行，被分离物料加热或冷却的能耗很小.②适合热敏性物质分离膜分离过程通常在常温下进行,因而特别适合于热敏性物质和生物制品(如果汁、蛋白质、酶、药品)的分离、分级、浓缩和富集。
③分离装置简单、操作方便膜分离过程的主要推动力一般为压力，因此分离装置简单，占地面积小，操作方便，有利于连续化生产和自动化控制。
④分离系数大、应有范围广膜分离不仅可以应有于从病毒、细菌到微粒的有机物和无机物的广泛分离范围，而且还使用于许多特殊溶液体系的分离，如溶液中大分子于无机盐的分离。
⑤工艺适应性强膜分离的处理规模根据用户要求可大可小，工艺适应性强。
⑥便于回收在膜分离过程中，分离于浓缩同时进行，便于回收有价值的物质。
⑦没有二次污染膜分离过程中不需要从外界加入其他物质。
既节省了原材料，又避免了二次污染。
1.3膜及膜分离过程的分类根据不同的研究目的和观察角度，有不同的分类标准。
按结构：致密膜、多空膜、纤维质膜。
按膜组建外形：卷式膜、中空纤维膜、板式膜、管式膜。
按被分离物质性质：气体分离膜、液体分离膜、固体分离膜、离子分离膜、微生物分离膜。
按膜材质不同：有机膜、无机膜。
[课件]水处理膜简介PPT
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反渗透膜
纳滤膜
1. 浓缩纯化过程在常温下进行，无相变，无化学反应，不带入其他杂 质及造成产品的分解变性，特别适合于热敏性物质。 2. 可脱除产品的盐分，减少产品灰分，提高产品纯度，相对于溶剂脱 盐，不仅产品品质更好，且收率还能有所提高。 3. 工艺过程收率高，损失少。 4. 可回收溶液中的酸，碱，醇等有效物质，实现资源的循环利用。 5. 设备结构简介紧凑，占地面积小，能耗低。 6. 操作简便，可实现自动化作业，稳定性好，维护方便。
超滤膜
• • 1、良好的亲水性 以常规设备分析，超滤膜经特殊的亲水化处理，膜丝具有长期的亲水性能，水解触角由改性 前的79-90度降为30到35度。可以在较低的跨膜压力下，得到高的通水量，同时提高膜丝的耐污 染性能。 2、过滤精度高 中空纤维超滤膜具有均匀的小于0.1微米的微孔，可以去除微生物，胶体，硅藻以及其他引 起浑浊的物质。 3、良好的机械强度 超滤膜的机械强度大小反映了膜丝抵抗断丝的能力，断丝使超滤膜失去分离性能，是评测超 滤膜性能的一个重要指标。 4、寿命长，抗污能力强 滢格公司采用优质的PVDF为原料，使滢格超滤中空纤维膜具有良好的耐化学腐蚀、耐氧化以 及耐光老化等性能。因此可以使用各种方法反复清洗，以除去污染物和恢复通量。 5、稳定的产品性能 从原材料的供应，制备工艺和产品检测入手。保证原料质量稳定，制备过程中前后一致的精 确控制以及产品的百分百的检测，确保产品的稳定性能。
微滤膜
• 1、分离效率是微孔膜最重要的性能特性，该特性受控于膜的孔径 和孔径分布。由于微孔滤膜可以做到孔径较为均一，所以微滤膜的 过滤精度较高，可靠性较高。
• 2、表面孔隙率高，一般可以达到70%，比同等截留能力的滤纸至少 快40倍。
水处理基础知识
水处理基础知识一、设备工作原理：1,反渗透原理：利用半透膜的特性来实现的,半透膜只能透过水,而不能透过溶质.反渗透膜的特性：水通量高、脱盐率高、抗生物侵蚀、机械强度高、化学稳定性好、容易制成薄片膜或中空纤维影响反渗透运行状况的因素：温度、运行压力、反渗透膜的污染: （膜上结垢、机械污堵、金属氧化物污染、胶体污染,微生物污染.）2、树脂再生的原理及周期计算：1、树脂再生原理：1.1、制水：钙离子+钠型树脂→钙型树脂+钠离子当原水经过由钠型树脂组成的树脂层时，水中的阳离子钙、镁等和树脂中的钠离子要进行离子交换，结果使出水钙、镁离子的浓度大大降低而成为软化水。
1.2、再生：钙型树脂+钠离子→钙离子+钠型树脂就是使大量浓度钠离子的氯化钠溶液或硫酸钠溶液，通过失效的树脂层，将其中的钙、镁离子交换下来排到废液中去，而钠离子重新交换吸附到树脂中来，使树脂重又恢复了交换能力。
2、树脂再生的周期计算：2.1、树脂交换容量:单位数量离子交换树脂可交换离子量的多少.1.2、盐耗:钠离子树脂每交换1摩尔物质的量的钙离子所需要耗的盐的克数.2.3、周期制水量=二、水处理工艺流程及各设备作用：软化水工艺流程：原水石英砂过滤器软水器精密过滤器软水箱车间用水点纯净水工艺流程：原水砂过滤器活性炭过滤器反渗透紫外线杀菌器纯水箱车间用水点石英砂过滤器：经过市政水厂处理后的自来水，虽然大部分悬浮杂质已被去除，但仍残留少量的悬浮物，浊度等指标不能满足反渗透膜对进水水质的要求。
为使反渗透膜的进水浊度小于1(NTU)，在系统最前端设置砂过滤器。
活性碳过滤器：市政自来水在经过消毒处理后，管网末梢的残余余氯是一种强氧化剂，如果不加以去除，会对树脂和反渗透膜造成不可逆转的损坏。
用活性炭进行吸附处理，可以非常彻底地去除余氯。
活性炭不仅吸附能力强，而且吸附容量大，正是由于活性炭具有发达的细孔结构和巨大的比表面积，因此可以完全吸附水中的余氯及部分吸附有机物，而且对色度、臭味也有较好的除去效果。
水处理技术之7种膜技术简介
水处理技术之7种膜技术膜分离技术被公认为是目前最有发展前途的高科技之一。
膜分离技术是以选择性多孔薄膜为分离介质，使分子水平上不同粒径分子的混合物/溶液借助某种推动力(如:压力差、浓度差、电位差等)通过膜时实现选择性分离的技术，低分子溶质透过膜，大分子溶质被截留，以此来分离溶液中不同分子量的物质，从而达到分离、浓缩、纯化目的。
近些年来，扩散定理、膜的渗析现象、渗透压原理、膜电势等研究为膜技术的发展打下了坚实的理论基础，膜分离技术日趋成熟，而相关科学技术的突飞猛进也使得膜的实际应用已十分广泛从环境、化工、生物到食品各行业都采用了膜分离技术。
迄今为止，水处理的膜技术主要有以下几种:(1)反渗透(RO)膜技术。
反渗透(又称高滤)过程是渗透过程的逆过程，推动力为压力差，即通过在待分离液一侧加上比渗透压高的压力，使原液中的溶剂被压到半透膜的另一侧。
反渗透技术的特点是无相变，能耗低、膜选择性高、装置结构紧凑，操作简便，易维修和不污染环境等。
(2)纳滤(NF)膜技术。
纳滤技术是超低压具有纳米级孔径的反渗透技术。
纳滤膜技术对单价离子或相对分子质量低于200的有机物截留较差，而对二价或多价离子及相对分子质量介于200-1000的有机物有较高脱除率。
纳滤膜具有荷电，对不同的荷电溶质有选择性截留作用，同时它又是多孔膜，在低压下透水性高。
(3)微滤(MF)膜技术。
微滤膜是以静压差为推动力，利用筛网状过滤介质膜的筛分作用进行分离。
微滤膜是均匀的多孔薄膜，其技术特点是膜孔径均一、过滤精度高、滤速快、吸附量少且无介质脱落等。
主要用于细菌、微粒的去除，广泛应用在食品和制药行业中饮料和制药产品的除菌和净化，半导体工业超纯水支配过程中颗粒的去除，生物技术领域发酵液中生物制品的浓缩与分离。
(4)超滤(UF)膜技术。
超滤是以压差为驱动力，利用超滤膜的高精度截留性能进行固液分离或使不同相对分子质量物质分级的膜分离技术。
其技术特点是:能同时进行浓缩和分离大分子或胶体物质。
浅谈膜技术的特点及在水处理中的应用
三． 水 处理 中膜 技术 的 发展 前景
膜技 术从 引进我 国到现 如今， 已经有了五六 十年的历史， 而 我国也 膜 技术 的工作原理 是 由膜 的性 质决定 的 ， 它与 传统 的水处 理技 术 从一开始 的对 它懵懂 无知 ， 到 了现 在 的广泛 应用 。 并且 ， 我国国家科 学 委 员会也将膜技 术的研 究列 入了我国重大科研项 目中。 近 几年来 ， 我 国的膜 技术 在水处理 中得 到了广泛 的应用 。 但是其 自 身还是存在 着一些 问题 ， 如 应用范 围过 小 、 相关设 备不够先 进 、 技 术不 够 纯熟 、 膜 的种 类少等。 我国的膜技术发 展水平远远 不能 满足我国社会 的需求。 因此 ， 我 国膜 技术 的发展还需 要相关部 门组织的共 同努力。 首先 ， 我们必须加大研 究的力度和投 入， 依靠科学来推 动膜技术 的发展 进步。 其次， 我们应该 加 大宣传 力度 ， 招商引资， 使得 膜技 术为更 多的企业 所 接受利 用。 最后 ， 应 该研 究如何用最少 的投入得到 最有效 的成 果 ， 增加 膜技术 的经济效 益， 使得膜技 术的应 用更加广泛 。 虽然 我 国水处 理中的 膜技 术并 没有达 到 世界 水平 ， 但是， 相 比以 前， 已经有了质的飞跃 。 只要相关 部门一 起努力， 膜 技 术的应 用水平一 定会有所 提高。
（ 一） 膜技术 的能量 消耗少。 膜分 离技 术中物质一般 只发生物理变 化， 并没有发生化 学变化而 改变物质的特性 ， 这 对于节约 能源有很重要 的作用。 （ 二） 膜技 术往往都在常 温下进行。 因为， 在不同的温 度中， 物质性 质的形 态可能会有所 不同 。 在常温 下进 行， 可 以有效 地将水中的物 质分 离出来再次进行利 用。 （ 三） 膜技 术 的应 用范 围广１ 且不添加 任 何辅助 剂 ， 其过 滤分离 仅 仅取决 于膜 本身的性 质。 首先 ， 膜技 术对 污水没有任何 要求 ， 污 水进 行 过滤 ， 最后得 到的水 都是 一样 的。 其次， 在进行 水处 理时， 不 使用添加 剂， 则在分离过程 中不会 改变液体 中物 质的相关 属性 ， 也 不会产生新 的 污染物 或者 浪费水中的资源 。 因此 ， 膜技 术在水处 理中得 到了广泛 的应
水处理膜技术
从而减少了胶体在膜表面上的沉淀，并且减少浓差极化对膜表面的影响。 浓差极化指在膜表面上的盐浓度高于主体流体浓度的现象，易产生盐
浓缩，因为横向流速低，膜表面的盐的反向扩散速度就低，结果难溶盐沉 淀的机会增多，而且更多的盐会透过膜表面，导致产水量和脱盐率下降。
组分 MgSO4
浓度
渗透压
mg/L mol/L MPa psi
1000 0.00831 0.025 3.6
海水 32000 --
2.4 340
NaCl 2000 0.0342 0.16 22.8
苦咸水 2000- -- 0.105- 15-
5000
0.28 40
MgCl2 CaCl2 蔗糖
1000 0.0105 0.068 9.7 1000 0.009 0.058 8.3 1000 0.00292 0.007 透膜的性能要求和指标
（5）反渗透膜的除盐分离特性
1) 有机物比无机物容易分离。 2) 电解质比非电解质易分离。
对电解质来说，电荷高的分离性好，例如去除率大小顺序为： Al3+＞Mg2+＞Ca2+＞Na+；PO43-＞SO42-＞Cl3)无机离子的去除率受该离子的水合离子数及水合离子半径的影响．水合 离子半径越大的离子(一般离子半径小的离子，其水合离子半径大)， 则越容易被去除。 例如，某些阳离子的去除率大小顺序为：
▪ 膜的水解和氧化是同时发生的。当制备膜的高分子化合物中含 －CONH－、－ COOR－、－CN－、－CN2O－等时，在酸或碱的作用下，易发生水解反应，使膜破 坏，而聚砜、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚苯醚等材料的抗水解性能优越，但由于其缺少 亲水基团，故透水性差，常用做制作膜表面有孔的超滤膜和微孔滤膜。
反渗透基础知识培训
水处理基础知识 3、水处理基础概念
3.1 水的浑浊度
水中存在的悬浮及胶体状态的微粒使水产生浑浊，其浑浊的 程度称为浑浊度。生活饮用水的浑浊度规定不可超过5度。 3.2 水的硬度 水中的钙离子与镁离子同一些阴离子结合在一些，在水加热 或浓缩时可能形成水垢。水中的钙与镁的含量和就是水的硬度。 用mmol/L表示。通常也表示成等分子数量的CaCO3的质量浓度， 单位为mg/L CaCO3。 3.3 水的碱度 水的碱度是指水中能够接受[H+]与强酸进行中和反应的物质 含 量 。 在 天 然 水 中 ， 碱 度 主 要 由 HCO3- 的 盐 类 组 成 。 单 位 为 mmol/L。通常也表示成等分子数量的CaCO3的质量浓度，单位为 mg/L CaCO3。
水中溶解物质
HCO3-、CO32-、OH-：使水具有形成碳酸盐垢的倾向，例如碳酸钙、 碳酸镁。 SO42-：使水具有形成硫酸盐垢的倾向,例如硫酸钙、硫酸钡。 Cl-：产生金属腐蚀。 F-：过量可致病。 Ca2+、Mg2+：可能形成结垢。 Fe3+、Mn2+：产生气味，腐蚀金属，并可能形成氢氧化物沉淀。 CO2：降低水的pH。 O2：腐蚀金属。
水处理基础知识
2、水的理化性能
水的分子式为H2O，是由氢、氧两种元素组成的无 机物，相对分子质量为18.015，常温下是无色、无味、 无臭的透明液体。水是最常见的物质之一，是包括人 类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要 的组成部分。 水在常温常压下为无色无味的透明液体。在自然 界，纯水是罕见的，水通常多是酸、碱、盐等物质的 溶液，习惯上仍然把这种水溶液称为水。纯水可以用 铂或石英器皿经过几次蒸馏取得，当然，这也是相对 意义上纯水，不可能绝对没有杂质。水是一种可以在 液态、气态和固态之间转化的物质。固态的水称为冰； 气态叫水蒸汽。水汽温度高于374.2℃时，气态水便不 能通过加压转化为液态水。
水处理厂中深度处理过程的膜技术应用
水处理厂中深度处理过程的膜技术应用近年来，随着人口的增加和工业化的发展，水污染成为一个全球性的问题。
为了解决这个问题，各地纷纷建设水处理厂来对废水进行净化处理。
在水处理厂的深度处理过程中，膜技术的应用得到了广泛关注。
本文将探讨膜技术在水处理厂中的应用及其优势。
一、膜技术简介膜技术是一种利用半透膜分离和过滤废水中污染物的技术。
膜技术主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透四种类型。
这些膜的孔隙大小不同，从而可以实现对不同粒径的固体颗粒、细菌、病毒和溶解物质等进行分离和去除。
二、膜技术在水处理厂中的应用1.微滤膜技术微滤膜技术主要用于去除悬浮物、浑浊物和部分细菌等。
在水处理过程中，废水首先通过微滤膜进行初步过滤。
微滤膜具有较大的孔隙直径和高通量的特点，使其能够高效地实现初步过滤的效果，降低后续处理工艺的压力和能耗。
2.超滤膜技术超滤膜技术相对于微滤膜技术，能进一步去除微小的悬浮物、胶体、蛋白质和高分子有机物等。
超滤膜的孔径较小，能够有效地截留较大分子的物质，同时保留较小分子的溶质。
通过超滤膜的处理，废水的透明度和悬浊物浓度得到进一步的降低，水质得到有效改善。
3.纳滤膜技术纳滤膜技术相对于超滤膜技术，更加精细，能够去除更小分子量的有机物质、离子和溶液等。
在水处理厂中，纳滤膜通常用于去除微量有机物、重金属离子和微生物等。
纳滤膜的过滤效果较好，能够使废水的污染指标显著降低，达到更高的净化要求。
4.反渗透膜技术反渗透膜技术是目前应用最为广泛的膜技术之一。
反渗透膜能够进一步去除废水中的溶解性无机物、重金属离子和部分有机物质等。
通过反渗透膜的处理，废水中的溶解物质的浓度被大幅度降低，水质得到进一步的提升。
三、膜技术的优势1.高效性：膜技术能够高效地去除废水中的各类污染物，提高废水处理的效率。
2.节能环保：相比传统工艺，膜技术在能耗方面更为节约，并且不需要使用化学药剂，减少了对环境的污染。
3.灵活性：膜技术可根据具体需求进行调整，适用于不同类型的水处理场景。
水处理用膜的类型与适用条件
水处理用膜的类型与适用条件Water treatment membranes are essential tools in the filtration and purification of water for various applications. These membranes come in different types, each with unique properties and applications. One common type of water treatment membrane is the reverse osmosis (RO) membrane.水处理膜在各种应用中起着过滤和净化水的必不可缺的作用。
这些膜分为不同类型，每种都具有独特的特性和应用。
一种常见的水处理膜类型是反渗透（RO）膜。
RO membranes are highly effective in removing contaminants, such as salts and heavy metals, from water. They operate by allowing water molecules to pass through while blocking larger molecules and ions. RO membranes are commonly used in desalination plants and water purification systems.反渗透膜在去除水中的盐类和重金属等污染物方面非常有效。
它们通过允许水分子通过同时阻塞较大的分子和离子来发挥作用。
反渗透膜常用于海水淡化厂和水处理系统中。
Another type of water treatment membrane is the ultrafiltration (UF) membrane. UF membranes are designed to remove larger particles, bacteria, and viruses from water. They operate by using a porous membrane to separate contaminants based on their size. UF membranes are often used in wastewater treatment and in the production of ultrapure water.另一种水处理膜类型是超滤（UF）膜。
水处理基础知识PPT课件
按净化处理方法的不同，又可分为软化水、蒸馏水和除盐水等。 3） 凝结水
在汽轮机中作功后的蒸汽经凝汽器冷凝成的水。 4） 疏水
各种蒸汽管道和用汽设备中的蒸汽凝结水，经疏水器汇集到疏水箱 或并入凝结水系统。
5） 返回（凝结）水 热电厂向用户供热后，回收的蒸汽冷凝水。有热网加热器冷凝水和
电厂化学—培训
第一部分 化学水处理 制作人：孙红松
第一章 电厂用水
一、 火电厂中水的作用和损失 二、 火电厂中水的名称 三、 水质不良的危害 四、 火电厂水处理工作简介
凝汽式发电厂水汽循环系统
1
给 水
10
过热蒸汽
生 水
11
补给水
8
9
7
2
2 3
排汽Hale Waihona Puke 4凝结水65
冷却水
冷
却
12
水
水
1—锅炉；2—汽轮机；3—发电机；4—凝汽器；5—凝结水泵；6—凝结水精处理设备 7—低加；8—除氧器；9—给水泵；10—高压；11—补给水处理设备 12—冷却水泵
分碳酸盐分解。
What?
S：西门子，1/Ω，也称作姆欧， 电导的单位。
4、电导率：电阻率倒数，S/cm或μS/cm。常用电导率仪测定。
水的导电能力与水中离子含量、离子间相对比例和水温有关。
因此，测定电导率时，应保持水温一定、水中离子相对稳定；且
可以用测电导率方法测定水中含盐量。
若水的溶解固形物总量(TDS，mg/L)在50~5000mg/L之间，
指利用化学氧化剂氧化有机物所需的氧量。化学氧化剂一般 用重铬酸钾或高锰酸钾，前者较常用。 2、生物需氧量（BOD）
水处理中的膜技术研究
水处理中的膜技术研究一、引言近年来，随着人口增长和工业化的加速，无论是日常生活还是工业生产中都产生了大量的废水。
废水如果不能得到有效处理，将对环境和人类健康造成极大的威胁。
膜技术作为一种高效、低成本的水处理技术，近年来备受关注。
本文将深入探讨膜技术在水处理中的应用及其研究现状。
二、膜技术的基本原理膜技术是利用特定的膜过滤介质，把水处理过程中的杂质、污染物、细菌等分离出去，从而达到去除和净化水 quality 的目的的技术。
膜技术通过特定的分离作用，能够达到对溶质、悬垂物质的分离、浓缩和分级作用。
膜技术常用的膜有微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜和电渗析膜。
膜技术不仅可以对废水进行处理，同时，还可以用于海水淡化、医药、食品以及饮用水的处理等工作领域中。
三、膜技术在水处理中的应用1. 膜滤器技术膜滤器技术是将水分成微小的颗粒和分子，通过微滤膜进行过滤，达到分离杂质、污染物等的目的。
膜滤器技术应用领域广泛，常用于污染物中的固体、淀粉、有机物质和其它杂质的去除，以及对饮用水和食品的过滤工作。
2. 超滤技术超滤技术是一种将大分子有机污染物分离出溶液的膜分离技术。
超滤掉大分子杂质后，膜滤器上分离出来的溶液中的离子、小分子有机物等，可以很容易地通过膜滤器得到。
超滤技术可以用于水中的有机物、细菌等的过滤和去除。
3. 反渗透技术反渗透技术是将水通过超过 osmotic 压的单位分子膜通过筛选和反渗透作用区分离出纯水的技术。
通过反渗透技术，可以实现在高盐度或高粘易性污染的水中分离有益物质，包括海水淡化以及其他化工、制药和食品处理等领域。
4. 纳滤技术纳滤技术是一种在分子水平进行的过滤技术，在膜表面被多孔膜截留的分子的分子量通常小于0.001 μm。
纳滤技术将水分离成大量的不同分级的组分，例如：病毒、悬浮物、生化物质和微生物等物种。
纳滤技术可用于饮用水、电镀等领域的水处理，同时还可以降低对环境的影响。
5. 电渗析技术电渗析技术是一种利用电场的作用，在液相中为特定离子进行分离清洗的技术。
膜技术在水处理中的应用
3.超滤/微滤膜技术介绍
21
管式膜组件
常见的超滤膜组件形式
中空纤维(帘式)
板式膜组件
中空 纤维膜
22
膜丝 给水
膜丝 产水
压力式
产水
内压式
进水
外压式
23
错流过滤与死过滤
进料液
压力 浓缩液
进料液 压力
透过液
错流过滤
透过液
死端过滤
浸没式
立式UF系统 卧式UF系统
25
外置式 MBR
管式膜
主要超滤/微滤膜供应商
polio virus
反渗透
超滤
Reverse Osmosis Ultrafiltration
最小的 隐孢子虫
毛发
微生物 Crypto-
hair
smallest sporidium
micro-
organism 砂滤
Sand filtration
纳滤
微滤
Nanofiltration
Microfiltration
工业给水
Industrial Process Water
•锅炉给水 Boiler Feedwater • 超纯水 Ultrapure Water
工业废水
Industrial WasteWater
• 工业废水 Industrial Wastewater •污水的回用 Water Reuse
15
2.膜技术在水处理中的应用
…
主要反渗透/纳滤膜供应商
制造商 DOW 海德能 东丽
GE KOCH 世韩 汇通源泉（时代沃顿） 杭州北斗星
国别 美国 日本 日本 美国 美国 韩国 中国 中国
水处理膜的工作原理及应用
水处理膜的工作原理及应用1. 水处理膜的工作原理•渗透过程：水处理膜利用半透膜的特性，通过渗透过程将溶液中的溶质和溶剂分离。
半透膜的特点是可以允许溶剂（水）通过，而阻止溶质（污染物、盐等）的通过。
•逆渗透：逆渗透是一种通过外加压力使水逆向渗透的过程。
逆渗透膜具有高效的过滤效果，可以有效去除水中的杂质、盐和微生物等。
•超过滤：超过滤是指在压力驱动下，大于分子间的相互作用力时，分子能够通过膜隙，而有较大颗粒的溶液中的微小颗粒则无法通过膜隙，从而实现了分离。
•微滤：微滤是一种通过微孔隙的膜进行过滤的过程，可以去除颗粒物、胶体物质和微生物等。
2. 水处理膜的应用水处理膜广泛应用于各个领域，下面列出了一些典型的应用场景：•海水淡化：逆渗透膜是海水淡化过程中一种关键技术，可以将海水中的盐类和杂质去除，从而获得淡水资源。
•污水处理：水处理膜可以用于污水处理厂将废水中的有机物、微生物和悬浮物等去除，得到清洁的水源。
•饮用水净化：水处理膜可以去除自来水中的杂质、微生物和有害物质，提供安全健康的饮用水。
•电子行业：在电子行业中，电子元件的生产中需要高纯水，水处理膜可以去除水中的离子、微生物和颗粒物，保证生产质量。
•食品加工：水处理膜可以用于食品加工过程中去除水中的微生物、胶体和悬浮物等，确保食品的卫生安全。
•制药行业：制药行业对水质的要求较高，水处理膜可以去除水中的微生物、颗粒物和溶解性有机物等，保证制药过程的纯净度。
3. 水处理膜的优势•高效性：水处理膜能够高效去除水中的污染物和杂质，具有高度的过滤效果。
•节能性：相比传统的水处理方法，水处理膜需要的能源消耗较低，可以有效节省能源。
•环保性：水处理膜不使用化学药剂，不产生二次污染，对环境友好。
•灵活性：水处理膜可以根据不同的需求进行调整，适用于不同领域和规模的水处理需求。
•可持续性：水处理膜具有较长的使用寿命，能够稳定持久地提供高质量的水处理效果。
4. 水处理膜的发展趋势随着科技的不断进步和人们对水质要求的提高，水处理膜技术也得到了持续的发展和创新。
水处理膜材料
水处理膜材料
水处理膜材料是指用于水处理设备中的膜分离材料，主要包括反渗透膜、超滤膜、微滤膜等。
这些膜材料在水处理过程中起着至关重要的作用，能够有效去除水中的杂质和污染物，提高水质，保障人们的饮用水安全。
本文将就水处理膜材料的种类、特点和应用进行介绍。
首先，我们来介绍一下反渗透膜。
反渗透膜是一种高效的膜分离材料，可以有效去除水中的盐分、重金属离子、有机物等。
其工作原理是利用高压将水逼过膜，从而将水中的杂质和污染物截留在膜的一侧，而纯净水则通过膜的另一侧输出。
反渗透膜广泛应用于海水淡化、工业废水处理、饮用水净化等领域。
其次，超滤膜是另一种常见的水处理膜材料。
超滤膜的孔径比反渗透膜大，主要用于去除水中的大分子有机物、胶体颗粒、微生物等。
超滤膜在饮用水净化、污水处理、食品加工等方面有着重要的应用，能够有效提高水质，保障人们的健康。
此外，微滤膜也是一种常用的水处理膜材料。
微滤膜的孔径比超滤膜大，可以去除水中的大颗粒悬浮物、胶体颗粒、微生物等。
微滤膜广泛应用于饮用水净化、医药、电子工业等领域，能够有效提高水质，保障生产和生活用水的安全。
总的来说，水处理膜材料在现代水处理领域起着不可替代的作用。
不同种类的膜材料具有不同的特点和应用领域，但它们都能够有效去除水中的杂质和污染物，提高水质，保障人们的健康和生产用水的安全。
随着科技的不断进步，相信水处理膜材料将会在未来发挥更加重要的作用，为人类的可持续发展做出更大的贡献。
水处理膜技术
均匀合理，以减少浓差极化； ▪ 具有尽可能高的装填密度（单位体积的膜组件中填充膜
的有效面积），并使膜的安装和更换方便； ▪ 装置牢固、安全可靠、价格低廉和易维护。
▪ 膜元件(element)：即膜芯 ▪ 膜组件(module)：按一定技术要求将膜(元件)组装在一
应用举例
金属回收；污染控制；富氧燃烧 余热回收；药剂回收；污染控制 代替蒸馏；污染控制；纤维及药剂回收 净化；浓缩；消毒；代替蒸馏；副产品回收 有机物除去或回收；污染控制；气体分离；药剂回收和再利用 人造器官；控制释放；血液分离；消毒；水净化 海水、苦咸水淡化；超纯水制备；电厂锅炉用水净化；废水处理 舰艇淡水供应；战地医院污水净化；低放射性水处理；野战供水
▪ 2）板框式膜组件特点 ▪ 构造比较简单，且可单独更换膜片； ▪ 可作为试验机，将各种膜样品同时安装在一起进行性能检
测；
▪ 流道的断面积可适当增大，压降较小，线速度可达 1~5m/s，且不易被纤维屑等异物堵塞；
▪ 为促进膜组件内的湍流效果，不少厂家将原液导流板的表 面设计成各式凹凸或波纹结构或在膜面配置筛网等物。
（截留物为产物） ▪ 2.纯化：除去杂质； ▪ 3.分离：将混合物分成两种或多种目的产物； ▪ 4.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。
2.1概述
七、膜的应用 20世纪90年代，膜技术基本已经从实验室步入工业化， 并在水处理、食品工业、环境保护、化工与石油化工、 电子、冶金、国防……等领域得到成功的应用。目前全 球膜产业的规模超过百亿美元，正以年30％的速度递增 着。
膜法海水淡化
几种分离方法能耗比较
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3．离子交换膜和电渗析技术主要用于苦咸水脱盐，近年市场容量也近饱和。80年代新型含氟离 子膜在氯碱工业成功应用后，引起氯碱工业的深刻变化。离子膜法比传统的隔膜法节约总能耗30％，
节约投资20%。90年世界上已有34个国家近140套离子膜电解装置投产，到2000年全世界将1/3氯碱
生产转向膜法。
4．60 年发明了第一代高性能的非对称性醋酸纤维素膜,把反渗透(RO)首次用于海水及苦咸水淡化。 70 年代开发成功高效芳香聚酰胺中空纤维反渗透膜，为第二代膜。90 年代出现低压反渗透复合膜,为
起透过膜上的微孔，大于孔径的微粒被截留。
微孔滤膜是由纤维素酯等高分子材料在一定条件下制成的孔结构高度均匀的多也薄膜，可制成 指定孔径，通过电子显微镜观察微孔滤膜的断面结构，常见的有通孔型、海绵型、非对称型三种
结构。
微孔滤膜过滤的特点如下： ①微孔滤膜的孔径十分均匀，能将液体中所有大于指定孔径的微粒全部截留。 ②微孔滤膜的空隙率高达80%左右，因而阻力小，对清液或气体的过滤速度，可较同样效果的常用 过滤材料快数十倍。 ③滤膜为均一连续的高分子材料，过滤时没有纤维和碎屑脱落，从而能得到高度纯洁的滤液； ④大于也径的微粒不会因压力增高而穿过滤膜，当压力波动时也不致影响过滤效率； ⑤滤层薄，质量小，对滤液或滤液中有效成分的吸附量小，因而可减少贵重物料的损失。
耗仅为恒沸精馏的1/3～1/2，且不使用苯等挟带剂，在取代恒沸精馏及其它脱水技术上具有很大的经
济优势。德国GFT 公司是率先开发成功唯一商品GFT 膜的公司。
微滤的发展方向
发展方向
廉价膜组件
实现前景
非常好
说明
巨大的潜在市场需要远低于现在的价格的日用品价微 滤装置 陶瓷和无机膜更有可能，潜在的应用包括从煤和油的 液体中除去微滤粒以及取代 流动气体处理中的袋滤器 适用于屠宰场、乳制品、酿造和制酒，必需能适应工 业杀菌 用于必需证明能连续服从生物完整性的地方，特别是 遥控和自动操作之处
非常好
目前组件不能用于有机溶剂分离且很昂贵
很好
需要更多的溶剂选择性膜，特别是对亲水性溶剂（酚 、乙酸、甲醇、乙醇等）
好
用于破坏很多常见的水—有机物共沸体系
渗透汽化将有可能用于混合物中的有机物—有机物分 离，系统设计的研究是进 行此类研究所必需的
好
发展方向
开发通用的制造皮层<500A 膜的生产技术 高O2/N2 选择性（α=7~10）和透 过性能（P=2—3Barrer For O2）的高分子 开发通用的制造复合膜皮层<500A 的生产术 具有在高CO2 和H2S 分压下从CH4 中高选择 性分离CO2（α>45 和H2（α>20）的膜材料 对已形成的超薄皮层进行活化处理增加其选 择性而不使流量严重下降 高氧选择性膜(α=12-15 forO2/N2)具有好的 稳定性和O2 通量0.5-1×104cm3(STP)/cm2.s.cmHg 用于有效地选择具有高分离性能聚合物膜材 料的指导原则
超滤主要用于溶液中分子量500~500000的高分子物质与溶剂或含小分子物质的溶液的分离，超 滤是目前应用最广的膜分离过程，它的应用领域涉及化工、食品、医药、生化等领域。
①纯水制备，超滤广泛用于水中的细菌、病毒、热源和其他异物的除去，用于制备高纯饮用水、
电子工业超净水和医用无菌水等。 ②应用超滤处理汽车、家具等制品电涂淋洗水，淋洗水中常含有1%-2%的涂料（高分子物质）， 用超滤装置可分离出清水，清水返回重复用于清洗，同时又使涂料得到浓缩重新用于电涂。 ③纺织工业中含聚乙烯醇废水的处理。 ④食品工业中废水处理，在牛仍加工厂中用超滤从乳清中分离蛋白和低分子量的乳糖。 ⑤果汁、酒等饮料的消毒与澄清，应用超滤可使果汁保持原有的色、香、味，产品清澈，而且操
过滤分离不同的粒子要使用相应的过滤介质，过滤介质一般分为深层过滤介质和筛网过滤介质两 种类型。常规过滤中所用的多属深层过滤介质，如滤纸、滤布、沙等，它们呈不规则交错堆置折多 孔体，孔型不规则。以深层介质过滤时，不能保证没有少量大颗粒物质进入滤液，而微细粒子则由 于吸附而被阻留。 微孔过滤（简称微滤）是以压力差为推动力的膜分离过程，微孔滤膜具有形态整齐的多孔结构， 分离的机理是膜孔对溶液中的悬浮微粒的筛分作用，在压力差的作用下，小于孔径的微粒随溶剂一
微滤可以分离溶液中大于0.05μm 左右的微细粒子，它的应用范围很广。 (1)水处理行业：水中悬浮物，微小粒子和细菌的去除; (2)电子工业：半导体工业超纯水、集成电路清洗用水终端处理; (3)制药行业：医用纯水除菌、除热原，药物除菌; (4)医疗行业：除去组织液、抗菌素、血清、血浆蛋白质等多种溶液中的菌体; (5)食品工业：饮料、酒类、酱油、醋等食品中的悬浊物、微生物和异味杂质、酵母 和霉菌的去除，果汁的澄清过滤。
(6)化学工业：各种化学品的过滤澄清。
超过滤简称超滤（UF），是以压力差为推动力的膜分离过程，分离截留的机量为筛分，小于孔径的
微粒随溶剂一起透过膜的微孔，大于孔径的微粒被截留。膜上微孔的尺寸和形状决定膜的的分离性质。 超滤所用的膜为不对称膜，它的特点是膜断面形态的不对称性，它是由表面活性层与大孔支撑层两
离子。盐由脱盐室移出进入相邻的浓缩室，这样电渗析器既可以用来脱盐也可以进行盐的浓缩。
1．微滤在30年代硝酸纤维素微滤膜商品化，60年代主要开发新品种。近年来以四氟乙烯和聚偏 氟乙烯制成的微滤膜已商品化，具有耐高温、耐溶剂、化学稳定性好等优点，使用温度在－100～ 260℃。目前销售量居第一位。
2．超滤从70年代进入工业化应用后发展迅速，已成为应用领域最广的技术。日本开发出孔径为 5～50nm的陶瓷超滤膜，截留分子量为2万，并开发成功直径为1～2mm，壁厚200～400的陶瓷中空 纤维超滤膜，特别适合于生物制品的分离提纯。
第三代RO 膜，膜性能大幅度提高，目前RO 已在许多领域得到广泛应用，例如，超纯水制造、锅炉
水软化，食品、医药的浓缩，城市污水处理，化工废液中有用物质回收。目前世界最大的反渗透苦咸 水淡化装置为位于美国亚利桑拿州的日产水量为28 万吨的运河水处理厂，最大的反渗透海水淡化装 置，位于沙特阿拉伯，日产水量为12.8 万吨。最大的纳滤脱盐软化装置位于美国佛罗里达州，日产 水量为3.8 万吨。
实现前景
很好 很好
说明
使用先进的膜材料 实验材料已接近此
好
只需要少量的贵重的选择性材料 当从EOR Projects 的原料气中酸气中分 压增加更加重要 若是通用方法则很有只引力，用光化 学或氟化都已在一致密膜或一相对厚 度为1μm 的复合膜中得到证明 碳纤维，无机或促进传弟膜可能达到 这一α和通量目标。 已取得很多进展，但持久地创建这种 能力将为开辟所在的新市场打下良好 的基础
层组成，表面活性层很薄，厚度0.1-1.5μm膜的分离性能主要取决于这一层，表面活性层有孔径1~20nm
的膜为超滤膜；支撑层的厚度为50~250μm，起支撑作用，它决定膜的机械强度，呈多孔状，超滤膜的 大孔支撑层为指状孔。
超滤膜的另一种形式是中空纤维膜，超滤所用时不需专门的支撑结构，其另一个特点是单位体积 内膜具有非常大的表面积，能有效地提高渗透通量。 超滤过程中，在水透过膜的同时，大分子溶质被截留，而在膜的表面积聚，形成被截留的大分 子溶质的浓度边界层，这就是超滤过程中的浓差极化。由于浓差极化，膜表面处溶质的浓度高，可 以导致溶质截留率的下降和水的渗透压的增高，使超滤过程的有效压差减小，渗透通量降低。
耐高温、抗溶剂的膜及组件
好
不污染、易清洗长寿命膜
好
连续完整性试验
好
廉价、抗污染组件的设计
尚可
目前组件极易污染,特别在高颗料含量的进料液情况下 很需要更佳组件的设计
超滤的发展方向
发展方向
抗污染膜
实现前景
好
说明
污染是超滤的主要矛盾， 污染的消除将使超滤 整个过程提高>30%并减少投资15%，并能有较 好的分馏效果， 因而使超滤应用范围拓宽
离子交换膜的应用和原理
电渗析的基本系统电渗析的原理:盐一般溶解在水溶液中形成阴离子和阳离子，在两个电极电场 的存在下，阳离子移向阳极，阴离子移向阳极（类似于电泳过程），这样就形成电流。在两个电极 间插入一张阳膜或一张阴膜将导致阳离子或阴离子通过膜的选择性迁移。
在电渗析时，一组交替排列的阳离子和阴离子交换膜固定在两个电极中间，用来分离和浓缩盐
5．1979 年Monsanto 公司用于H2/N2 分离的Prism 系统的建立,将气体分离推向工业化应用。1985 年Dow 化学公司向市场提供以富N2 为目的空气分离器“Generon”气体分离用于石油、化工、天然 气生产等领域,大大提高了过程的经济效益。
6．80 年代后期进入工业应用的膜分离技术是用渗透汽化进行醇类等恒沸物脱水，由于该过程的能
抗溶剂的膜及组件
尚可
适用于高温、高PH 值和抗氧化的 膜
好
发展方向实现前景源自说明目前电渗析系统受操作温度限制， 抗高温组件将使电 阻降低和减少能耗
有较好的温度稳定性的膜
非常好
改进流液分布的空间设计
好
浓差极化极是电渗析中的一个问题，改进空间结构对此 有 如能制出好的膜，双极膜将是电渗析今后一个主要生长 区域
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第三节 各种膜的技术特性
主讲：技术部
过滤是一种分离气体或液体中悬浮的或溶解的离子的技术，过滤由一定的过滤介质和相应的辅助 设备来完成。悬浮或溶解在液体中的各种微细离子直径范围如下： 粗粒 细粒 微粒 2~0.1mm 100~10μm 10~0.5μm 大分子 小分子和无机粒子 500~10nm 10~0.1nm
较好的双极膜
很好
蒸汽消毒膜
很好
电渗析现正进入食品和药剂工业，但消毒仍是问题
抗污染膜
很好
在某些电渗析应用中污染仍是一个问题
发展方向