膜的简介.ppt

学习情境4：净化处理石油工业污水 膜技术简介 膜分离发展过程和趋势 膜的适用范围 膜的简介（定义、分类、制备） 膜组件简介 膜在化工生产的应用 膜技术简介 高分子膜的分离功能很早就已发现。1748年，耐克特（A. Nelkt）发现水能自动地扩散到装有酒精的猪膀胱内，开创了膜渗透的研究。 1861年，施密特（A. Schmidt）首先提出了超过滤的概念。他提出，用比滤纸孔径更小的棉胶膜或赛璐酚膜过滤时，若在溶液侧施加压力，使膜的两侧产生压力差，即可分离溶液中的细菌、蛋白质、胶体等微小粒子，其精度比滤纸高得多。这种过滤可称为超过滤。按现代观点看，这种过滤应称为微孔过滤。 膜技术简介 然而，真正意义上的分离膜出现在20世纪60年代。1961年，米切利斯（A. S. Michealis）等人用各种比例的酸性和碱性的高分子电介质混合物以水—丙酮—溴化钠为溶剂，制成了可截留不同分子量的膜，这种膜是真正的超过滤膜。美国Amicon公司首先将这种膜商品化。 膜技术简介 50年代初，为从海水或苦咸水中获取淡水，开始了反渗透膜的研究。 1967年，DuPont公司研制成功了以尼龙—66为主要组分的中空纤维反渗透膜组件。同一时期，丹麦DDS公司研制成功平板式反渗透膜组件。反渗透膜开始工业化。 膜技术简介 自上世纪60年代中期以来，膜分离技术真正实现了工业化。首先出现的分离膜是超过滤膜（简称UF膜）、微孔过滤膜（简称MF膜）和反渗透膜（简称RO膜）。以后又开发了许多其它类型的分离膜。 在此期间，除上述三大膜外，其他类型的膜也获得很大的发展。80年代气体分离膜的研制成功，使功能膜的地位又得到了进—步提高。 膜技术简介 具有分离选择性的人造液膜是马丁（Martin）在60年代初研究反渗透时发现的，这种液膜是覆盖在固体膜之上的，为支撑液膜。 60年代中期，美籍华人黎念之博士发现含有表面活性剂的水和油能形成界面膜，从而发明了不带有固体膜支撑的新型液膜，并于1968年获得纯粹液膜的第一项专利。 70年代初，卡斯勒（Cussler）又研制成功含流动载体的液膜，使液膜分离技术具有更高的选择性。 膜技术简介 膜技术简介 膜技术简介 膜技术简介 膜的定义:流体(液体式气体)能有选择性通过的一种筛离层，故膜俗称“筛子” 。 膜过程的定义:在外界能量:物理压力或化学位差能或电位差能的驱动下，流体(液体或气体)中的两个以上组分的物质经膜分离、浓缩、分级、富集、纯化的过程。 膜技术简介 膜的分类： 1. 按物理性质分 固相膜、液相膜、气相膜 2. 按材料分 2.1 天然膜生物膜（生命膜）天然物质改性或 再生制成的膜 2.2 合成膜 无机膜 有机高分子聚合物膜 3. 按外形分 管式膜、卷式膜、平板膜、 多孔膜、单孔膜、无孔膜 膜技术简介 膜技术简介 4. 按孔径大小分 微孔膜 0.1-10μm 超滤膜 0.002-0.1μm 纳滤膜0.001μm 反渗透 0.0005-0.001μm 5.按用途分 液体分离膜 气体渗透膜 气液分离膜 汽化渗透膜 催化反应膜 分子筛膜 液膜 生物膜 缓释膜 膜反应器 电渗析膜 树脂交换膜 膜技术简介 膜的制备： 膜的制备工艺对分离膜的性能十分重要。同样的材料，由于不同的制作工艺和控制条件，其性能差别很大。合理的、先进的制膜工艺是制造优良性能分离膜的重要保证。 目前，国内外的制膜方法很多，其中最实用的是相转化法（流涎法和纺丝法）和复合膜化法。 膜技术简介 1. 相转化制膜工艺 相转化是指将均质的制膜液通过溶剂的挥发或向溶液加入非溶剂或加热制膜液，使液相转变为固相的过程。相转化制膜工艺中最重要的方法是L—S型制膜法。它是由加拿大人劳勃（S. Leob）和索里拉金（S. Sourirajan）发明的，并首先用于制造醋酸纤维素膜。 膜技术简介 图 L—S法制备分离膜工艺流程框图 膜技术简介 2.复合制膜工艺 由L—S法制的膜，起分离作用的仅是接触空气 的极薄一层，称为表面致密层。它的厚度约0.25～ 1μm，相当于总厚度的1/100左右。理论研究表明可 知，膜的透过速率与膜的厚度成反比。而用L—S法 制备表面层小于0.1μm的膜极为困难。为此，发展 了复合制膜工艺，其方框图如下图所示。 膜技术简介 膜组件简介 将膜、固定膜的支撑材料、间隔