二膜处理技术资料.ppt

1、离子交换膜的分类 ★按离子选择性分： 阳离子交换膜（一般为聚苯乙烯磺酸型）：R－SO3H，在水中电离后，呈负电性 阴离子交换膜（聚苯乙烯季胺型）：R－CH2 N（CH3）3OH，电离后，呈正电性 2、离子交换膜的基本要求 离子交换膜是电渗析的关键部分，良好的电渗析应： 1 ）高的离子选择性； 2 ）渗水性差； 3 ）导电性好； 4 ）化学稳定性和机械强度 三、关键设备 电极 一级一段 两级一段 一级两段 两级两段 电极 倒向膜 电渗析的组装方式 电渗析可分为三部分：极区、膜堆和紧固部分 极区：常用的电极有不锈钢、石墨等 膜对：一对阴、阳膜和一对浓、淡水隔板交替排列，组成的最基本脱盐单元 膜堆：若干膜对的集合体 一级：一对正、负极之间的膜堆 一段：具有同一水流方向的并联膜堆 增加段数：加长水的流程长度，增加脱盐效率。 增加膜对数：提高水处理量 增加级数：降低两个电极之间的电压 四、电流效率与极限电流密度 1．电流效率 η＝实际去除的盐量m1/理论去除量m2 ?100% m1＝q(C1-C2) t MB /1000 q：一个淡室的出水量, L/s C1，C2：进出水含盐量, mmol/L t：通电时间, s MB：物质的摩尔质量 依据法拉第定律：m2=I t MB/F F：法拉第常数 I：电流强度，A 2．极限电流密度 如果电流密度过大：发生浓差极化现象 电流传导靠Na＋ 和Cl－ 电流总量＝Cl－电量＋Na+电量 Cl－电迁移数（总电量中所占比例）＝0.5 Na+电迁移数（总电量中所占比例）＝0.5 但在阴膜中，由于钠离子不能通过，氯离子的迁移数为1，为此补充此差需要动用边界层中的氯离子，致使边界层与主流层之间存在浓度差。 电渗析过程 当电流密度i过大时，C’趋于0，水分子开始电离，参加迁移，此时发生浓差极化现象 极限电流密度 极限电流密度的确定：电压-电流法 电流密度（mA/cm） 相对电压（v） Vp μm p c 极化与结垢： 极化现象主要发生在阳膜的淡室一侧，沉淀主要发生在阴膜浓室一侧。 防止措施： 1）极限电流法，在极限电流的70－90％下运行； 2）倒换电极； 3）定期酸洗 五、应用 1）海水或苦咸水（小于10克/L）淡化； 2）自来水脱盐制取初级纯水； 3）电渗析与离子交换组合制取高纯水； 4）废液的处理回收（可以与电极反应联合进行） 如酸洗废水回收硫酸和铁，芒硝回收硫酸和碱  2.5膜分离技术的种类及应用： ⑴. 双膜法； ⑵. 纳滤法。 双膜法 超滤与反渗透联合使用的技术俗称—双膜法。超滤（UF）能截留尺寸在0.001－0.1微米之间的大分子物质及杂质，满足反渗透的进水要求。反渗透（RO）能有效截留所有溶解盐及分子量大于100的有机物，允许水分子通过。 工艺流程 反渗透膜：最为精密的一种膜分离产品，进水水质要求较高。保证反渗透膜不污阻是双膜法处理污水最关键的一步。 运行核心 膜分离装置 卷式膜分离设备 中空纤维式膜分离设备 双膜法的优势 1. 技术成熟，系统自动化程度高，操作方便，产水水质稳定。 2. 适应于较大范围的进水水质，在处理工业废水（如焦化废水，电镀废水）和生活污水发挥很大作用。 3. 更小的基建空间需要，占传统处理的25%~50% 4. 处理水水质好，可以回用。 ·双膜法在实际工程中的应用 超滤系统 反渗透系统 反渗透系统 纳滤法（NF） 纳滤技术是纳米技术与过滤技术交叉渗透而创新发明的介于超滤与反渗透之间的一个新品类，它的分离性能依赖于其活性分离层中的纳米级微孔结构，其分离机理遵循吸附-溶解-扩散-透滤模型。 ·纳滤装置 卷式膜分离设备 中空纤维式膜分离设备 ·纳滤法的优势 1. NF分离是一种绿色水处理技术,在某些方面可以替代传统费用高,工艺繁琐的污水处理方法。 2. 可在高温,酸,碱等苛刻条件下运行,耐污染。 3. 运行压力低,膜通量高,装置运行费用低，可以和其他污水处理过程相结合以进一步降低费用和提高处理效果。 ·纳滤法在实际工程中的应用 · 对于膜分离技术的思考 膜分离技术依然存在着明显缺点： 1. 膜表面容易形成附着层，使膜的通量显著下降。 2. 操作结束后，膜的清洗较困难， 膜的耐用性差。 3. 膜分离技术的投资费用高，与传统污水处理法相比较基本无经济优势而言。纳滤能有效去除废水中（尤其对于造纸废水）的色度、硬度和异味，但是我国纳滤技术在造纸废水深度处理方面尚处于研究阶段，膜组件大都从国外进口。 寻