超滤膜组件讲座技术分析.ppt

超滤(UF)工艺 技术讲座 目录 超滤发展状况 超滤工作原理 超滤膜与组件 工艺设计与计算 超滤工艺流程 超滤膜污染与再生 超滤技术应用 我们的服务 超滤发展状况 1861年，Schmidt首次公开牛心胞膜截留阿拉伯胶实验结果。 1867年，Traube第一次制取人工超滤膜。（瓷板铁青化铜） 1907年，Bchhold定义“超滤”。 1960年，Loeb与Sourirajan共同研制出CA超滤膜。 1963年，Michaels创办Amicon公司专门从事超滤膜生产与销售。 1965年以后已商业化、工业化 70年代，首次研制出管式超滤膜与组件。 80年代先后研制出中空纤维、板式、卷式超滤膜与组件。 90年代已进入商业化与工业化的生产。 超滤工作原理 定义 超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜透过法分离技术。 1、通量 J=P（P1-P2）/L P为渗透系数；P1为液体静压差；P2为料液相与渗透相之间的渗透压差；L为膜厚度。 2、截留率 R=1-C1/C2 C1为渗透液的浓度；C2截留物侧的值。 3、切割分子量（MWCO） 膜具有90%以上截留率的最小分子量物质。N=30/ln（?2+1） 4、浓度极化 5、膜污染 超滤膜性能 1、孔隙率；2、结构形态；3、表面性能；4、机械强度；5、耐化学性 操作参数 ---流速 ----压力与压力差 ----回收比与浓缩排放量 ---工作温度 超滤工作原理示意 在动力的驱使下，利用膜本身的筛分作用使物料得到净化、浓缩。 超滤膜与组件 1、材质：CA，PS，PSA，PP，PVDF，PE，PAN, PVC 等 2、结构：管式，中空纤维、平板式、卷式 3、化学成分：有机，无机 4、供应商： AMICON；ZENON；KOCH；MILLIPORE；FILTIRON；NITTO；OSMONICS；DESALL；MEMBRANA；DAICEL PARKRICH供应商 英国INGU公司,全球最大超滤膜生产商 日本Daicel公司,日本最大饮用水处理膜供应商 加拿大ZENONE公司 NITTO公司Hydranautics 法国AQUCELL公司 美国KOCH公司 十几年超滤膜应用和开发的经验 UF膜产品的概况 膜材料种类：SPES，CTA，PES，PAN, PVC 膜组件规格：12?组件（50或65m2） 10?组件（45m2） 5?组件（10-12m2） 3?组件（4m2） 膜产地：英国INGU 日本Daicel 加拿大ZENONE公司、NITTO公 司Hydranautics、法国AQUCELL 超滤膜污染与再生 物理法 高纯水、热水等反冲洗、正洗 超声清洗 气、水混合冲洗 化学清洗法（循环、浸泡） 酸洗 碱洗 消毒剂 加酶洗 微孔膜与超滤膜的区别 微孔膜 超滤膜 孔径范围 0.1~1.0μm 0.001~0.1μm 表征方式 孔径 切割分子量 反洗方式 气、水 水 膜材料 通常为憎水材料 通常分为亲水和憎水材料 使用范围 只要不易形成孔污染，均可使用 膜表面可截留的范围 超滤的截留范围 非对称膜 超滤膜污染的成因 表面吸附 颗粒的堵塞——由于传质过程而形成的 表面的附着——活性物质嵌入膜并生长聚集过程 透量 堵塞 附着 吸附 操作时间 优质超滤膜的表征 孔分布窄（如图中红线） 没有大孔缺陷（如图中阴影部分） A：为质量好的超滤膜 B：为质量差的超滤膜 实际应用中的具体表现 A膜形成表面污染，透量易恢复， B膜易形成孔污染，透量不易恢复 A膜透量衰减的慢，B膜衰减的快 返回 亲水性/非亲水性膜的比较 非亲水性膜 胶体 油 蛋白 胶体 油 蛋白 杂质在膜表面状态:附着 胶体 油 蛋白 过滤 反洗 亲水性膜 胶体 油 蛋白 胶体 油 蛋白 杂质在膜表面状态:聚结成球状 反洗 胶体 油 蛋白 过滤 常见膜材料的性能比较 膜 IPVC CTA CA PES* PAN* 膜材料 改性聚氯乙烯 醋酸纤维素 聚醚砜 聚丙烯腈 切割分子量(kD) 80 150 150 30 100 内外径(mm) 0.7/1.0 0.8/1.3 0.8/1.3 0.8/1.3 接触角(deg) 45~50 50~55 65~70 52~58 水膨胀率(%) 7~8 4.7~6.5 0.4~0.6 2.5~3.6 牛血清蛋白吸附量(mg/m2) 0.4 0.5 3.5 1.3 带电性能(mV,PH7) -40 -30 -4.2 -7.5 PES*为没有改性的 PAN*为改性后的 国内外产品性能比较 亲水性 非亲水性 永久亲水性 非永久亲水性 1 膜材料 改性聚氯乙烯(IPVC) 三