吸附-膜分离过程
气体吸附 聚合物膜
气体吸附聚合物膜
气体吸附-聚合物膜是一种新型的分离技术，其基本原理是利用聚合物膜对不同气体的吸附性能差异，实现对气体混合物的分离。
这种技术具有较高的分离效率和选择性，因此广泛应用于气体分离、纯化、浓缩和净化等领域。
在气体吸附-聚合物膜分离过程中，聚合物膜作为选择性透过膜，不同气体在膜内的溶解和扩散系数不同，因此透过膜的速度也不同。
通过控制膜的厚度、孔径和孔隙率等参数，可以实现对特定气体的高效分离。
目前常用的聚合物膜材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯等，这些材料具有良好的化学稳定性、热稳定性和机械性能，能够满足不同气体分离的要求。
气体吸附-聚合物膜技术在实际应用中需要注意一些问题。
首先，要选择合适的聚合物膜材料和制备方法，以提高膜的选择性和通量。
其次，要优化操作条件，如温度、压力、气体流量等，以获得最佳的分离效果。
此外，还需要注意聚合物膜的污染和老化问题，定期进行清洗和维护。
总之，气体吸附-聚合物膜技术是一种高效、节能、环保的气体分离技术，具有广泛的应用前景。
随着技术的不断发展和完善，相信其在未来的工业生产和气体处理中会发挥越来越重要的作用。
膜分离技术工艺流程
膜分离技术工艺流程膜分离技术是一种利用半透膜对物质进行分离的方法，广泛应用于水处理、食品加工、制药等领域。
膜分离技术工艺流程是指在膜分离过程中所涉及的一系列操作步骤，下面将详细介绍膜分离技术的工艺流程。
1. 前处理膜分离技术的前处理是为了避免膜污染和膜堵塞，通常包括预处理和中间处理两个阶段。
预处理主要是对原始液进行粗处理，如过滤、沉淀、调节pH值等，以去除悬浮固体、胶体颗粒和大分子物质。
中间处理主要是对预处理后的液体进行细处理，如活性炭吸附、氧化、消毒等，以去除溶解性有机物、微生物和残留氧化剂等。
2. 膜分离膜分离是整个工艺流程的核心步骤，通过半透膜的选择性渗透作用，将原始液中的溶质和溶剂分离。
根据分离机理的不同，膜分离可以分为压力驱动型和浓度驱动型两种。
压力驱动型膜分离主要包括微滤、超滤、纳滤和逆渗透等技术，可以用于分离悬浮物、胶体、溶解性大分子和溶质等。
浓度驱动型膜分离则是利用溶剂的浓度差异来实现物质的分离，如蒸发浓缩、气体分离等。
3. 后处理膜分离后处理主要是对膜分离过程中产生的浓缩物和稀释物进行处理。
浓缩物通常需要进一步处理以达到满足特定要求的浓度或纯度，如结晶、干燥、沉淀等。
而稀释物则需要进行废液处理，以避免对环境造成污染。
后处理过程中还可能包括对膜进行清洗和维护，以保证膜的使用寿命和分离效果。
4. 控制参数在膜分离技术工艺流程中，需要对一些关键参数进行控制，以确保膜分离的效果和稳定性。
例如，控制进料流量和压力可以影响渗透通量和分离效果；控制膜的温度可以改变物质的渗透速率和选择性；控制清洗液的pH值和浓度可以去除污染物和恢复膜性能。
这些参数的控制需要根据具体的应用和膜的特性进行优化。
5. 能耗评估膜分离技术工艺流程的能耗评估是指对整个工艺流程中能源消耗进行评估和优化。
膜分离过程中主要的能耗包括泵送能耗、压缩能耗、加热能耗和冷却能耗等。
通过对能耗的评估和优化，可以降低生产成本，提高能源利用效率，减少对环境的影响。
膜分离的操作方式
膜分离的操作方式1. 膜分离的基本原理膜分离是一种通过膜的选择性通透性实现物质分离的技术。
膜分离的基本原理是利用膜的孔隙结构或表面性质，使得不同成分的物质在膜上发生不同的传质、传递现象，从而实现物质的分离。
2. 膜分离的操作步骤膜分离的操作步骤主要包括前处理、膜分离过程和后处理三个部分。
2.1 前处理前处理是指在膜分离过程之前对原料进行的处理步骤，主要目的是去除悬浮物、颗粒物、胶体物等杂质，以保护膜的使用寿命和效果。
常见的前处理方法包括沉淀、过滤、调节pH值等。
2.2 膜分离过程膜分离过程是指将前处理后的原料通过膜分离设备进行分离的步骤。
根据不同的分离机理和应用需求，膜分离过程可以分为压力驱动式、浓度差驱动式和电场驱动式三种方式。
2.2.1 压力驱动式膜分离压力驱动式膜分离是指通过施加一定的压力差，使原料液体在膜上发生渗透和分离的过程。
常见的压力驱动式膜分离包括微滤、超滤、纳滤和逆渗透等。
压力驱动式膜分离的操作步骤： 1. 将前处理后的原料液体通过泵送至膜分离设备。
2. 施加一定的压力差，使原料液体在膜上发生渗透和分离。
3. 收集通过膜的纯净产物，将未通过膜的浓缩物排出。
2.2.2 浓度差驱动式膜分离浓度差驱动式膜分离是指通过维持两侧溶液的浓度差，使溶质通过膜进行传质和分离的过程。
常见的浓度差驱动式膜分离包括电渗析和渗透气体分离等。
浓度差驱动式膜分离的操作步骤： 1. 将前处理后的原料液体分为两侧，分别放置在膜分离设备的两侧。
2. 维持两侧溶液的浓度差，通过膜进行溶质的传质和分离。
3. 收集通过膜的纯净产物，将未通过膜的浓缩物排出。
2.2.3 电场驱动式膜分离电场驱动式膜分离是指通过在膜上施加电场，利用离子的电荷特性进行传质和分离的过程。
常见的电场驱动式膜分离包括电渗析和电吸附等。
电场驱动式膜分离的操作步骤： 1. 将前处理后的原料液体通过泵送至膜分离设备。
2. 在膜上施加电场，使离子在膜上发生迁移和分离。
第四章膜分离过程原理汇总
4.2 以压力差为推动力的膜分离过程
• 微滤是指大于0.1μm的颗粒或可溶物 被截流的压力驱动型膜过程(MF)
• 超滤是指小于0.1μm大于2nm的颗粒 或可溶物被截流的压力驱动型膜过 程(UF)
• 反渗透是指高压下溶剂逆着其渗透 压而选择性透过的膜过程(RO)
• 纳滤是指小于2nm的颗粒或可溶物被 截流的压力驱动型膜过程(nF)
• 根据原水水质，可经过预过滤以去除大颗 粒防止膜过快堵塞，亦可视情况投加混凝 剂或粉末活性炭，以生产有机物含量低的 水。但在生产高质量水时，通常作为超滤、 反渗透或纳滤的预处理设施。
• 而在生产高纯水时，微滤常作为纯水或超 滤水生产时的末端处理， 以去除剩余在水 中的痕量杂质。
• 目前，市场上的微滤膜多为平板膜折叠式滤芯， 膜材料为聚丙烯(PP)或聚砜(PS)、尼龙等。聚砜 膜的孔径经常为0．45mm、0．2mm或更小，其 孔径分布均匀，水通量大，不易堵塞。而聚丙烯 膜的过滤精度范围广，价格便宜，但精度差。
• 深层过滤：在微滤过程中，膜孔的孔径大于被 滤微粒的粒径，流体中的粒子能进入膜的深层 并被除去。
4.2.4渗透气化与蒸汽渗透
• 1.渗透汽化及蒸汽渗透原理
渗透汽化是指液体混合物在膜两侧压差得作用，利用膜对被分 离混合物中某组分有优先选择性透过膜得特点，使料液侧优 先渗透组分渗透通过膜，在膜得下游侧汽化去除，从而达到 混合物分离提纯得一种新型膜分离技术。
MF
UF
RO
4.2.1 反渗透
渗透是在膜两侧的压力相等的情况下,在浓差作用 下溶剂水分子从低浓度向高浓度透过.
反渗透是利用外压将渗透过程逆转,达到分离物质的
反渗透原理
反渗透（Reverse Osmosis）分离过程是使溶 液在一定压力（10-100 atm）下通过一个多孔 膜，在常压和环境温度下收集膜渗透液。溶液中 的一个或几个组分在原液中富集，高浓度溶液留 在膜的高压侧。
膜分离技术
混合气体通过多孔膜的传递过程应以分子流为主, 其分离过程应尽 可能满足下述条件: 多孔膜的微孔孔径必须小于混合气体中各组分的平均自由程。 由于在大气压力下的λ的值在1000-2000Å，为了使分子流占优势, 取得良好的分离效果, 一般要求多孔膜的孔径在( 50 ~ 300) Å；
混合气体的温度应足够高, 压力尽可能低。
膜改性
（1）表面活性剂改性
表面活性剂是由至少两种以上极性或亲媒性显著不同 的官能团，如亲水基和疏水基所构成，具有不对称结构。 在其与溶液相接的界面上，由于官能团的作用形成选 择性定向吸附，界面的状态和性质即随之发生显著变化。 非离子型表面活性剂会在与它相接的截面上形成致密的亲 水层，改善界面的亲水性。离子型表面活性剂含有电荷可 以通过静电排斥相同电荷的物质在界面上的吸附。
气体从膜的低压侧表面上脱附出去
m= D· · · d A S ΔP/ = ( P / d) · · A ΔP =J · · P A Δ 式中: P -----D· 渗透系数（10-8---10-14） S J------D· 渗透速率 S/d
（2）表征膜性能的基本参数
渗透速率（J） J=D· S/d
膜改性
（5）辐照接枝改性
辐照接枝改性对于聚合物材料的物化特性和制备亲水性的 膜是一种行之有效的方法，是膜表面改性的重要途径之一。 它主要是利用高能Y射线或电子束对聚合物进行高能辐射， 使其产生活性种，然后活性种引发单体进行接枝聚合反应， 把某些性能的基团或聚合物支链接到膜材料的高分子链上， 使膜具有某些需要的性能。 聚合物改性既可改变膜的物理、机械性能，又可改变膜的 化学或物理性能。
膜改性
技术优点
膜分离空气中二氧化碳的具体操作流程
膜分离空气中二氧化碳的具体操作流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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vocs膜分离技术原理
vocs膜分离技术原理VOCs膜分离技术原理VOCs（挥发性有机化合物）是指在常温下具有较高蒸气压的有机化合物，其挥发性使其容易进入空气中，对环境和人体健康造成潜在风险。
因此，有效地控制和处理VOCs排放成为环境保护的重要任务之一。
VOCs膜分离技术作为一种高效、低能耗的分离技术，已被广泛应用于VOCs排放控制和废气处理领域。
VOCs膜分离技术的原理基于不同组分在膜上传质速率的差异。
通常，膜分离过程包括渗透、吸附和解吸三个阶段。
1. 渗透阶段：在膜分离过程中，VOCs混合物会通过膜的孔隙或介孔进入膜的一侧，这个过程称为渗透。
在渗透过程中，VOCs会与膜的表面发生相互作用，如物理吸附和化学吸附等。
2. 吸附阶段：VOCs在膜表面吸附后，会通过膜孔隙或介孔扩散到膜内部。
这个过程被称为吸附。
吸附过程中，VOCs与膜的孔隙和表面发生物理或化学作用，降低了其在膜中的自由扩散速率。
3. 解吸阶段：在膜的另一侧，VOCs开始解吸并通过膜孔隙或介孔扩散到另一侧。
这个过程称为解吸。
解吸过程中，VOCs会与膜的表面发生相互作用，如物理吸附和化学吸附等。
VOCs膜分离技术的关键在于选择合适的膜材料和操作条件。
膜材料应具有良好的选择性和高通量，以实现有效的分离效果。
常见的膜材料包括聚醚酯（PES）、聚丙烯（PP）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等。
不同的膜材料具有不同的分离性能，可以根据具体应用需求进行选择。
操作条件也会影响VOCs膜分离技术的效果。
操作条件包括温度、压力和流速等。
适当的温度可以提高VOCs在膜上的传质速率，而过高的温度可能会导致膜材料的热分解或变形。
适当的压力可以增加VOCs在膜上的渗透压差，从而提高分离效果。
流速的选择应综合考虑传质速率和能耗，并根据具体应用需求进行调整。
VOCs膜分离技术具有许多优势。
首先，它可以实现高效的分离效果，同时具有低能耗和操作成本低的特点。
其次，VOCs膜分离技术可以进行连续操作，提高生产效率和产品质量的稳定性。
mof吸附与mof膜分离
mof吸附与mof膜分离MOF（金属有机框架）是一种由金属离子或金属簇与有机配体组装而成的晶体材料。
它具有高度可调节的孔道结构和表面功能化特性，因此被广泛应用于气体吸附、催化反应和分离等领域。
在MOF中，大量的孔道和表面可以提供吸附分子的位置，而MOF膜则可以通过选择性的分子传输来实现分离效果。
MOF吸附是指将分子或原子吸附到MOF材料的过程。
由于MOF 材料具有高度可调节的孔道结构，可以通过调节MOF的组分和结构来实现对不同分子的选择性吸附。
例如，通过改变MOF的孔道尺寸和内部表面性质，可以实现对不同大小和极性的分子的吸附选择性。
此外，MOF材料还可以通过改变金属离子的选择和配体的取代基，来实现对特定分子的吸附选择性。
这使得MOF吸附在气体分离、催化和环境污染治理等方面具有广泛的应用前景。
MOF膜分离是指利用MOF材料构建的薄膜进行分离操作。
MOF 膜具有高度可调节的孔道结构和表面功能化特性，可以实现对不同分子的选择性传输。
MOF膜的制备通常通过溶液浸渍法、热解法和气相沉积法等方法实现。
通过这些方法，可以在支撑体上得到均匀且高度定向的MOF膜。
MOF膜的分离性能受到膜的结构和组成、膜的厚度、传质途径和操作条件等多个因素的影响。
MOF膜分离在气体分离、液体分离和离子分离等领域具有广泛的应用前景。
在气体分离方面，MOF膜可以实现对CO2、CH4、N2等气体的高效分离，具有重要的环境和能源应用价值。
在液体分离方面，MOF膜可以实现对有机物、离子和重金属离子等的高效分离，具有重要的环境和化工应用前景。
在离子分离方面，MOF膜可以实现对不同离子的选择性传输，具有重要的水处理和资源回收应用价值。
然而，MOF吸附与MOF膜分离在实际应用中还面临一些挑战。
首先，MOF材料的合成和制备过程相对复杂，需要优化制备条件以获得高质量的MOF材料和膜。
其次，MOF材料的稳定性和可重复性也是制约其应用的重要因素。
目前，科研人员正在努力改进MOF 材料的稳定性和可控性，以应对实际应用中的挑战。
石脑油中链烷烃和环烷烃及少量芳烃的吸附分离或膜分离技术
石脑油中链烷烃和环烷烃及少量芳烃的吸附分离或膜分离技术石脑油是一种重要的石油裂解产物，主要由碳数为5-10的烷烃组成，同时还含有少量的环烷烃和芳烃。
由于其中的链烷烃是一种重要的化工原料，因此对于石脑油中的烷烃进行分离和纯化具有重要的意义。
为了实现这一目标，吸附分离和膜分离被广泛应用于石脑油的制备过程中。
吸附分离技术是一种基于分子在固体表面上与物理吸附作用相互作用的方法。
在石脑油中，烷烃分子与吸附剂表面之间的力是弱的，因此烷烃分子可以容易地与吸附剂发生相互作用。
根据烷烃的物理性质，可以选择不同的吸附剂来实现石脑油中烷烃的分离。
常用的吸附剂包括硅胶、沸石和活性炭等。
在石脑油中，链烷烃和环烷烃的裂解温度和蒸馏温度之间存在差异。
这种差异可以通过调节裂解温度和蒸馏条件来实现石脑油中链烷烃和环烷烃的分离。
然而，由于链烷烃和环烷烃在物理性质上的相似性，这种方法的分离效果有限。
因此，在实际应用中，通常需要采用吸附剂来进一步提高分离效果。
另一种常用的方法是膜分离技术。
膜分离技术是一种基于分子在薄膜中传质的方法。
根据烷烃和环烷烃在薄膜中的扩散速率差异，可以实现它们的分离。
对于具有不同碳数的烷烃，可以选择不同孔径的薄膜来实现分离。
同时，通过控制薄膜材料的性质，如薄膜的亲疏水性、渗透性等，也可以提高分离效果。
除了吸附分离和膜分离技术，还可以通过精馏等传统方法来实现石脑油中链烷烃和环烷烃的分离。
精馏是一种基于物质在不同蒸馏温度下汽液平衡的差异来实现分离的方法。
通过调节蒸馏温度和压力，可以实现链烷烃和环烷烃的分离。
然而，由于链烷烃和环烷烃在物理性质上的相似性，这种方法的分离效果也有限。
综上所述，石脑油中链烷烃和环烷烃的吸附分离和膜分离技术是一种有效的分离方法。
通过选择适当的吸附剂或薄膜材料，并通过控制分离条件，可以实现石脑油中链烷烃和环烷烃的高效分离。
在石脑油的制备过程中，合理利用这些技术，不仅可以提高产品的质量，还可以有效提高生产效率和降低生产成本。
吸附-膜分离耦合提锂成套技
吸附-膜分离耦合提锂成套技术是一种结合了吸附和膜分离两种技术的工艺方法，用于从含锂卤水中提取锂。
该技术主要包括以下几个步骤：
1. 吸附过程：将含锂卤水通过吸附剂，如沸石、活性炭等，进行吸附处理。
吸附剂对锂离子具有选择性吸附能力，能够将锂离子从卤水中分离出来，形成富锂溶液。
2. 膜分离过程：将吸附后的富锂溶液通过膜分离装置进行进一步分离纯化。
膜分离技术利用半透膜的选择性分离功能，使锂离子和水分子通过膜，而其他离子和杂质则被膜阻挡，从而实现锂离子的浓缩和纯化。
3. 耦合过程：将吸附和膜分离两个过程进行耦合，实现高效提取和纯化锂离子。
在吸附过程中，膜分离装置可以及时移除部分生成物或副产物，促进吸附反应的进行；而在膜分离过程中，吸附剂可以起到预处理和增强膜分离效果的作用。
4. 脱附和洗脱过程：在吸附剂吸附锂离子后，需要进行脱附和洗脱操作，将锂离子从吸附剂上解吸下来，形成高浓度的锂溶液。
5. 膜分离系统的优化：根据实际情况和需求，对膜分离系统进行设计和优化，以提高锂离子的提取效率和纯化程度。
可以通过调整膜材料、膜厚度、操作条件等因素来优化膜分离性能。
吸附-膜分离耦合提锂成套技术具有高效、环保、节能等优点，能够实现从含锂卤水中高效提取锂离子，并适用于不同规模的锂资源开发项目。
该技术的应用前景广阔，可以为锂离子电池等新能源领域提供可靠的锂资源供应。
简述净水工艺的过程和原理
简述净水工艺的过程和原理净水工艺是指通过一系列的物理、化学和生物方法，将水中的各类污染物去除或降低至合格水质标准的过程。
根据水源不同、水质情况不同和水处理要求不同，可以采用不同的净水工艺，包括自然过滤、沉淀混凝、过滤吸附、膜分离、氧化还原和消毒灭菌等。
自然过滤是最简单的净水工艺之一，通过自然环境中的土壤、沙子、石子等层层过滤，去除悬浮物、固体颗粒和大部分有机物质。
这种净水工艺常用于农村地区的自来水处理。
沉淀混凝是一种常用的物理化学净水过程，通过加入混凝剂使悬浮物聚结成较大的颗粒并沉降，再通过沉淀池将沉淀物分离。
混凝剂常用的有铝盐、铁盐和有机高分子混凝剂，可去除水中的浑浊物、颜色、油脂和有机污染物。
沉淀混凝主要用于城市供水和工业废水处理。
过滤吸附是一种常用的净水工艺，通过预处理过程将水中的颗粒、胶体和有机物质去除，再通过活性炭吸附去除溶解有机物和一些重金属。
过滤材料常用的有石英砂、木炭和颗粒活性炭等，可去除水中细菌、病毒、有机物和臭味。
过滤吸附常用于家用自来水和工业用水处理。
膜分离是一种高效的净水工艺，通过膜的微孔、孔隙、逆渗透或蒸发凝结等作用，将水中的溶解物、颗粒和亚微米级物质分离。
膜过滤常用的有微滤、超滤、纳滤和逆渗透等，可以去除水中的细菌、病毒、有机物、盐类和重金属等。
膜分离广泛应用于纯水制备、海水淡化和废水处理等领域。
氧化还原是一种常用的净水方法，通过添加氧化剂氧化水中的有机物质，使其转变为无害的物质或易于去除的物质。
常用的氧化剂有臭氧、二氧化氯和高锰酸钾等，可以去除水中的有机物、异味物质和微生物等。
氧化还原工艺主要用于工业废水、水处理厂和水源污染。
消毒灭菌是一种最后进行的净水工艺，主要是为了杀灭或去除水中的病原微生物，确保水的细菌和病毒等微生物指标符合标准要求。
常用的消毒剂有氯、次氯酸钠、过氧化氢和臭氧等，可以去除水中的细菌、病毒、寄生虫卵和藻类等。
消毒灭菌工艺常用于自来水处理、游泳池和工业冷却水等。
合成氨分离氨的方法
合成氨分离氨的方法合成氨是指通过化学反应生成氨气体的过程。
分离氨的方法主要包括液体-液体抽提、吸附、膜分离以及冷凝和压缩等。
一、液体-液体抽提：液体-液体抽提是一种将氨从混合气体中分离出来的方法。
常用的溶剂包括水和一些有机溶剂，如丙酮、己醇等。
溶剂的选择是根据溶剂对氨的亲和力和氨与原气体的相容性来确定的。
在液体-液体抽提过程中，氨气首先被溶解在抽提剂中，然后通过相分离将氨从溶液中分离出来。
常用的相分离方法有闪蒸法和萃取法。
闪蒸法是将含氮溶液加热至沸点，使氨气体分离出来，然后通过冷凝器冷却与收集。
这种方法适用于氨气溶解度较高的液体体系。
萃取法是将含氮溶液与抽提剂进行接触，通过溶剂对氨的亲和力大于溶液对氨的亲和力，从而实现氨的分离。
萃取剂和萃取剂的选择对分离效果具有重要影响。
二、吸附：吸附是将气体分离成分吸附到固体表面上的方法。
常用的吸附材料有活性炭、沸石等。
在吸附过程中，氨气通过固体吸附剂表面的孔隙吸附，从而实现氨的分离。
吸附剂的选择应考虑其吸附容量、吸附速度和再生性等参数。
通常，在吸附过程中，氨气被吸附到固体表面后，通过改变温度、压力或流速等条件，使吸附剂再次释放出被吸附的氨气，实现氨的分离。
这种方法适合大规模氨分离。
三、膜分离：膜分离是利用膜的选择性通透性分离气体的方法。
常用的膜材料有聚合物膜、无机膜、金属膜等。
在膜分离过程中，氨气通过膜的选择性通透性，从而实现氨的分离。
膜的选择性通透性是指膜对氨的选择性吸附和传输能力。
膜分离有许多形式，如微过滤、超滤、反渗透等，这些形式的选择应根据氨气的特性和需要进行。
四、冷凝和压缩：冷凝和压缩方法是利用氨气的特性，将氨气从混合气体中冷凝和压缩分离出来。
在冷凝和压缩过程中，氨气通过降低温度和增加压力，使氨气液化并分离出来。
这种方法适合氨气的液化和分离。
综上所述，分离氨的方法主要包括液体-液体抽提、吸附、膜分离以及冷凝和压缩等。
根据具体情况选择合适的分离方法，可以实现高效、低成本的氨气分离。
污水处理工艺流程之深度处理膜分离与活性炭吸附
污水处理工艺流程之深度处理膜分离与活性炭吸附污水处理是对废水进行净化处理的过程，其目的是达到环境排放标准或再利用要求。
在污水处理中，深度处理工艺主要包括膜分离和活性炭吸附。
本文将就深度处理膜分离与活性炭吸附两种工艺进行详细介绍。
一、深度处理膜分离膜分离是一种通过半透膜将物质分离的技术。
在污水处理中，通过使用特定的膜材料，将水中的悬浮固体、胶体以及溶解性有机物分离出来，从而实现对水质的提高。
膜分离技术具有结构简单、处理效果稳定、操作维护方便等优点。
在深度处理中，膜分离一般采用微滤、超滤和纳滤三种膜材料进行处理。
微滤膜可以有效去除水中的悬浮固体和大颗粒胶体，超滤膜对胶体和高分子物质具有较好的分离效果，而纳滤膜则可以去除水中的溶解性有机物和重金属离子。
膜分离工艺一般分为预处理和主处理两个阶段。
预处理主要包括均质、除气、调节pH值等步骤，旨在保护膜材料避免因颗粒物及气体的堵塞和腐蚀。
主处理则是通过膜分离装置将污水进行连续分离，以达到深度处理的效果。
在主处理中，膜分离设备的运行参数对分离效果有着重要的影响。
二、活性炭吸附活性炭吸附是利用活性炭的吸附特性来去除水中的有机物质和重金属的工艺。
活性炭是一种具有孔隙结构的吸附剂，能够将有机物质吸附到其表面，并通过物化作用将其固定。
活性炭吸附工艺具有吸附能力强、处理效果稳定、操作简便等特点。
在深度处理中，活性炭吸附一般应用于膜分离之后的流程中，主要用于去除残留的有机物和重金属。
通过将污水与活性炭接触，并通过气体吸附或水相吸附的方式将目标污染物吸附到活性炭表面上，从而达到净化水质的目的。
活性炭吸附工艺的关键是选择合适的活性炭材料和确定合适的操作条件。
在实际应用中，常见的活性炭吸附工艺有间歇吸附和连续吸附两种。
间歇吸附是指将活性炭装入吸附柱中，通过循环吸附和脱附的方式进行处理；而连续吸附则是采用流动床或活性炭滤池的形式进行处理。
三、深度处理膜分离与活性炭吸附的结合应用深度处理膜分离与活性炭吸附通常结合应用，以更好地达到对污水的净化处理效果。
膜分离技术及应用
膜分离技术及应用1 膜分离技术的简介1.1 膜分离的概念利用膜的选择性（孔径大小），以膜的两侧存在的能量差作为推动力，由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术。
膜分离的一般示意性图见图1。
1.2 膜的简介在一种流体相间有一层薄的凝聚相物质，把流体相分隔开来成为两部分，这一薄层物质称为膜。
膜本身是均一的一相或由两相以上凝聚物构成的复合体。
被膜分开的流体相物质图1 膜分离过程示意图是液体或气体。
膜的厚度应在0.5mm以下，否则不能称其为膜。
1.2.1 对于不同种类的膜都有一个基本要求：（1）耐压：膜孔径小，要保持高通量就必须施加较高的压力，一般模操作的压力范围在0.1~0.5Mpa，反渗透膜的压力更高，约为1~10MPa（2）耐高温：高通量带来的温度升高和清洗的需要（3）耐酸碱：防止分离过程中，以及清洗过程中的水解；（4）化学相容性：保持膜的稳定性；（5）生物相容性：防止生物大分子的变性；（6）成本低。
1.2.2 膜的分类按孔径大小：微滤膜、超滤膜、反渗透膜、纳滤膜按膜结构：对称性膜、不对称膜、复合膜按材料分：有机高分子（天然高分子材料膜、合成高分子材料膜）膜、无机材料膜1.2.3 各种膜材料（1）天然高分子材料膜主要是纤维素的衍生物，有醋酸纤维、硝酸纤维和再生纤维素等。
其中醋酸纤维膜的截盐能力强，常用作反渗透膜，也可用作微滤膜和超滤膜。
醋酸纤维膜使用最高温度和pH范围有限，一般使用温度低于45~50℃，pH3~8。
再生纤维素可制造透析膜和微滤膜。
（2）合成高分子材料膜市售膜的大部分为合成高分子膜，种类很多，主要有聚砜、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、聚烯类和含氟聚合物等。
其中聚砜是最常用的膜材料之一，主要用于制造超滤膜。
聚砜膜的特点是耐高温(一般为70~80℃，有些可高达125℃)，适用pH 范围广(pH=l~13)，耐氯能力强，可调节孔径范围宽(1~20nm)。
但聚砜膜耐压能力较低，一般平板膜的操作压力权限为0.5~1.0MPa 。
膜分离过程的机理
与浓度差关联。
§3.1、基本传质形式
组分从高化学位向低化学位的被动传递
§3.1、基本传质形式
在多组分体系中由于推动力和通量之间是互相耦合 的，不能用简单的唯象方程表示。各组分间渗透不 是互相独立的。 例如：膜两侧的压差不仅会产生溶剂通量而且会导 致溶质传递并形成浓度梯度。另一方面浓度梯度不 仅会导致扩散传质，而且会产生流体静压。 传递过程的推动力为膜两侧位差除以膜厚度。化学 位差和电位差。化学位差主要有压力、浓度、温度 等。
§3.2、多孔膜的传递
临界孔径为吸附水层的厚度 tw的两倍，且比盐和水的分 子直径大好几倍，才可得到 合理的分离效果。 优先吸附的精确的物理化学 标准尚未知，tw很难测定。
膜表面上的水层 多孔膜 2tw 多孔膜 tw
由优先吸附毛细管流动理论 模型建立的传递方程，包括 水的流动传递、溶质的扩散 传递和边界层的薄膜理论。 在操作压力下，溶质和溶剂 都有透过膜微孔的趋势，水 优先吸附在孔壁上，而盐则 由于物化性能被脱除在膜面 上。基本方程为： 溶剂的流率：Jw=A(P-) 溶质的流率：Js=Ds/(kl) (c2c3 ) A为纯水的渗透速率， c2、c3为 高、低压侧溶质浓度。
2、优先吸附毛细管流动模型 用于不对称多孔膜，针对反 渗透膜而提出的。 分离机理包括：表面现象和 流动传递共同支配。即在压 力作用下，优先吸附的组分 流动传递通过毛细管而促成 分离。 与孔径、孔隙率、膜表面的 化学性质有关。 对于一个给定的膜和操作条 件，有一临界孔径，方能得 到最好的分离效果和高渗透 流率。
§3.1、基本传质形式
促进传递是由于某种流动载体的存在使传递过程得 到强化。 主动传递主要发生在细胞膜中。
医用膜分离制氧机的原理
医用膜分离制氧机的原理医用膜分离制氧机是一种利用膜分离技术制备纯氧的设备。
它的原理是通过膜分离技术将空气中的氧气和氮气分离，从而制备出高纯度的氧气，为医疗用途提供氧气来源。
膜分离制氧机的原理及其制备过程是非常复杂和精密的，下面我们来详细介绍一下膜分离制氧机的原理和工作过程。
1.膜分离技术的原理膜分离技术是一种通过半透膜对不同大小、不同性质的气体分子进行分离的技术。
它是利用气体在不同材料的薄膜中的渗透速率及渗透率的差异，通过控制渗透压差，使气体分子在薄膜上渗透，从而实现气体分离的技术。
膜分离技术已经在许多领域得到了广泛应用，包括医疗、工业、环保等领域。
2.膜分离制氧机的原理医用膜分离制氧机是一种利用膜分离技术制备纯氧的设备。
它主要由空气压缩系统、分子筛吸附系统、膜分离系统和氧气储存系统组成。
工作原理是利用空气压缩系统将空气进行压缩，然后通过分子筛吸附系统将其中的水、二氧化碳等杂质去除，最后通过膜分离系统将氮气和其它杂质分离出来，从而得到高纯度的氧气。
3.膜分离制氧机的工作过程膜分离制氧机的工作过程分为压缩、吸附和分离三个阶段。
首先，空气通过空气压缩系统被压缩，这样可以增加气体的压力，为后续处理提供条件。
然后，压缩后的空气通过分子筛吸附系统，去除其中的水、二氧化碳等杂质，这样可以减少对膜分离系统的损坏，并提高氧气的纯度。
最后，去除杂质后的气体进入膜分离系统，通过半透膜的渗透作用，将氮气和其它杂质分离出来，从而得到高纯度的氧气。
4.膜分离制氧机的优势膜分离制氧机具有操作简单、能耗低、氧气纯度高等优点。
相对于传统的液态制氧和压缩式制氧设备，膜分离制氧机具有更高的制氧效率和更低的维护成本。
同时，膜分离制氧机可以根据需要调整氧气产量，可以满足不同医疗场所对氧气的需求。
总之，医用膜分离制氧机是一种利用膜分离技术制备纯氧的设备。
它通过对空气进行压缩、吸附和分离等工艺，将其中的氮气和其它杂质分离出来，从而得到高纯度的氧气。
化学吸收 物理吸附 膜分离
化学吸收物理吸附膜分离以化学吸收、物理吸附膜分离为主题，本文将介绍这两种分离技术的原理、应用和优缺点。
一、化学吸收膜分离化学吸收是一种利用溶剂或液体吸收物质的方法。
在化学吸收膜分离中，通过溶剂与待分离物质之间的化学作用，实现了物质的选择性吸附和分离。
1. 原理化学吸收膜分离的原理是利用溶剂与待分离物质之间的化学亲和性，使待分离物质被溶剂吸附，从而实现分离。
常见的化学吸收膜分离方法包括溶剂萃取和萃取膜分离。
2. 应用化学吸收膜分离广泛应用于工业生产过程中的分离和提纯，如石油化工、化学工程、环保等领域。
其中，溶剂萃取常被用于金属离子提取和有机物分离，而萃取膜分离则常用于有机物和溶剂的分离。
3. 优缺点化学吸收膜分离的优点是操作简单、分离效果好、适用范围广。
然而，该方法也存在一些缺点。
首先，溶剂的选择和回收成本较高。
其次，溶剂的使用会对环境造成一定的污染。
此外，化学吸收膜分离对物质的选择性较强，因此只适用于特定的分离和提纯需求。
二、物理吸附膜分离物理吸附是一种利用吸附剂与待分离物质之间的物理作用，实现物质的吸附和分离的方法。
在物理吸附膜分离中，通过吸附剂对待分离物质的物理吸附作用，实现分离效果。
1. 原理物理吸附膜分离的原理是利用吸附剂与待分离物质之间的物理吸附作用，使待分离物质吸附在吸附剂表面，然后通过改变温度、压力等条件，使吸附物质与吸附剂分离。
常见的物理吸附膜分离方法包括吸附剂吸附和膜渗透。
2. 应用物理吸附膜分离广泛应用于气体和液体的分离和纯化领域。
其中，吸附剂吸附常被用于气体分离和空气净化，而膜渗透则常用于液体分离和浓缩。
3. 优缺点物理吸附膜分离的优点是分离效果好、可连续操作、对环境友好。
然而，该方法也存在一些缺点。
首先，吸附剂的再生和回收成本较高。
其次，吸附剂的选择性较弱，对物质的分离效果相对较差。
此外，物理吸附膜分离也受到温度、压力等条件的限制。
化学吸收和物理吸附膜分离是两种常见的分离技术。
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②多级错流吸附
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西 安 交 • 若吸附等温式满足Freundlich公式，对低浓度的溶液，吸附平衡关 大 系可写成：X=KY1/N，且，代入式（13—5），得 化 L Y0 Y1 1 工 L W KY1 n 常称固液比 W 原 理 电 ②多级错流吸附 子 其特点式溶液经过多级搅拌槽，而且各槽都补充新鲜 课 吸附剂，下面讨论两级错流吸附。 件
I II IV III V p/p0 图 13－ 1 五 种 物 理 吸 附 等 温 线
II类 其特点是不出现饱和值，随对比压力增加， 平衡吸附量急剧上升，曲线上凸，属于多分 子层物理吸附 。 III类 曲线下凹，吸附气体量随组分分压增加而 上升。
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西 安 交 大 IV类 能形成有限的多层吸附。开始吸附量随着气体中组分分压的增 加迅速增大，曲线凸起，吸附剂表面形成易于移动的单分子层吸 化 附；而后一段凸起的曲线表示由于吸附剂表面建立了类似液膜层 工 的多层分子吸附；两线段间的突变，说明有毛细孔的凝结现象。 原 V类 曲线一开始就下凹，吸附质较难被吸附，吸附量随气体中组分 浓度增加而缓慢上升，当接近饱和压力时，曲线趋于饱和，形成 理 多层吸附，有滞后效应。 电 子 课 2.液相在固体上的吸附平衡和吸附等温曲线 件
Y0 b c Y0 f 1-f a c2 p 2 c1 p 1 z (a) Y d b W c d
Y
1-f a
(b) 图 13－ 11 （ a） 吸 附 负 荷 曲 线 ； （ b） 穿 透 曲 线
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西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件
13.1.3吸附设备及计算
• 固定床吸附分离计算
Y Y0 Yc Yb
za
za c d e
0
z 图 13－ 9 固 定 床 操 作 的 三 个 区
b wb (tn)
a we w (tc) (t)
图例： 饱和部分 吸附部分 未吸附部分
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西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件
13.1.3吸附设备及计算
• 吸附负荷曲线与穿透曲线的关系
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13.2膜分离
• • • • • • • • • 13.2.1概述 13.2.2分离膜与膜组件 13.2.3反渗透与纳滤 13.2.4超滤与微滤 13.2.5渗透气化与蒸汽渗透 13.2.6气体分离 13.2.7膜接触器 13.2.8电渗析 13.2.9膜组件特性及膜污染防治
西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件
第十三章 其他分离过程
• 13.1 吸附
• 13.2 膜分离
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西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件
13.1 吸附
• 13.1.1概述
• 13.1.2 吸附平衡
• 13.1.3吸附设备及计算
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西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件
13.2.1概述
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吸附的分类
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西 安 交 大 化 工 原 理 电 子 课 件
13.1.1概述
• 吸附分离应用主要包括：
（1）气体和液体的深度干燥； （2）食品、药品和有机石油产品的脱色、除臭； （3）有机烷烃的分离和精制； （4）气体的分离和精制； （5）从废水或废气中除去有害的物质。
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13.1.3吸附设备及计算
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西 安 交 ③多级逆流吸附 大 化 工 原 理 电 对吸附质进行无聊衡算（设共有N级）： 子 W (Ym 1 Ym ) L ( X m X m 1 ) 第m级 课 W (Y0 YN ) L ( X 1 X N 1 ) 全范围 件
5个假设 （1）传质区高度Za 与未饱和吸附容量f 的确定
（2）传质区传质单元数的确定
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西 安 交 大 • 移动床吸附器又称“超 吸附塔”，移动床吸附 化 器又称“超吸附塔”， 工 对原水与处理要求较低， 原 操作管理方便。 理 电 子 课 件
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13.1.3吸附设备及计算
知组成物得吸附。
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13.1.2 吸附平衡
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西 安 交 • 1.接触式吸附设备及计算 ： 大 常见的接触式吸附装置为接触式过滤吸附器，如图13—2 化 所示 空气 蒸汽 工 它属于分级接触，适用于 原 处理液态溶液。其特点是 过滤机 搅拌吸附槽 结构简单，操作容易。 理 蒸汽 电 按照原料、吸附细致的不同， 子 滤液贮槽 操作方式可分为单级吸附 课 和多级吸附，多级吸附又 分为多级错流和多级逆流 件 图 13－ 2 接 触 过 滤 式 吸 附 装 置 吸附。
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13.1.2 吸附平衡
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西 安 交 朗格缪尔关系式是一个理想得吸附公式，它代表了在均匀表面上吸 附分子间彼此没有相互作用得情况下，单分子层吸附达到平衡时 大 得规律。 化 工 2.Freundlich等温式 原 对于在等温情况下，吸附热随着覆盖率（即吸附量）得增加，呈 对数下降得吸附平衡，Freundlich提出下列公式： 理 q =k’y 1/ n qe=kpe1/ n 或 e e 电 ——式中，k,k’—Freundlich吸附系数 子 n—和温度有关得常数，一般认为n=2~10时为易吸收过 程；n<0.5时为难吸附过程。 课 件 Freundlich等稳式是经验公式，适用于低浓度气体或的浓度溶液未
13.1.3吸附设备及计算
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西 安 A 交 ①单级吸附 X Y －L / W Y 大 对吸附质进行物 料 Y Y B W 衡算 化 Y 工 W (Y0 Y1 ) L ( X 1 X 0 ) X X X 原 X 图 13－ 3 单 级 吸 附 操 作 流 程 理 式中，W—溶液中溶剂的质量，kg; L—吸附剂的质量，kg; 电 Y0、Y1—吸附质再吸附槽进、出扣溶液中的质量必， 子 kg(吸附质)/kg（溶剂）； 课 X0,X1— 吸附质再吸附槽进、出口吸附剂中的质量比， kg(吸附质)/kg(吸附剂)； 件
西 安 交 • 吸附平衡是指在一定温度和压力下，气固或液固两相充分 接触，最后吸附质在两相中达到动态平衡；也可以是含有 大 一定量的吸附质的惰性流体通过吸附剂固定床层，吸附质 化 流动相和固定相中反复分配，最后在动态下达到稳定的动 工 态平衡。 原 • 1.单组分气相在固体上的吸附平衡 理 实验表明，当流体为气相时，对于一个给定的物系（即一定的吸 电 附剂和一定的吸附质），达到吸附平衡时，吸附量与温度及压 子 力有关，可表示为 qe =f(T,p) 课 件 当T为常熟，qe =f(p),它表明了平衡吸附量与压力之间的关系，
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西 安 交 概念 大 化 • 膜分离是以对组分具有选择性透过功能的膜为分离截 至，通过在膜两侧施加（或存在）一种或多种推动力， 工 使原料中的膜组分选择性地优先透过膜，从而达到混 原 合物分离，并视线产物地提取、浓缩、纯化等目的的 一种新型分离过程。 理 电 压力差（也称跨膜压差）、浓度差、 推动力 子 电位差、温度差等 。 课 件 如微 滤 （ MF）、 超 滤（ UF）、纳滤 （ NF）与反 渗透 （RO）都是以压力差微推动力的膜分离过程。
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13.1.2 吸附平衡
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西 安 交 • ngmuir等温式 q 朗格缪尔单分子层吸附等温式：e=aqmpe/(1+ape) 大 化 式中，qm—表面上吸满单分子层吸附质得吸附量，kg(吸附 质)/kg(吸附剂)； 工 pe—吸附质得平衡分压，Pa ; 原 a—吸附系数。 理 格缪尔公式也常用于液相吸附，故又写成下述形式： 电 qe=aqmye/(1+a’ye) 子 课 式中，a’ —吸附系数； ye—吸附质在液相中得平衡浓度，摩尔分率。 件
13.1.1概述
• 吸附
多孔性固体表面的分子或原子因受力不均而具有剩余的表 面能，当流体中的某些物质碰撞固体表面时，受到这些 不平衡力的作用就会停留在固体表面上。
具有吸附作用的物质，称为吸附剂，被吸附的物质称为吸 附质。常见的吸附剂有活性炭、磺化煤、焦碳、木炭、 白土、炉渣及大孔径吸附树脂等。
按照吸附作用力性质的不同，吸附可 以分为物理吸附、化学吸附和离子 交换吸附。 按照吸附条件是否发生变化，又可把 吸附分为变温吸附，变压吸附以及 返回 变浓度吸附。
Y2 X1
X2 图 13－ 4 二 级 错 流 吸 附
X0
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西 安 1 n 交 若平衡关系满足Freundlich公式， X KY ，且X =0，则 i i 0 大 L1 L2 1 Y Y Y Y ( 0 1 1 1 1 2) 化 W K Y n Y2 n (1 工 原 欲使吸附剂用量最小，必须使 d [( L1 L2 ) / W ] 理 0 dY1 电 对于一定的体系和分离要求，K，n，Y0和Y2均为常数，结合上 两式得 子 Y0 1 Y Y1 1 课 ( 1 )n 1 Y2 n n 件
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炭出口及进口 图 13－ 7 固 定 床 吸 附 结 构 示 意 图 冲洗水 表面冲洗 炭床表面