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第五章 压力驱动膜过程 什么是膜？ 膜是膜过程的核心，膜可以被看成是两相之间一个具有选择透过性的屏障，具有选择性功能的一层薄膜。 膜的分类 按膜的来源划分 合成膜 生物膜 按膜的形态划分 液态膜 固态膜 按膜的工作对象划分 液体分离膜 气体分离膜 5.2 压力驱动膜过程 无机膜 陶瓷膜 玻璃膜 金属膜 沸石膜 碳膜 5.3 压力驱动膜组件（元件） 若干膜组件并联在一起称之为一个膜块 若干膜块串联连接中的级、段概念： 级的概念：渗透物流经的膜块数称为级数. 段的概念：料液(浓溶液)流经的膜块数称为段数. 级数增加，提高分离效果. 段数增加，提高渗透物收率。 通过组合不同级数和段数的膜组件来满足纯化和收率的要求。 单级内的组件排布 既能满足收率需要，又能符合膜组件通量的上下限值，防止后几段膜块的浓差极化。 5.4 压力驱动膜过程的传质 多孔膜 多孔模型 无孔膜 溶解-扩散模型 5.5 微滤与超滤 5.6 反渗透与纳滤 5.7 压力驱动膜过程在冶金中的应用 可能应用的领域 盐湖提锂 Li+,Mg2+分离--NF 氧化铝赤泥洗水浓缩 NF 或 RO 压力驱动膜过程是借助中间相膜使被分离物质分配在膜相两侧而实现物质分离的方法。 过程的推动力是膜两侧的压力差。膜的结构与性质也决定了分离能力的大小及分离效果的好坏，也决定了所需外力即能量的大小。 压力驱动膜分离原则上是利用对象的粒子大小进行分离的方法，因此不可能像萃取及色层技术那样实现高精度分离，实际经验表明，被分离对象的空间结构，对应离子种类，分离对象的相对浓度对分离效果有影响。 由于渗透压的关系RO及NF不适用于浓溶液体系。 为了提高分离精度，采取了一系列措施: 使膜荷电，在分离选择性方面增加了静电排斥力的因素； 往溶液中添加大分子与离子结合，在分离选择性方面增加了化学反应的因素； 在膜上接枝有吸附作用的功能基，通过增加化学作用力来扩大被分离物质的性质差异。 因此有理由相信，随着对膜过程研究的深入，进一步采取各种措施以扩大膜分离的选择性差异，必将扩大压力驱动膜的应用领域，增强它的分离效果。 衡量予处理效果的指标 （1）胶体与悬浮物指标：浊度：用浊度仪测量： 光散射浊度仪：NTU 福马肼浊度法：FTU 污染指数FI，也称淤泥密度指数SDI。 （2）有机物含量指标：COD，BOD及TOC （3）残存氧化剂含量指标：游离氯要求控制其量在 0.1mg/l以下。 （4）能产生沉淀的无机离子的含量。如Ca，Sr，Ba，Fe，Mn，Al，SO4，CO3，HCO3，F等。 （5）pH值： （6）温度： 5.4.4 污染控制与膜清洗 预处理方法 澄清、过滤 RO膜对水质要求很严，用MF或UF作RO的前级处理手段。 氧化、还原处理 防止沉淀处理： 加酸使pH值降低防止金属离子水解沉淀 添加一些化学试剂防止结垢 5.4.4 污染控制与膜清洗 膜的清洗： 方法分为物理清洗与化学清洗两类。 1、物理清洗法 A、海绵球擦洗法： B、水冲洗法： C、气—水联合清洗： D、反冲洗法： ２、化学清洗法 A、酸溶液及螯合剂清洗 B、碱溶液清洗 C、氧化性试剂洗涤 5.4.4 污染控制与膜清洗 UF膜、MF膜均属多孔膜，按筛分机理实现分离： 多孔膜的特征不是由膜材料而是由膜孔及孔结构决定分离性能。 表征多孔膜的方法有两类： 1 . 用结构相关参数表征： 孔径 孔径分布 皮层厚度 表面孔隙率 2. 用渗透相关参数表征： 溶质被截留分数 5.5.1 膜表征 MF膜表征 1、扫描电镜法（SEM） 2、泡点法：泡点用来表征最大孔的尺寸。 ? 3、汞注入法：它是泡点法的变种 ? 不同的厂商对孔径有不同表示法：绝对孔径 标称孔径 平均孔