膜分离技术简介 ppt课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
6
不同压力推动膜的孔径范围
7
压力过滤的分离范围
0.0004---0.02μm ---10 μm ----1000 μm
离子 大分子
颗粒
反渗透 0.0001—0.001 μm 超滤 0.001---0.02 μm 微孔过滤0.02---10 μm 过滤
8
膜材料及种类
用于分离膜的种类很多。 以高分子材料制成的聚合膜居多。
2
3
膜技术的应用
膜的商业应用：
20C60S第一代膜技术，液体分离，微滤、超滤、反渗 透、电渗析。 20C70S，第二代膜技术，气体分离膜技术。 20C80S第三代膜技术，渗透汽化
深度处理--是指在常规处理工艺后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能去除的污 染物或消毒副产物的前体物加以去除，提高和保证水质。
用于制膜的高分子材料：纤维素酯、脂肪族和芳香族聚酰胺、聚 砜、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、硅橡胶等。
无机膜的制备已成为研究热点，其增长速度远快于 聚合物膜。
以金属及氧化物、陶瓷、多孔玻璃和某些热固性聚合物为材料。 其热力学、化学稳定性好，使用寿命长。
陶瓷膜的应用较好。
根据分离过程和分离对象选择合适的膜材料
膜分离技术简介
1
膜分离过程特点
所有的分离过程都是利用在某种环境中混合物中各组分性质的差异进 行分离。
——过滤操作是指流体中两种或两种以上组分基于尺寸差异的分离过程。 常规的过滤一般是指固液分离或气液分离。
——膜分离过程将这一应用扩展到了固体或液体溶液中溶解性物质的分 离。即以选择性透过膜为分离介质，在两侧加以某种推动力时，原料侧 组分选择性地透过膜，从而达到分离或提纯的目的。
由于我国近几年在膜生产的技术和工艺上有很大改进，使得超滤技术的应用更加广泛。它 在处理含油废水，电镀废水，含酚废水，食品加工废水等方面具有明显的优势和巨大的潜 力。超滤法可使纺织浆的聚乙烯醇(PVA)废液浓缩回用，使印染废水中的染料和水同时回 用。此外，超滤还可成为每年数亿吨含油废水回注的关键技术。
常用深度处理的方法主要有:活性炭吸附，臭氧氧化，生物活性炭，膜技术等，其中，膜技 术看来是最有前途的一种方法。膜处理法具有良好的调节水质的能力，去除的污染物范围 比较广，从颗粒杂质到离子，细菌和病毒无一幸免。并且其能耗低、操作简单、出水水质 良好且稳定.
在水处理领域，反渗透、微滤、超滤、纳滤等压力驱动膜分离过程的应用更为广泛。而与 反渗透相比，超滤由于操作压力低，能耗小等独特的优点在国外常常被用于替代常规处理 或深度处理，并且其应用研究日益受到广泛关注。
域．工程遍布电力、电子、化工、轻工煤炭、环保、医药、食品等行业． 反渗透膜技术及其工程应用的发展方向主要集中于研究开发具有低能耗、抗污染、耐高温、
高压和特种分离等性能的反渗透膜组器．超低压反渗透膜能在保持原脱盐率的情况下，操作 压力下降25％～40％，从而降低了系统的能耗和设备材料的要求．抗污染反渗透膜的开发， 减少了膜清洗的能耗，延长了膜的使用寿命，广泛地应用于污水回用和化工原材料的浓缩提 纯． 带正电荷反渗透膜可直接应用于二级、三级反渗透系统制备1～4MQ、10～15MQ电阻率的纯 水、超纯水，实现无酸碱废水污染的洁净工艺．耐高温反渗透膜具有90℃耐温性能，可用于 食品、医药等行业需采用高温杀菌消毒的反渗透装置．耐高压反渗透膜具有9．0MPa以上的 耐压性能，用于二级海水淡化反渗透装置、可使水回收率达到60％．近20年来，多种高性能 和特殊用途的新型反渗透膜组器的研制成功，有力地推进了反渗透应用工程的发展． 反渗透工程应用的另一个发展方向是反渗透膜组器与超滤、微滤、纳滤、EDI等组器的有机地 组合应用，充分发挥各种膜分离技术的特性，形成一个完整的系统工程，达到浓缩、分离、 提纯的目的．
4
各种膜过程的分离机理
5
符号缩写
D-Dialysis 渗析 RO-Reverse Osmosis 反渗透 UF-Ultra-filtration 超滤 MF-Micro-filtration 微滤 GS-Gas Separation 气体膜分离 PV-Per-vaporation 渗透蒸发 MD-Membrane Distillation 膜蒸馏 ME-Membrane Extraction 膜萃取 ED-Electro-dialysis 电渗析
——不同的膜分离过程中所用的膜具有一定的结构、材质和选择特性;被 隔开的两相可以是液态，也可以是气态;推动力可以是压力梯度、浓度梯 度或电位梯度，所以不同的膜分离过程的分离体系和适用范围也不同 。
膜分离有希望代替精馏。从国内情况看，实验室研制应用好，但转化为 生产规模有难度。尤其是膜的质量、膜的组装、密封等。
12
反渗透简介
我国反渗透技术开发始于20世纪60年代 1967～1969年全国海水淡化会战为乙酸纤维素不对称反渗透膜的开发打下了基础， 70年代进行中空纤维和卷式反渗透组件的研究开发， 80年代进行反渗透复合膜的研究开发，开始步人产业化， 反渗透技术已广泛应用于海水苦咸水淡化，纯水、超纯水制备，化工分离、浓缩、提纯等领
渗透通量：单位时间透过单位膜面积的透过物量 分离效率：不同的膜分离过程和分离对象，表示方法不同。如截留率、
脱盐率等 通量衰减：由于过程的浓差极化、膜的压密及膜孔堵塞等原因造成的膜
渗透通量随时间的减小。
11
膜分离设备
膜的分离装置主要包括：膜组件、泵、过滤 器、阀门、仪表、管路等。
常用膜组件：板框式、圆管式、螺旋卷式、 和中空纤维式。
9
百度文库 膜的分类
10
膜的性能
膜的基本性能包括膜的分离透过特性和物化稳定性两方面。 物化稳定性：膜的空隙率、孔结构、表面特性、机械强度、化学
稳定性、允许使用压力、温度、pH值、游离氯允许最高浓度以及 对有机溶剂和各种化学药品如的抵抗性。其中孔结构和表面特性 对使用过程中的膜污染、膜的渗透流率及分离性能具有很大的影 响，化学性能如膜的耐压性、耐高温性、耐清洗性、耐生物降解 性等在某些工业应用中也非常重要。 分离透过特性：渗透通量、分离效率、通量衰减系数。
不同压力推动膜的孔径范围
7
压力过滤的分离范围
0.0004---0.02μm ---10 μm ----1000 μm
离子 大分子
颗粒
反渗透 0.0001—0.001 μm 超滤 0.001---0.02 μm 微孔过滤0.02---10 μm 过滤
8
膜材料及种类
用于分离膜的种类很多。 以高分子材料制成的聚合膜居多。
2
3
膜技术的应用
膜的商业应用：
20C60S第一代膜技术，液体分离，微滤、超滤、反渗 透、电渗析。 20C70S，第二代膜技术，气体分离膜技术。 20C80S第三代膜技术，渗透汽化
深度处理--是指在常规处理工艺后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能去除的污 染物或消毒副产物的前体物加以去除，提高和保证水质。
用于制膜的高分子材料：纤维素酯、脂肪族和芳香族聚酰胺、聚 砜、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、硅橡胶等。
无机膜的制备已成为研究热点，其增长速度远快于 聚合物膜。
以金属及氧化物、陶瓷、多孔玻璃和某些热固性聚合物为材料。 其热力学、化学稳定性好，使用寿命长。
陶瓷膜的应用较好。
根据分离过程和分离对象选择合适的膜材料
膜分离技术简介
1
膜分离过程特点
所有的分离过程都是利用在某种环境中混合物中各组分性质的差异进 行分离。
——过滤操作是指流体中两种或两种以上组分基于尺寸差异的分离过程。 常规的过滤一般是指固液分离或气液分离。
——膜分离过程将这一应用扩展到了固体或液体溶液中溶解性物质的分 离。即以选择性透过膜为分离介质，在两侧加以某种推动力时，原料侧 组分选择性地透过膜，从而达到分离或提纯的目的。
由于我国近几年在膜生产的技术和工艺上有很大改进，使得超滤技术的应用更加广泛。它 在处理含油废水，电镀废水，含酚废水，食品加工废水等方面具有明显的优势和巨大的潜 力。超滤法可使纺织浆的聚乙烯醇(PVA)废液浓缩回用，使印染废水中的染料和水同时回 用。此外，超滤还可成为每年数亿吨含油废水回注的关键技术。
常用深度处理的方法主要有:活性炭吸附，臭氧氧化，生物活性炭，膜技术等，其中，膜技 术看来是最有前途的一种方法。膜处理法具有良好的调节水质的能力，去除的污染物范围 比较广，从颗粒杂质到离子，细菌和病毒无一幸免。并且其能耗低、操作简单、出水水质 良好且稳定.
在水处理领域，反渗透、微滤、超滤、纳滤等压力驱动膜分离过程的应用更为广泛。而与 反渗透相比，超滤由于操作压力低，能耗小等独特的优点在国外常常被用于替代常规处理 或深度处理，并且其应用研究日益受到广泛关注。
域．工程遍布电力、电子、化工、轻工煤炭、环保、医药、食品等行业． 反渗透膜技术及其工程应用的发展方向主要集中于研究开发具有低能耗、抗污染、耐高温、
高压和特种分离等性能的反渗透膜组器．超低压反渗透膜能在保持原脱盐率的情况下，操作 压力下降25％～40％，从而降低了系统的能耗和设备材料的要求．抗污染反渗透膜的开发， 减少了膜清洗的能耗，延长了膜的使用寿命，广泛地应用于污水回用和化工原材料的浓缩提 纯． 带正电荷反渗透膜可直接应用于二级、三级反渗透系统制备1～4MQ、10～15MQ电阻率的纯 水、超纯水，实现无酸碱废水污染的洁净工艺．耐高温反渗透膜具有90℃耐温性能，可用于 食品、医药等行业需采用高温杀菌消毒的反渗透装置．耐高压反渗透膜具有9．0MPa以上的 耐压性能，用于二级海水淡化反渗透装置、可使水回收率达到60％．近20年来，多种高性能 和特殊用途的新型反渗透膜组器的研制成功，有力地推进了反渗透应用工程的发展． 反渗透工程应用的另一个发展方向是反渗透膜组器与超滤、微滤、纳滤、EDI等组器的有机地 组合应用，充分发挥各种膜分离技术的特性，形成一个完整的系统工程，达到浓缩、分离、 提纯的目的．
4
各种膜过程的分离机理
5
符号缩写
D-Dialysis 渗析 RO-Reverse Osmosis 反渗透 UF-Ultra-filtration 超滤 MF-Micro-filtration 微滤 GS-Gas Separation 气体膜分离 PV-Per-vaporation 渗透蒸发 MD-Membrane Distillation 膜蒸馏 ME-Membrane Extraction 膜萃取 ED-Electro-dialysis 电渗析
——不同的膜分离过程中所用的膜具有一定的结构、材质和选择特性;被 隔开的两相可以是液态，也可以是气态;推动力可以是压力梯度、浓度梯 度或电位梯度，所以不同的膜分离过程的分离体系和适用范围也不同 。
膜分离有希望代替精馏。从国内情况看，实验室研制应用好，但转化为 生产规模有难度。尤其是膜的质量、膜的组装、密封等。
12
反渗透简介
我国反渗透技术开发始于20世纪60年代 1967～1969年全国海水淡化会战为乙酸纤维素不对称反渗透膜的开发打下了基础， 70年代进行中空纤维和卷式反渗透组件的研究开发， 80年代进行反渗透复合膜的研究开发，开始步人产业化， 反渗透技术已广泛应用于海水苦咸水淡化，纯水、超纯水制备，化工分离、浓缩、提纯等领
渗透通量：单位时间透过单位膜面积的透过物量 分离效率：不同的膜分离过程和分离对象，表示方法不同。如截留率、
脱盐率等 通量衰减：由于过程的浓差极化、膜的压密及膜孔堵塞等原因造成的膜
渗透通量随时间的减小。
11
膜分离设备
膜的分离装置主要包括：膜组件、泵、过滤 器、阀门、仪表、管路等。
常用膜组件：板框式、圆管式、螺旋卷式、 和中空纤维式。
9
百度文库 膜的分类
10
膜的性能
膜的基本性能包括膜的分离透过特性和物化稳定性两方面。 物化稳定性：膜的空隙率、孔结构、表面特性、机械强度、化学
稳定性、允许使用压力、温度、pH值、游离氯允许最高浓度以及 对有机溶剂和各种化学药品如的抵抗性。其中孔结构和表面特性 对使用过程中的膜污染、膜的渗透流率及分离性能具有很大的影 响，化学性能如膜的耐压性、耐高温性、耐清洗性、耐生物降解 性等在某些工业应用中也非常重要。 分离透过特性：渗透通量、分离效率、通量衰减系数。