第七章(下) 膜分离技术知识要点温习
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保留体积小,单位体积中所 含过滤面积大,可以逆流操 作,压力较低,设备投资低
料液需要预处理,单根纤维管 损坏时,需调换整个组件,不 够成熟
6.膜的污染、防治及清洗
• 膜污染 • 膜的劣化 • 水生物(附生)污垢 • 浓差极化
膜污染的预防
• ①预处理法: • ②开发抗污染的膜: • ③加大供给液的流速
80 、 Triton 、 X-100物( 一理种方法
非除由离了醋强酸子酸纤型和维表碱等面材外活料,性制螯剂成合)等的剂膜,
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• ④添加磷酸盐和聚磷酸盐等起渗透作用的物质。
• ⑤改变离子强度、pH值和ξ电位等起切断离子结合作用的 方法。
浓差极化与膜污染的防治方法
– 1、预处理法 – 2、膜表面改性 – 3、改善膜表面的流体力学条件 – 4、附加场的方法 – 5、反冲 – 6、机械方法 – 7、其他方法
水力方法
表面活性剂如SDS、吐温
(MF) 0.02~10μm 0.2 MPa
形状
液的分离 作压力低,制水率高。 离效果较差。
超滤 不对称微孔膜 0.1 MPa ~颗粒大小、有机物或微生物
(UF) 0.001~0.1μm 0.5 MPa
形状
溶液的分离
与微滤技术相似。
与微滤技术相似。
纳滤 带皮层不对称复 0.5 MPa ~优先吸附、硬水或有机物溶 可对原水进行部分脱盐和 常需预处理,工作 (NF) 合膜1~50 nm 2.5 MPa 表面电位 液的脱盐 软化,生产优质饮用水。 压力较高。
污染膜是否清洗的判据
• ①根据膜分离装置进出口压力降的变化: • ②根据透水量或透水质量的变化: • ③定时清洗:
污染膜的常用清洗方法
• ①采用增大流速、逆洗、脉冲流动,超声波清洗等机械方法。
• ②添加酸、碱、酶(蛋白酶)、螯合剂或表面活性剂等起溶 解作用的物质。
• ③添加过氧化氢、高锰酸钾和次氯酸盐等起氧化作用的物质。
无水乙醇生产
膜与生 物技术
反渗透 (RO)
带皮层不对称复 合膜<1 nm
1.0 MPa 10 MPa
~优先吸附、海水或苦咸水的
溶解扩散
淡化
几乎可去除水中一切杂 质,包括悬浮物、胶体、 有机物、盐、微生物等。
工作压力高;制水 率低;能耗大。
种类
具体分类
纤维素衍生物 再生纤维素,硝酸纤维素,二醋酸纤维素,三醋
Hale Waihona Puke Baidu
类
酸纤维素,乙基纤维素,其他纤维素衍生物
5.膜分离组件与设备
• 板框式膜组件 • 卷式膜组件 • 管式膜组件 • 中空纤维膜组件 • 膜分离设备流程图
各种膜组件的优缺点比较
组件
优点
缺点
板框 式
螺旋 卷式
管 式
中空 纤维 式
保留体积小,操作费用低的 压力降,液流稳定,比较成 熟
投资费用大,大的固含量会堵 塞进料液通道,拆卸比清洁管 道更费时间
聚砜类 双酚A型聚砜,聚芳醚酚,酚酞型聚醚酚,聚醚酮
聚酰胺类
脂肪族聚酰胺,聚砜酰胺,芳香族聚酰胺,交联 芳香聚酰胺
聚酰亚胺类
脂肪族二酸聚酰亚胺,全芳香聚酰亚胺,含氟聚 酰亚胺
聚酯类 涤纶,聚对苯二甲酸丁二醇酯,聚碳酸酯
聚烯烃类 聚乙烯,聚丙烯,聚4-甲基-1-戊烯
乙烯类聚合物 聚丙烯腈,聚乙烯醇,聚氯乙烯,聚偏氯乙烯
海水与苦 咸水淡化
电厂锅炉 供水脱盐
超纯水制备
食品工业
水的脱盐 和净化
医疗、卫生方面
应用
石油、化 工方面
医疗应用 中药提炼 回收有机蒸气 制取富氧空气
城市家庭饮 用水的净化
环境工程
电泳漆
废水
电 纤维 造纸 其
镀 废 水
工业 废水
工业 废水
他 废 水
其他方面 脱 交通、 气 运输方 膜面
国防上 的应用
第十一讲 膜分离技术 复习
(10min)
主要知识点
• 1.膜常见的分类、材料 • 2.膜分离机理 • 3.膜分离组件与设备 • 4.膜污染、防治与清洗 • 5.膜分离技术的应用
常用膜分离技术的基本特征
项目
膜类型
操作压力 分离机理 适用范围
技术特点
不足之处
微滤 对称微孔膜 0.01 MPa~颗粒大小、含微粒或菌体溶 操作简便,通水量大,工 有机污染物的分
设备投资低,操作费用也低, 料液需经预处理,压力降大,
单位体积中所含过滤面积大, 易污染,难清洗,液流不易控
换新膜容易
制
易清洗,单根管子容易调换, 对液流易控制,无机组件可 在高温下用有机溶剂进行操 作并可用化学试剂来消毒
高的设备投资和操作费用,保 留体积大,单位体积中所含有 过滤面积较小,压力降大
碳溶酸液盐可和使氢沉氧淀化物物松。动用这、的些乳清洗剂
化和分散。当去除诸如硅
酸盐等特别难以去除的沉 积物时,交替使用碱清洗剂
和酸清洗剂。
气-液脉冲 反冲洗涤 循环洗涤
酸碱液 表面活性剂 螯合剂 氧化剂
酶 化学清洗液
内压式中空 纤维膜使用
7、膜分离技术的应用
乳品 酒类 果汁 酶制剂 医疗、卫 加工 生产 加工 生产 生用水 药品生产
含硅聚合物 聚二甲基硅氧烷,聚三甲基硅氧烷
含氟聚合物 聚四氟乙烯,聚偏氟乙烯
甲壳素类 无
RO membrane UF membrane
NF membrane MF membrane
原理 动漫
表征膜性能的参数
• 孔的性质 • 水通量 • 耐压能力 • pH适用范围 • 对热和溶剂的稳定性 • 截留分子量分布