第5章 过滤及膜技术
第5章 常见免疫学检测技术-胶体金免疫层析
(三)胶体金免疫测定技术
§ (2)胶体金免疫层析
LA T E R A L FLO W T E S T S T R IP O F V E D A LA B
30
(三)胶体金免疫测定技术
§ (2)胶体金免疫层析
©①双抗体夹心法
• 固定于膜上的抗 体1+标本中待测 抗原+金标记的 抗体2显色
• 用于测抗原
原 • 是用胶体金标记技术和蛋白质层析技术 理 • 将结合各的种以反应微试孔剂滤分膜点为固载定体在的测快试速版的相固应相
• 通区膜域过免,毛疫检细分测析管标作技用术本加使在样试品纸溶条 液的 在一 层端析材料 上泳动,样本中的待测物与层析材料中 的反应试剂发生特异性结合反应,形成 的复合物被富集或固定在层析条上的特 定区域(检测线),通过标记抗体显色
§ 最初应用于免疫组化染色,随后发展到以膜为 载体的免疫测定技术
一、胶体金标记免疫检测应用现状
§ 胶体金标记技术具有简单、快速、灵敏等特 点,得到了广泛应用
§ 20世纪90年代兴起的胶体金免疫层析技术,特 别是试纸条的发展,使操作更加方便快捷
§ 胶体金标记免疫检测技术在临床医学检测、激 素检测、食品安全检测、药物残留和毒品快速 检测,以及抗原抗体分析等诸多领域迅速发展
食品 食品安全检测中心, 农兽药残留(磺胺类、瘦肉精
安全 各监管部门
等),大肠杆菌,黄曲霉素
--
瘦 肉 精
沙 丁 胺 醇
--
瘦 肉 精
沙 丁 胺 醇
—
瘦 肉 精
克 伦 特 罗
瘦肉精—莱克多巴胺
瘦肉精—莱克多巴胺
瘦肉精—莱克多巴胺
—
兽 药
恩 诺 沙 星
致病菌--大肠杆菌O157
【2024版】微电子工艺之薄膜技术
二、外延掺杂及杂质再分布
3.杂质再分布
再分布:外延层中的杂质向衬底扩散;
衬底中的杂质向外延层扩散。
总杂质浓度分布:各自扩散的共同结果。
①衬底杂质的再分布(图3-21)
初始条件:N2(x,0)=Nsub,x<0; N2(x,0)=0,x>0; 边界条件一:衬底深处杂质浓度均匀,即
当vt» D1t 时,有
N1x,t
Nf 2
erfc
2
x D1t
二、外延掺杂及杂质再分布
当vt»2 D1t 时,有
N1(x,t)≈Nf
③总的杂质分布(图3-24)
N(x,t)=N1(x,t)± N2(x,t) “+”: 同一导电类型;
“-”:相反导电类型;
三、自掺杂(非故意掺杂)
1.定义
N 2 x
x 0
二、外延掺杂及杂质再分布
边Jd界条D件2 二Nx:2 在xx外f 延J层b 表J s面 (h2x=vxfN)2 ,扩x f 散,t 流密度Jd为
解得:
N2x,t
N sub 2
erfc
2
x D2 t
v h2 2h2
v
ex
p
D2
vt
x erfc
2vt x 2 D2t
①当hG» ks,则 NGS≈NG0,V= ks(NT/ NSi) Y,是表面反 应控制。
②当ks» hG,则 NGS ≈0, V= hG(NT/ NSi) Y,是质量转 移控制。
二、外延掺杂及杂质再分布
1. 掺杂原理-以SiH4-H2-PH3为例
第5章过滤——精选推荐
第5章过滤一.填空题1.快滤池使用的滤料都是颗粒状材料。
滤料应满足的基本条件是、、。
2.悬浮颗粒在滤层孔隙水流中的迁移是由于、、、、五种基本作用。
3.过滤的目的是用来去除水中的,以获得浊度更低的水。
4.快滤池的冲洗方法有、和三种。
5.滤池的水质周期和压力周期除了与滤层的厚度有关还与、、等因素有关。
(至少三种)6.快滤池的工作机理是、慢滤池的工作机理是。
二.选择题1.虹吸滤池一般采用()配水系统,反冲洗水来自( ),因此()不能生产。
与其类似的还有()滤池。
A. 小阻力;其余各格滤后水;单格;移动罩滤池B. 大阻力;单设冲洗设备;单格;移动罩滤池C. 穿孔管大阻力;其余各格滤后水;多格;无阀滤池D. 小阻力;单设冲洗设备;2格以下;无阀滤池2.滤池型式的选择,应根据()等因素,结合当地的条件,通过()确定。
A. 生产能力、施工成本和工艺流程;试验B. 设计生产能力、进水水质和工艺流程的高程布置;技术经济比较C. 最大供水量、出水水质和地形;综合比较D. 设计生产能力;占地面积和平面布置;技术经济比较3.给水过滤中,()会影响杂质在滤层中的分布规律。
A. 滤速、水流方向和滤料材质B. 冲洗次数、水流方向和滤层的组成C. 水流方向、滤速和滤层厚度D. 滤速、过滤水流方向和滤层组成4.快滤池应有下列管:(),其断面宜()通过计算确定。
A. 进水管、出水管、放空管、排水管;根据试验数据B. 清水管、放空管、排泥管、排水管;根据流速C. 进水管、出水管、冲洗水管、排水管;根据流速D. 清水管、出水管、冲洗水管、排泥管;根据试验数据5. ()过滤过程中有可能出现“负水头”现象。
A. 直接过滤B.变速过滤C. 外部过滤D.等速过滤6.水厂生产过程中投药自动控制主要包括()自动控制;澄清池和沉淀池的自动控制内容是();滤池自动控制目前则主要是根据()来控制滤池()。
A. 混凝剂投加和加氯;排泥;滤层水头损失或规定冲洗周期;冲洗B. 氧化剂投加和加氯;水位;滤层水头损失或规定冲洗周期;出水量C. 混凝剂和助凝剂投加;水位;滤层厚度或规定滤速;出水量D. 混凝剂投加和加氯;加药;滤层水头损失或规定滤速;冲洗7.滤池应按正常情况下的滤速设计,并以检修情况下的()校核。
水质工程学习题(全)
水质工程学习题(全)编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(水质工程学习题(全))的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第一章水质与水质标准填空题:1、水的循环包括:和。
2、按水中杂质的尺寸,可以将杂质分为、、三种。
3、含磷物质存在形式:、、 ;溶解性的磷:、、;悬浮性的磷:。
4、按处理程度污水处理分为:、、 .5、污水的最终出路:、、。
6、城市污水:包括以下四部分、、、 .7、污水复用分:、。
8、有直接毒害作用的无机物:、、、、、。
9、生活饮用水的水质指标可分为、、、四类。
10、通常采用、、、等水质指标来表示水质耗氧有机物的含量。
名词解释:1、合流制2、分流制3、 BOD4、 COD5、 TOC6、 TOD7、总残渣、总固体或叫蒸发残渣8、水体富营养化(eutrophication )的定义 9、水环境容量 10、水体自净问答题:1、污水中含氮物质的分类及相互转换2、什么是水体自净?为什么说溶解氧是河流自净中最有力的生态因素之一?3、在研究水体污染问题时,为什么除毒物外,还要考虑溶解氧和生化需氧量这两个问题?在进行水体自净的计算时,关于溶解氧一般是以夏季水体中不低于 4mg/L为根据的,但在北方严寒地区,对于溶解氧的要求往往提高,这是什么原因?4、进行水体污染的调查,主要应采取哪些步骤?5、什么是水体富营养化?富营养化有哪些危害?6、 BOD 的缺点、意义?7、什么是“水华"现象?8、什么是“ 赤潮 " 现象?9、氧垂曲线的意义,使用时应主意哪些问题?10、写出氧垂曲线的公式,并图示说明什么是氧垂点.11、河水:最旱年最旱月平均时流量(保证率 95% )(水速为0.25m/s),生化需氧量=3mg/L,亏氧量Da〈10%,水温T=20,耗氧常数,复氧常数。
生物分离工程-第五章-萃取技术PPT课件
mCl
[R Cl - ] [Cl - ]
则
mAKeC mlCl1[H K 2][K H 1 K ]2 21
43
-化学萃取平衡之分配平衡(2)
二(2-乙基己基)磷酸萃取氨基酸为例,其所对应的离 子交换反应
A2(H2RA ) R(3H H R )
KeH[A[AR]([(HH3R]R[2)H])]
氨基酸的表观分配系数为
6
生物产品萃取根据分子量大小划分
小分子类 化合物相对分子量约小于1000,如氨基酸、 抗生素、维生素、有机酸等,采用有机溶 剂萃取
大分子类 相对分子量大于1000,如酶,抗体,蛋白 质等,有机溶剂不适用,可选用反胶团萃 取、双水相萃取等
7
工业上生产青霉素
大多采用醋酸丁酯为萃取剂,pH=1.8~2.2, 相比VO/VW=1/2~1/2.5,温度5℃,反萃取过 程采用碳酸氢钾或碳酸钾水溶液为反萃取剂。
A
A+
A+
AA+
A AClA
有机相
R+Cl-
RR++CA-l-
R+Cl-
R+Cl-
R+Cl-
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化学萃取平衡之分配平衡
季胺盐萃取氨基酸为例,其所对应的离子交换反应
R C lA R A -C l
[RA-][Cl- ] KeCl [RCl- ][A- ]
氨基酸和氯离子对应的表观分配系数分别为
[R A- ] mA cA
51
2、双水相形成
当两种高分子聚合物之间存在相互排斥作 用时,即一种分子周围将聚集同种分子而 排斥异种分子,则在达到平衡时,就形成 分别富含不同聚合物的两相 。
水质工程学——第5章 过滤
单层滤料
双层滤料
石英砂
滤 层 深 度 (cm)
石英砂
2
在一个过滤周期内,单 位体积滤层中的平均含 污量称为“滤层含污能 力”,单位g/cm3或 kg/m3。
无煤烟
表面过滤(surface filtration) 被截留的颗粒物聚集在过滤介质表面时,称表面过滤。 粗滤、微滤和膜滤都属于表面过滤,利用孔隙的筛除作用。
滤后水质较差,而后绿层顶部几厘米厚,由原来的松散 砂粒,变成一个发粘的滤层(滤膜),具有微生物的净 化作用。
清洗:慢滤池的运行周期较长, 一般在几个月或一年
以上。当滤料堵塞需要清洗时, 可采用人工方法进行。 用铲将表层25 ~30mm 厚度的滤层铲出清洗。
设计参数:
慢滤池的滤料多采用粒径为0.3 ~1.0mm的石英砂或普通河沙。 慢滤池内的滤料层厚度一般在0.65 ~1.50m之间, 不得小0.65m。 为保证慢滤池正常工作, 滤层上面应保持一定的作用水头, 一般在 0.1~0.5m。 慢滤池的水力负荷一般为0.1 ~0.3m/h。
损失将较小。
5. 直接过滤
原水加药后不经过沉淀,而直接进入滤池的过滤。 接触过滤 原水加药后只经过混合就直接进入滤池过滤 微絮凝过滤 原水加药后经过混合和微絮凝池后进入滤池过滤
直接过滤的特点
采用双层或三层滤料滤池。 采用聚合物为主混凝剂或助凝剂。 工艺简单,药剂用量少。
硫酸铝 原水 混合
聚合物 双层或三层滤料滤池 (a) 过滤出水
由于过滤情况很复杂,目前有不少计算公式,但与生产实际存在 差距。
通过实验Ht与t一般呈直线关系。(见图)
Hmax为水头损失增值为 最大时的过滤水头损失, 一般为1.5~2.0m。 T 为过滤周期。如果不出 现滤后水质恶化等情况,过滤 周期不仅决定于最大允许水头 损失、还与滤速有关。 设滤速 vˊ >v ,其清洁 砂 层水头损失为H0 ˊ 。一方面H0 ˊ> H0 ,同时单位时间内滤层 截留的杂质量较多,
第五章膜过滤法讲解
截留分子量: 微滤 0.02~10μm 透析 3000 Dalton~ 几万Dalton 超滤 50nm~100nm或5000~50万Dalton 纳滤 200~1000Dalton或1nm 反渗透 200Dalton
10
概述
膜分离法与物质大小(直径)的关系
RO NF UF MF
F
11
5.1 膜材料 与膜的制造
23
截断曲线
得到的截留率与分子量之间的关系称为截断曲线。 质量好的膜应有陡直的截断曲线,可使不同分子量的溶质分离完全;
反之,斜坦的截断曲线会导致分离不完全。
24
影响截留率的因素
①分子形状:线状分子易透过,R线 < R球; ②吸附作用:溶质吸附于膜孔壁上,降低膜孔有效直径 ③浓差极化作用:高分子溶质在膜面沉积,使膜阻力, 较小分子溶质的截留率,分离性能。 ④温度/浓度,T C,使R,因为膜吸附作用; ⑤错流速度,R; ⑥pH、离子强度影响蛋白质分子构型,影响R。
15
聚砜膜的特点
• (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
16
近年来开发的新型膜材料
① 复合膜; ② 无机多孔膜; ③ 纳米过滤膜。 ④ 功能高分子膜; ⑤ 聚氨基葡糖
17
膜材料 - 不同的膜分离技术
3
概述
人类认识到膜的功能源于1748年,然而用于为人类服 务是近几十年的事。1960年Loeb和Sourirajan制备 出第一张具有高透水性和高脱盐率的不对称膜,是膜 分离技术发展的一个里程碑。
4
概述
• 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
第4、5章课后习题答案 膜分离技术概论 黄维菊
第四章超滤和纳滤一、选择题1. UF同RO、NF、MF一样,均属于压力驱动型膜分离技术。
超滤主要用于从液相物质中分离大分子化合物(蛋白质,核酸聚合物,淀粉,天然胶,酶等),胶体分散液(粘土,颜料,矿物质,乳液颗粒,微生物),乳液(润滑脂-洗涤剂以及油-水乳液)。
采用先与适合的大分子复合的办法时也可以用超滤来分离低分子量溶质,从而可达到某些含有各种小分子量可溶性溶质和高分子物质(入蛋白质、酶、病毒)等溶液的浓缩、分离、提纯和净化。
其操作静压差一般为(A)被分离组分的直径大约为(B),这相当于光学显微镜的分辨极限,一般为分子量大于500-1000000的大分子和胶体粒子,这种液体的渗透压很小,可以忽略,总之超滤对去除水中的微粒、胶体、细菌、热源和各种的有机物有较好的效果,但它几乎不能截留(C).UF的分离机理为(D)过程,但膜表面的化学性质也是影响超滤分离的重要因素。
A(1)1mpa-10mpa (2)0.01mpa-0.2mpa(3)0.1mpa-1mpa (4)0.2mpa-0.4mpaB(1)0.1nm-1nm (2)10nm-0.05um(3)0.05um-1um (4)0.005um-0.1umC(1)无机离子(2)大分子物质和胶体(3)悬浮液和乳浓液D(1)筛孔分离(2)溶解-扩散机理2. 纳滤膜大多从反渗透膜演化而来,但制作比反渗透膜更精细。
日本学者大谷敏郎对纳滤膜进行了具体的定义:操作压力(A),截留分子量(B),NaCL的截留率<=90%的膜可以认为是纳滤膜。
纳滤以压力为推动力,依靠(C),可实现低分子有机物的脱盐纯化和高价离子脱除。
A(1)1mpa-10mpa (2)0.01mpa-0.2mpa(3)0.1mpa-1mpa (4)<=1.50mpaB(1)200-1000 (2)500-30万(3)>0.05um的颗粒C(1)筛孔分离(2)溶解-扩散机理(3)溶解扩散Donna效应(4)离子交换1.A(3)B(4)C(1)D(1)2、A(4)B(1)C(3)二、填空题1、超滤是介于______之间的一种膜过程,膜孔径范围为________。
第五章体外分析技术
的疗效判断,评价胰岛素产品质量.
骨钙素解甲状
腺\甲状旁腺功能
肝脏
急性黄疸型肝炎\慢性活动性肝炎\肝硬化
胆酸 放免<300μg/dl 肝癌\胆汁淤积时明显升高,慢性迁延性肝
炎及胆囊炎轻度升高。妊娠胆淤明显升高。
透明质酸 放免 <120μg/l 肝硬化\肝纤维化\慢性肝炎时升高,肝硬
同上
甲状腺球 放免〈30%
甲状腺自身免疫疾病特异指
蛋白抗体
标,桥本氏甲状腺炎
甲状腺微 放免〈20%
甲状腺自身免疫疾病特异指
粒体抗体
标,桥本氏甲状腺炎
TSH 免放 0.4-3.1μIU/ml 鉴别原发与继发甲低,评价下
丘脑-垂体-甲状腺轴功能,垂体瘤,库欣综合征
甲状腺 放免4-14.5μg/ml 诊断甲癌\慢性淋巴细胞性
三、质量控制
Quality Control , QC
(一)定义:质量控制 就是控制误差, 即对分析工作中的误差进行经常性的 检查,遇有质量异常则及时采取对策, 以保证分析误差控制在可接受的范围 内。
放射免疫分析是一类高灵敏度的超微 量分析技术,极易受各种因素的影响 而使检测结果失真,因此必须有严格 的质量控制体系。
CA-153 放免<30U/ml 乳癌诊断特异,乳癌肝及骨转移\卵巢癌\
子宫内膜癌一定程度增高
肾上腺及肾脏
尿免疫球蛋白 放免<8mg/l 早期诊断肾脏受损\受损部位及程度判断
尿白蛋白 放免<10mg/l
同上
尿β2微球蛋白 放免<230mg/l
同上
上午8时: 50~280μg/l 综合征,肾上腺肿瘤、肿瘤、应激
糖类抗原 放免<20mg/l 肿瘤诊断\预后, 放化疗及手术后的疗
第五章 膜分离
纳米膜过滤是介于反渗透与超滤之间的液相膜处理新技术。
其特点为:(1)能截留小分子的有机物并可同时透析除盐,集浓缩透析为一体;(2)操作压力远比反渗透低,具有节约动力的优点。
纳滤膜的性质与特点大多数的纳滤膜是由多层聚合物薄膜组成。
活性层通常带荷负电化学基团。
一般认为纳滤膜是多孔性的,其平均孔径为2nm。
作为一般规律,通常分子量截留范围为100一200道尔顿,纳滤膜具有良好的热稳定性,pH稳定性和有机溶剂的稳定性。
纳米过滤的分离机理纳滤膜不仅具有依靠筛分作用进行分离,也显示有建立在离子电荷密度基础上的选择性,因为膜的离子选择性,对于含有不同自由离子的溶液,透过膜的离子分布是不相同的(透过率随离子浓度的变化而变化),这就是Donnan效应。
Donnan平衡模型对于荷电膜脱盐,多用Donnan平衡模型来解释。
当系统达到平衡时,膜相、水相、溶液相的离子的化学电位应该达到平衡态。
虽然,利用Donna 平衡理论来说明荷电膜的脱盐机理有所依据,而对于在压力下透过膜的机理,还不能从膜、进料及传质过程等多方面来定量描述。
第二节膜材料及其特性膜材料◆纤维素衍生物醋酸纤维素(CA):由纤维素和醋酸反应制得。
是反渗透膜、微滤和超滤的膜材料。
优点:价格便宜,膜的分离和透过性能良好;缺点:pH使用范围窄(pH=4~8),容易被微生物分解以及在高压操作下时间长了容易产生压密,引起透量下降。
硝酸纤维素(CN):由纤维素和硝酸反应制得。
价格便宜,广泛用作透析膜和微滤膜材料。
为了增加膜的强度,一般与醋酸纤维素混合使用。
再生纤维素:纤维素溶于某些溶剂如铜氨溶液并在溶解过程中发生降解,在成膜过程中又回复到纤维素的结构,称为再生纤维素。
广泛用于人工肾透析膜材料和微滤、超滤膜材料。
◆聚砜类是一类具有高机械强度的工程塑料。
是目前最重要、生产量最大的高分子聚合膜。
用途:超滤和微滤的膜材料,多种商品复合膜的支撑层膜材料。
优点:耐酸、耐碱缺点:耐有机溶剂的性能差。
第五章膜过滤法
(一)膜材料
• 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
14
醋酸纤维特点:
• 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与氯作用,寿命降低 • ⑧微生物侵袭 • ⑨适合作反渗透膜
40
3. 反渗透
利用反渗透膜选择性的只能通过溶剂(通常是水)而截留离子 物质性质,以膜两侧静压差为推动力,克服渗透压,使溶剂通 过反渗透膜实现对液体混合物进行分离的过程。 操作压差一般为1.5~10.5MPa,截留组分为小分子物质。
41
反渗透法
分离的溶剂分子往往很小,不能忽略渗透压的作用,为反渗透
• 透析:醋酸纤维、聚丙烯腈、聚酰胺、 • 微滤膜:硝酸/醋酸纤维,聚氟乙烯,聚丙烯, • 超滤膜:聚砜,硝酸纤维,醋酸纤维 • 反渗透膜:醋酸纤维素衍生物,聚酰胺 • 纳滤膜:聚电解质+聚酰胺、聚醚砜 • 电渗析:离子交换树脂 • 渗透蒸发:弹性态或玻璃态聚合物;聚丙稀腈、聚乙
烯醇、聚丙稀酰胺
18
5
概述
★膜分离的特点
• 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。 • 因而在生物产品的处理中占有重要地位
6
概 述 膜分离技术的重要性
39
微滤和超滤的分离机理
• 一般认为是简单的筛分过程, 大于膜表面毛细孔的分子被 截留,相反,较小的分子则 能透过膜。
• 毛细管流动模型:膜
膜过滤原理
膜过滤原理
膜过滤是一种利用薄膜的分离技术,广泛应用于水处理、食品加工、药品生产
等领域。
膜过滤原理是指利用膜的孔隙大小和特性,将混合物中的不同组分分离出来,达到分离、浓缩或纯化的目的。
膜过滤的原理可以简单地理解为通过膜的孔隙,将混合物中的溶质和溶剂分离
开来。
膜的孔隙大小决定了能够通过的颗粒大小,不同的膜可以实现不同程度的分离效果。
常见的膜材料包括聚酯膜、聚醚膜、聚丙烯膜等,它们具有不同的孔隙结构和化学性质,适用于不同的分离过程。
膜过滤的原理还涉及到压力驱动和渗透作用。
在膜过滤过程中,通过施加压力,将混合物中的溶质推动到膜的一侧,而溶剂则通过膜的孔隙传递到另一侧,从而实现分离。
此外,渗透作用也是膜过滤原理的重要组成部分,它是指在一定压力下,溶剂会通过膜的孔隙向浓度较高的一侧渗透,从而实现溶质的分离。
膜过滤原理的应用非常广泛。
在水处理领域,膜过滤可以去除水中的微生物、
重金属离子和有机物,提高水质。
在食品加工中,膜过滤可以实现浓缩果汁、分离乳清蛋白等。
在药品生产中,膜过滤可以纯化药品原料,去除杂质。
此外,膜过滤还被应用于生物工程、环保等领域。
总的来说,膜过滤原理是利用薄膜的孔隙和特性,通过压力驱动和渗透作用,
实现混合物中溶质和溶剂的分离。
膜过滤技术的不断发展和应用,将为各个领域的生产和生活带来更多的便利和可能性。
生化分离工程期末考试
第一章绪论1、生物分离工程:从发酵液或酶反应液或动植物培养液中分离、纯化生物产品的过程。
2、生化分离工程的特点:①目标产物浓度低、杂质含量高;②物料体系复杂——多相,非牛顿流体;③目标产物稳定性差;④分离过程可变性;⑤质量要求高⑥产品价格与产物浓度呈反比第二章发酵液的预处理和固液分离1、预处理的目的:促进从悬浮液中分离固形物的速度,提高固液分离的效率。
2、预处理的方法:凝聚和絮凝、加热法、调节悬浮液的PH值、杂蛋白的去处、高价无机离子的去除、助滤剂和反应剂。
3、凝聚:指在投加的化学物质作用下,胶体脱稳并使粒子相互聚集成1mm 大小块状凝聚体的过程。
机理:1)中和粒子表面电荷;2)消除双电层结构;3)破坏水化膜。
4、絮凝:指使用絮凝剂将胶体粒子交联成网,形成10mm大小絮凝团的过程。
其中絮凝剂主要起架桥作用。
机理:架桥作用。
采用絮凝法可形成粗大的絮凝体,使发酵液较易分离。
5、絮凝的影响因素:1.发酵液的性质;2.絮凝剂的浓度,最佳用量为粒子表面积约有一半被聚合物覆盖;3.絮凝剂的分子量;4.pH 控制;5.搅拌速度。
6、混凝:对于带负电荷的菌体或蛋白质来说,采用阳离子型高分子絮凝剂同时具有降低胶粒双电层电位和产生吸附桥架的双重机理,单独使用可达到较好絮凝效果;对于非离子型和阴离子型高分子絮凝剂,要采用凝聚和絮凝双重机理才能提高过滤效果。
这种包括凝聚和絮凝机理的过程,称为混凝。
7、杂蛋白的去除方法:沉淀法(等电点沉淀法、酸碱调节)、变性法(蛋白质从有规则的排列变成不规则结构的过程称为变性)、吸附法(加入某些吸附剂或沉淀剂吸附杂蛋白质而除去)。
8、固液分离的方法:过滤、离心、膜分离、双水相萃取、扩张床吸附。
9、影响发酵液固液分离的因素:1)发酵液中悬浮离子的大小;2)发酵液的黏度(固液分离速度通常与粘度成反比,粘度越大,固液分离越困难。
)10、过滤:借助于过滤介质,在一定的压力差ΔP作用下,使悬浮液中的液体通过介质的孔道,而固体颗粒被截留在介质上,从而实现固液分离的单元操作。
水质工程学练习题 (4)
第三章混凝一、填空:1、水处理过程中,混凝过程主要的去除对象为胶体和微小悬浮物。
2、胶体在水中之所以稳定,主要原因为胶体的动力稳定、带电稳定和胶体的溶剂化作用。
3、常用的混凝剂有硫酸铝、三氯化铁和聚合氯化铝。
4、目前公认的四个混凝机理分别是:压缩双电层、吸附-电中和、吸附架桥、网捕-卷扫。
5、根据快速混合的原理,混合设施主要有如下四类:水利混合、水泵混合、管式混合、机械混合。
6、混凝剂与水的混合絮凝中控制水利条件的重要参数是速度梯度G值和絮凝时间T值。
混合阶段要求的水利条件是G值为700~1000S-1,T值为10~20s,絮凝阶段要求的水利条件是平均G值为20~70S-1,GT值为1×104 ~1×105。
二、名词解释:混凝的定义总电位ζ电位压缩双电层速度梯度G--指两相邻水层的水流速度差与它们之间的距离的比值。
复合混凝剂同向絮凝异向絮凝混凝剂助凝剂三、问答题:1.试述混凝机理,及影响混凝效果的主要因素。
答:胶粒的混凝机理①压缩双电层作②吸附电中和作用③吸附架桥作用④网捕卷扫作用(4分)絮凝机理:①异向絮凝②同向絮凝(3分)影响因素:(3分)①水温的因素②PH的影响③水的碱度的影响④浊质颗粒的影响⑤水中有机污染物的影响⑥混凝剂的种类及投加量的影响⑦混凝剂的投加方式的影响2、铝盐和铁盐作为混凝剂在水处理过程中发挥哪三种作用?(1)Al3+或Fe3+和低聚合度高电荷的多核羟基配合物的脱稳凝聚作用。
(2)高聚合度羟基配合物的桥连絮凝作用。
(3)以氢氧化物沉淀形式存在时的网捕絮凝作用。
3. 混凝药剂的选择遵循哪些原则?P72第四章沉淀一、填空:1、在水处理领域中,颗粒在水中的沉降属于_层流___状态,颗粒的下沉速度可用_斯托克斯___公式计算。
2、澄清池内_泥渣__的体积浓度是提高原水中悬浮颗粒絮凝速率的决定性因素。
3、自由沉淀颗粒在水中所受的力有自身重力、水的浮力、粘滞阻力、惯性力。
膜技术手册(上、下册)(第二版)
膜技术手册(上、下册)(第二版)加入书架登录•膜技术手册(上册)(第二版)•书名页•内容简介•《膜技术手册》(第二版)编委会•本版编写人员名单•第一版编写人员名单•前言•第1章导言•1.1 膜和膜分离过程的特征•1.2 膜和膜过程的发展历史•1.3 膜•1.4 膜分离过程•1.5 应用总览•1.6 现状与展望•参考文献•第2章有机高分子膜•2.1 高分子分离膜材料•2.2 有机高分子分离膜的制备•2.3 有机高分子分离膜的表征•符号表•参考文献•第3章无机膜•3.1 引言•3.2 无机膜的结构与性能表征•3.3 无机膜的制备•3.4 无机膜组件及成套化装置•3.5 无机膜在分离和净化中的应用•3.6 无机膜反应器•符号表•参考文献•第4章有机-无机复合膜•4.1 有机-无机复合膜简介•4.2 有机-无机复合膜材料•4.3 有机-无机复合膜的制备•4.4 有机-无机复合膜界面结构调控与传质机理•4.5 有机-无机复合膜的应用•4.6 展望•符号表•参考文献•第5章膜分离中的传递过程•5.1 引言•5.2 膜内传递过程•5.3 膜外传递过程•5.4 计算机模拟在膜分离传递过程中的应用•符号表•参考文献•第6章膜过程的极化现象和膜污染•6.1 概述[1]•6.2 浓差极化•6.3 温差极化•6.4 膜污染•符号表•参考文献•第7章膜器件•7.1 膜器件分类•7.2 板框式•7.3 圆管式•7.4 螺旋卷式•7.5 中空纤维式•7.6 电渗析器•7.7 实验室用膜设备•7.8 膜器件设计中应考虑的主要因素•7.9 膜器件的特性比较与发展趋势•7.10 膜器件的规格性能和应用•符号表•参考文献•第8章反渗透、正渗透和纳滤•8.1 概述•8.2 分离机理•8.3 膜及其制备•8.4 膜结构与性能表征•8.5 膜组器件技术[8,43]•8.6 工艺过程设计•8.7 系统与运行•8.8 典型应用案例•8.9 过程经济性•8.10 展望•符号表•参考文献•第9章超滤和微滤•9.1 超滤概述•9.2 超滤膜•9.3 超滤膜组件与超滤工艺•9.4 超滤工程设计•9.5 超滤装置的操作参数•9.6 超滤系统的运行管理•9.7 超滤技术的应用•9.8 微滤•9.9 微孔膜过滤的分离机理•9.10 微孔滤膜的制备•9.11 微孔滤膜的结构和理化性能测定•9.12 微孔膜过滤器•9.13 微孔膜过滤技术的应用•符号表•参考文献•膜技术手册(下册)(第二版)•书名页•内容简介•第10章渗析•10.1 概述•10.2 渗析膜•10.3 渗析原理和过程•10.4 渗析膜组件设计•10.5 渗析的应用•符号表•参考文献•第11章离子交换膜过程•11.1 概述•11.2 基础理论•11.3 离子交换膜制备•11.4 离子交换膜装置及工艺设计•11.5 离子交换膜应用•11.6 离子交换膜过程发展动向•符号表•参考文献•第12章气体膜分离过程•12.1 引言•12.2 气体分离膜材料及分离原理•12.3 气体分离膜制造方法•12.4 相转化成膜机理•12.5 气体分离膜结构及性能表征•12.6 膜分离器•12.7 分离器的模型化及过程设计•12.8 应用•符号表•参考文献•第13章气固分离膜•13.1 概述•13.2 气固分离膜材料与制备方法•13.3 气固分离原理•13.4 气固分离膜的性能评价•13.5 气固分离膜装备•13.6 典型应用案例•符号表•参考文献•第14章渗透汽化•14.1 概述•14.2 基本理论•14.3 渗透汽化膜•14.4 渗透汽化膜器•14.5 过程设计•14.6 应用•14.7 回顾与展望•符号表•参考文献•第15章液膜•15.1 引言•15.2 概述•15.3 乳化液膜•15.4 支撑液膜•15.5 Pickering液膜•15.6 液膜应用•15.7 液膜新进展•符号表•参考文献•第16章膜反应器•16.1 概述•16.2 面向生物反应过程的膜生物反应器•16.3 面向催化反应过程的多孔膜反应器•16.4 面向气相催化反应过程的致密膜反应器•符号表•参考文献•第17章膜接触器•17.1 膜接触器概述•17.2 膜萃取•17.3 膜吸收•17.4 膜蒸馏•17.5 膜脱气•17.6 膜乳化•17.7 膜结晶•符号表•参考文献•第18章控制释放与微胶囊膜和智能膜•18.1 控制释放概述•18.2 微胶囊膜•18.3 智能膜•参考文献•第19章典型集成膜过程•19.1 基于多膜集成的制浆造纸尾水回用技术•19.2 基于膜集成技术的抗生素生产新工艺•19.3 双膜法氯碱生产新工艺•19.4 基于膜技术的中药现代化•19.5 基于反应-膜分离耦合技术的化工工艺•19.6 结束语•参考文献•缩略语表•索引是否关闭自动购买?关闭后需要看完本书未购买的章节手动确认购买。
《软饮料工艺学》第五章_果蔬汁饮料解析
40时,适合普通人的口味。果蔬汁饮料一般为20左右。
原汁(或原浆)用量的确定
果汁饮料种类
果肉饮料
原果汁(原果浆)含量%(m/V)
≥30(高酸、汁少或风味强≥20)
原果汁(原果浆) 100
果汁饮料
水果饮料浓浆 果粒果汁饮料
≥10
≥5×稀释倍数 ≥10(果粒含量≥5%)
果汁水
≥5
果蔬汁饮料的杀菌与包装
近年我国苹果浓缩汁出口量
(二)我国果蔬汁加工业发展
我国水果、蔬菜资源丰富,其中水果年产量近 7000万t,蔬菜年产量约5亿t,均居世界第一位。我 国果蔬产业已成为仅次于粮食作物的第二大农业产业。 料。
丰富的果蔬资源为我国果蔬汁加工业提供了丰富的原
2004/05世界苹果汁产量
中国
世界主要柑桔生产国
的不同粒度和相同密度的果肉颗粒进一步破碎并均匀, 促进果胶渗出,增加果汁与果胶的亲和力,抑制分层沉 淀,保持均一稳定。
脱气:即除去果蔬汁中的空气,主要是除氧。防止或减
轻果蔬汁中色素、Vc、芳香成分和其它成分的氧化而导 致饮料质量下降。
常用的脱气方法有:真空脱气法、气体交换法、酶法脱气、 抗氧化剂法等。
果蔬汁澄清工艺的常用澄
污水处理与资源化利用作业指导书
污水处理与资源化利用作业指导书第1章污水处理与资源化利用概述 (3)1.1 污水来源与分类 (3)1.2 污水处理技术发展历程 (4)1.3 污水资源化利用的意义与途径 (4)第2章污水预处理技术 (5)2.1 沉砂与除油 (5)2.1.1 沉砂处理 (5)2.1.2 除油处理 (5)2.2 调节池与均质池 (5)2.2.1 调节池 (5)2.2.2 均质池 (5)2.3 初级处理与二级处理 (5)2.3.1 初级处理 (5)2.3.2 二级处理 (6)第3章污水生物处理技术 (6)3.1 活性污泥法 (6)3.1.1 基本原理 (6)3.1.2 工艺流程 (6)3.1.3 影响因素 (6)3.2 生物膜法 (6)3.2.1 基本原理 (6)3.2.2 工艺流程 (6)3.2.3 影响因素 (7)3.3 厌氧处理技术 (7)3.3.1 基本原理 (7)3.3.2 工艺流程 (7)3.3.3 影响因素 (7)第4章污水深度处理技术 (7)4.1 沉淀与澄清 (7)4.1.1 絮凝剂的选择与投加 (7)4.1.2 沉淀设备 (7)4.1.3 澄清设备 (8)4.2 过滤与膜分离 (8)4.2.1 过滤技术 (8)4.2.2 膜分离技术 (8)4.2.3 膜清洗与维护 (8)4.3 消毒与氧化 (8)4.3.1 消毒技术 (8)4.3.2 氧化技术 (8)4.3.3 消毒与氧化设备 (8)第5章污泥处理与处置 (8)5.1.1 污泥浓缩 (9)5.1.2 污泥调理 (9)5.2 污泥稳定与消化 (9)5.2.1 污泥稳定 (9)5.2.2 污泥消化 (9)5.3 污泥处置与利用 (9)5.3.1 污泥处置 (9)5.3.2 污泥利用 (9)5.3.3 污泥处理与处置过程中的环保要求 (9)第6章污水资源化利用技术 (9)6.1 回用水制备技术 (9)6.1.1 概述 (9)6.1.2 物理处理技术 (10)6.1.3 化学处理技术 (10)6.1.4 生物处理技术 (10)6.1.5 膜处理技术 (10)6.2 蒸发与结晶 (10)6.2.1 概述 (10)6.2.2 蒸发技术 (10)6.2.3 结晶技术 (10)6.3 污水热量利用 (10)6.3.1 概述 (10)6.3.2 污水热能回收技术 (11)6.3.3 污水热泵技术 (11)6.3.4 污水热量利用的应用 (11)第7章污水处理工程设计与施工 (11)7.1 污水处理工艺选择 (11)7.1.1 工艺选择原则 (11)7.1.2 工艺选择步骤 (11)7.2 污水处理设施设计 (11)7.2.1 设计依据 (12)7.2.2 设计内容 (12)7.3 污水处理工程施工与验收 (12)7.3.1 施工准备 (12)7.3.2 施工过程管理 (12)7.3.3 验收 (12)第8章污水处理设施运行与管理 (12)8.1 设施运行监测 (13)8.1.1 监测目的 (13)8.1.2 监测内容 (13)8.1.3 监测方法 (13)8.2 污水处理过程控制 (13)8.2.1 过程控制目标 (13)8.2.3 过程控制措施 (13)8.3 污水处理设施维护与管理 (13)8.3.1 设施维护 (13)8.3.2 设施管理 (14)8.3.3 节能减排 (14)第9章污水处理新技术与发展趋势 (14)9.1 污水处理新技术介绍 (14)9.1.1 膜生物反应器技术 (14)9.1.2 电催化氧化技术 (14)9.1.3 光催化氧化技术 (14)9.1.4 生物强化技术 (14)9.2 污水处理技术发展趋势 (14)9.2.1 集成化与智能化 (14)9.2.2 节能减排 (15)9.2.3 生态修复与资源化利用 (15)9.3 污水资源化利用新方向 (15)9.3.1 再生水回用 (15)9.3.2 污水能源回收 (15)9.3.3 污水物质回收 (15)9.3.4 污水生态修复 (15)第10章污水处理与资源化利用政策与法规 (15)10.1 国内政策与法规概述 (15)10.1.1 《水污染防治法》 (15)10.1.2 《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (16)10.1.3 《城镇污水再生利用技术政策》 (16)10.1.4 《水十条》 (16)10.2 国际政策与法规借鉴 (16)10.2.1 欧盟水政策 (16)10.2.2 美国水政策 (16)10.2.3 日本水政策 (16)10.3 污水处理与资源化利用政策建议与展望 (16)10.3.1 完善政策法规体系 (16)10.3.2 加大政策支持力度 (16)10.3.3 强化技术创新 (17)10.3.4 提高公众参与度 (17)10.3.5 加强国际合作与交流 (17)第1章污水处理与资源化利用概述1.1 污水来源与分类污水是指在生产、生活及自然过程中,因各种原因受到污染的水体。
食品工艺(下册)第五章第三、四节碳酸饮料与瓶装饮用水生产工艺习题与答案
第三、四节碳酸饮料与瓶装饮用水生产工艺习题与答案一、名词解释1.碳酸饮料:是指充有二氧化碳气体饮料的总称,含二氧化碳气体是碳酸饮料的特征。
2.一次灌装法:又称预调式,是指先将各种原辅料按工艺要求配制成调味糖浆,然后将调味糖浆和水预先按一定比例泵入汽水混合机内进行定量混合,再经过冷却碳酸化,将达到一定含气量的成品经灌装机一次灌入容器中而制成碳酸饮料。
3.二次灌装法:又称现调式,是先把水和糖混合成糖浆,再添加酸味剂、香料、香精等制成调和糖浆,定量注入容器中,然后通过灌装机装入冷却的碳酸水,密封后在瓶内混合而成碳酸饮料。
4.碳酸化作用:是指在压力的作用下,将二氧化碳气与水混合,化合成碳酸。
5.瓶装水:是指密封于塑料瓶、玻璃瓶或其他容器中的不含任何添加剂可直接饮用的水。
6.饮用天然矿泉水:是指从地下深处自然涌出的或经人工揭露的、未受污染的地下矿水;含有一定的矿物盐、微量元素或二氧化碳气体;在通常情况下,其化学成分、流量、水温等在天然波动范围内相对稳定。
7.饮用纯净水:是指符合生活饮用水卫生标准的水为水源,采用蒸馏法、电渗析法、离子交换法、反渗透法及其他适当的加工方法,除去水中的矿物质、有机成分、有害物质及微生物等加工制成的水。
8.饮用矿泉水:是指不以治疗疾病为目的,含有对人体有益的化学成分,含有一定量的矿物质和体现特征的微量元素或其他组分,符合饮用水标准的一种纯净、安全、卫生的水。
二、填空题1.碳酸饮料是指充有二氧化碳气体饮料的总称,含二氧化碳气体是碳酸饮料的特征。
2.目前,国内外生产碳酸饮料的方法有一次灌装法(又称预调式)和二次灌装法(又称现调式)。
3.一次灌装法是先将各种原辅料按工艺要求配制成调和糖浆,然后与充有二氧化碳的水(或称碳酸水)在配比器内按一定比例进行混合,进入灌装机一次灌装。
4.二次灌装法是先把水和糖混合成糖浆,再添加酸味剂、香料、香精等制成调和糖浆,定量注入容器中,然后再充入碳酸水的二次灌装方式。
膜技术的应用
膜过滤技术在制药行业中的应用李秋妹1,计 萍2,李宏伟1(11哈药集团中药二厂,黑龙江哈尔滨150000;21哈尔滨迪高装饰工程有限公司,黑龙江哈尔滨150000)摘 要:过滤技术目前广泛应用于制药行业,微孔滤膜过滤器以其先进的特性得到了越来越广泛的应用。
本文力求就其原理、选择方法、使用及测试做较全面概述。
关键词:过滤;微孔滤膜;完整性;G MP中图分类号:T B383 文献标识码:A 文章编号:1008-8725(2002)05-0064-030 前言在生物制药工业中,各种过滤技术,从棉花活性炭填充塔、石棉板到后来的纤维介质及烧结过滤器以及先进的膜过滤技术都有十分广泛的应用。
相比于传统的过滤技术,膜过滤技术具有高效率、高可靠性的优点外,而且维护、操作简单,便于进行性能及可靠性的验证。
这在G MP 、在制药行业全面推行的今天,更具有非凡的意义。
传统的滤材,如滤纸、棉布毡以及砂棒(芯)等皆是不规则交错堆置的多孔体。
孔的排列极不整齐,也无所谓孔径大小,过滤时液体中的颗粒在滤层的弯曲孔道中填置,难免有少量大颗粒物质进入滤液,特别在有压力波动的情况下更是如此;且相比于膜式过滤器孔隙率较低,对介质的阻力较大,过滤速度慢,因而一般不适用于精过滤或终过滤。
而膜过滤器由于自身的特点,目前已广泛应用于制药行业中的除菌、纯化等工艺过程中。
1 滤膜的过滤方式及机理流体中的杂质主要通过四种方式而被除去,筛分拦截、嵌入拦截、扩散拦截和吸附拦截。
筛分拦截是指流体中的颗粒大于滤材孔径时,受到孔的拦截而被截留,这是最常用的过滤方式。
受到拦截的颗粒截留在滤材的表面,不规则颗粒也可被截留,搭桥现象的产生使小于滤材孔径的颗粒可被截留。
嵌入拦截是指随流体流动的颗粒在滤材弯曲的孔道中填置于转折的死角处而被除去。
扩散拦截是指流体中的微小颗粒存在布朗运动,布朗运动使这113 解决办法打开阀门VA5,降低A2蓄能器的油压,重新启动。
114 机床液压系统引起的故障(1)机床氮气蓄能器F L1,F L2有轻微泄漏而使A2内的氮气压力下降,尤其当Y 轴下行时,易造成机床急停,此时故障代码为FY 16。
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一、分离机理
➢ 传统理论:纳滤膜传质机理与反渗透膜相似,通过溶解扩 散传递(纳滤有时亦称“低压反渗透”、混合过滤、杂化 过滤);纳滤膜:疏松的反渗透膜。
后研究发现不能很好解释纳滤膜特征。
立体阻碍-细孔模型
电荷模型 空间电荷模型 固定电荷模型
4、流速
➢高流速可减少浓差极化或沉积层,提高渗透通量; ➢流速的选择主要考虑物质对剪切力的敏感、能耗等因素。
5、应用
➢染料废水处理及染料回收; ➢中药提取液回收; ➢处理含铬废水
§4 超滤 (UF)
分离压力:0.1-0.6MPa(纳滤1-2MPa反渗透2-7MPa); 膜孔径:60-1000nm(纳滤3-60nm); 截留分子量:1000-30000[纳滤100-1000(200-500),可截
应用
(1)海水和苦咸水脱盐; (2)废水回用和循环;
处理市政污水用于间接饮用与直接工业回用,工业用 水循环再利用,甚至饮用水直接回用,以二级市政污水生 产高质量饮用水。
(3)拓展:前景广阔 饮用水处理、工业废水脱色、垃圾填埋场渗滤液处 理、
膜生物反应器、水的回收循环利用等。
特点(P126) (1)不发生相变,能量转化率高; (2)分离与浓缩同时进行,可回收有价值的物质; (3)根据膜特性将不同物质分开; (4)膜分离过程不会破坏对热不稳定性的物质,常温下即可
成正比,而与溶质及溶剂的种类无关。
a.在一定温度下,溶液的渗透压与它的浓度 成正比。 C
b.在一定浓度下,溶液的渗透压与绝对温度 成正比。 T
➢Π=cRT的意义
在一定温度下,溶液的渗透压与溶液的浓度成正比 即与溶液中溶质的数目成正比,而与溶质的本性无关 不论溶质微粒是小分子或大分子,只要溶液中溶质粒子的数目 相等,则渗透压就相同
(5)吸附:颗粒受到滤料的某种物化作用,被吸附到滤料表 面。
(6)凝聚:未被截留的颗粒碰到已被截留的颗粒表面,凝聚 在上面,同时被去除。
二、滤池的形式及构造
1、普通快滤池
1、滤池的分类
按水流方向 按滤料组成
下向流 上向流:P120图5-6(DYNASAND过滤器) 双向流 辐射流:P121图5-7 单层砂滤 双层滤料(P121) 多层滤料
交叉流过滤:进水流向与膜面平行(水力冲刷,沉积微粒返 回流体主体,有效减轻膜面有机物积累),在高 通量下运行更持久。
回收率: m Q f 100 % Q
截留率: R C C f 100 % C
二、反渗透机理
1、渗透现象与渗透压
(1)定义
恰能阻止渗透现象继续发生而达到动态平衡时的压力
称为渗透压力,用符号π表示,单位KPa或Pa 。
渗透
(2)渗透压力与浓度、温度的关系
溶液的渗透压与温度、浓度的关系: 范特荷甫公式:Π=cRT
式中 Π -溶液的渗透压 kPa c-溶液浓度 mol/L T-绝对温度 K(273.15+t0C) R-气体常数 8.31kPa·L·mol-1·K-1
由上式可知: 稀溶液的渗透压与溶液的物质的量浓度及绝对温度
芳香族聚酰胺膜
平板膜:板框式、卷式 膜组件
管式膜:管式、中空纤维膜
(1)板框式:书P129图5-13(a),由一定数量的多孔隔板组合,每块 隔板两面装有反渗透膜; (2)卷式:板框式卷绕; (3)管式:内压式、外压式 (4)中空纤维膜组件:外径50-100μm,壁厚12-25 μm
板框式膜组件
卷式膜组件
应用:大规模生产,特别适用于食品工业领域。
3、重过滤操作
应用于大分子和小分子的分离,流程见P143图 5-26。
原理:料液中含有各种大小分子溶质,若不断 加入纯溶剂(水)以补充滤出液体积,低分子组分被 逐渐清洗出去,实现大小分子的分离。
膜技术:以高分子功能膜为代表,利用特殊薄膜对液体中
的某些成分进行选择性透过的方法。
以高分功能膜为代表 1953年首次提出反渗透技术淡化海水构想; 1960年加利福尼亚大学研制出第一张可实用的反渗透膜,标志着膜科学
技术诞生。
渗透和渗析 渗透:溶剂透过膜的过程。 渗析:溶质透过膜的过程。
常规膜技术:反渗透、纳滤、超滤、微滤(、电渗析、自然渗析、 液膜技术)等。
(1)截留分子量和截留率 (2)水通量:单位时间内通过单位面积上的流量(m3/(m2·s))
截留率一定时水通量越大越好。 (3)平均孔径和孔径分布 (4)膜表面的物理化学性能 (5)其他(耐热性、耐酸性、强度、寿命等)
❖ 膜分离过程
多数膜有三股液流:进水、浓水、渗透液(P127图5-10)
死端过滤(静态死端式、全流过滤):进料液体垂直流过 膜,无截留液;
Wlim 0.7(kw• h / m3) 0.7 3.6106 Pa • m3 / m3 2.52MPa
海水淡化过程,盐度不断提高,渗透压随之升高,实际 所耗能量比理论值大得多。
3、反渗透机理
反渗透分离物质
反渗透在纯净水 制备中的作用
一级反渗透
二级反渗透
三、工艺
1、膜及膜组件
醋酸纤维素(CA)膜 膜
2、工作压力:0.5-2MPa
➢规律:操作压力越高,料液通过膜的通量越大;高压下导致膜的致密 化会使通量降低。
➢操作方式:恒定压力操作法;恒定通量操作法。 (1)恒定压力:保持操作压力一定,随膜污染通量逐渐下降 (2)恒定通量:保持通量一定,随膜污染不断升高压力
3、操作温度
➢温度上升,溶质和溶剂扩散系数变大,粘度下降,膜通量提高; ➢温度过高,膜致密化,破坏膜的化学结构,改变膜性能。
反渗透技术还应用于水果和蔬菜汁的浓缩等过程。
§3 纳滤(NF)
分离压力:0.5-2.0MPa(反渗透2-7MPa); 膜孔径:3-60nm(纳米级); 截留分子量:100-1000(200-500),可截留一部分无机盐; 对单价离子和分子量小于300的小分子截留率较低; 对二价离子和分子量大于300的有机小分子截留率较高; 应用广泛:在饮用水领域用于脱除三卤甲烷中间体
➢接触过滤:原水经加药后直接进入滤池过滤,滤前不设 任何絮凝设备,进入滤池后滤料也是接触凝 聚介质。
接触过滤工艺流程图
按阀门配置 按冲洗方式 按运行方式 按滤速
四阀滤池 双阀滤池 无阀滤池
小阻力 中阻力 大阻力
间歇过滤滤池 移动冲洗罩滤池 连续过滤滤池
慢速滤池(V=0.04~0.4m/h) 快速滤池(V=4~10m/h) 高速滤池(V=10~60m/h)
解:
V nRT m RT
M
M
mRT
V
5.08.314103 298 1.80102 1
6.99104 (g mol-1)
2、反渗透
定义:在咸水一侧施加压力P大于溶液渗透压,则渗透反向。
单位体积海水理论耗能量(P128):
Wlim
ARTS
0.7(kw• h / m3)
V
1kw• h 3.6106 Pa• m3
从药剂投量 和加注点
沉淀后过滤 直接过滤
微絮凝过滤 (接触)凝聚过滤
➢微絮凝过滤:滤池前设一简易微絮凝池,原水加药混合 后先经微絮凝池,形成粒径相近的微絮粒 (40~60μm),即刻进入滤池过滤。
微絮凝:要求形成絮体尺寸较小,便于深入滤层深处以提高滤层含 污能力。
絮凝: 要求絮凝体尺寸愈大愈好,以便在沉淀池内下沉。
留一部分无机盐]; 去除对象:高分子化合物、蛋白质、大多数细菌、病毒等。
一、超滤原理
超滤膜:醋酸纤维素膜、聚砜膜,等。 膜组件:同反渗透、纳滤,板式、管式、卷式、中空纤维。
二、超滤的操作方式
1、间歇式
常见的间歇式流程见图。图中(a)为间歇操作——开式回路流程,将一 批料液加入贮槽,用泵加压后送往膜组件,使之连续排出透过液,浓缩液则 返回槽中与贮槽中原料液混合后送往膜组件。如此循环操作,直到浓缩液 浓度达到预定值为止。这种流程操作简单, 浓缩速度快,所需膜面积小,但 全循环时泵的能耗高。为了降低能耗,可采用部分循环操作,如图(b)所示 为间歇操作——闭式回路流程。间歇操作通常在实验室中和小型中试厂使 用。
物理法:水力清洗、水气混合冲洗、逆流清洗 化学法:根据污染物性质选择清洗药剂(与污染物反应;溶解污染物)
P133表5-6、5-7,清洗配方的配制及选用。
四、计算:略
五、反渗透的应用
海水淡化:34300mg/L(3.5%), 5-7MPa
苦咸水淡化(1000-5000mg/L),
2-3MPa
城市污水深度处理(二级处理水) 电镀废水
管式膜组件
中空纤维膜组件
2、预处理
(1)pH值调整(5.5-6.2,弱酸,防沉淀堵塞); (2)去悬浮固体及胶体(混凝、精密过滤); (3)去除可溶性有机物及残留胶体、悬浮性有机物(化学氧化,氯或 次氯酸盐) (4)水的回收率控制:越高则有机物越浓缩(多级串联) (5)细菌、藻类、微生物的去除; (6)超滤去除油、胶体、微生物等。
第5章 过滤及膜技术
过滤:常规水处理中,过滤一般指以石英砂等粒状滤料层截
留水中悬浮杂质,从而使水获得澄清的工艺过程。
格筛过滤:栅条或栅网
分类(按过滤介质)
微孔过滤:成型滤材(滤布、滤管、滤芯 等)
深层过滤:采用粒状滤料(石英砂、无烟 煤等)
膜过滤:半透膜作为过滤介质(反渗透、 超滤、纳滤等)
应用: (1)吸附、离子交换、膜分离法的预处理手段; (2)生化处理后的典型深度处理,使滤后水达到回用标准。
二、纳滤的分离特性
材料:醋酸纤维素(CA)、醋酸纤维素-三醋酸纤维素、磺化聚砜等,一 般为复合型膜(即膜的表面分离层和它的支撑层的化学组成不同)
膜组件:板框式、卷式、管式、中空纤维式