齐鲁石化膜技术应用1020.ppt

概述 随着工业的发展，环境的污染也越来越严，高能耗制约着企业的展，节水减排势在必行，双膜在污水回用方面将得到越来越广泛的应用。 1、膜的定义与膜法水处理 1.1膜技术的定义 所谓膜系指具有组分分离功能的半透膜。理想半透膜应能实现部分组分的绝对透过与其余组分的绝对截留，而现实世界中的半透膜均为能够实现基本分离而非绝对分离的非理想半透膜。 按物态划分 从组态分离的观点看 分离物质可以是单相的也可以是混相的，组分分离可分为固固、固气、固液、气液、气气、及液液分离六大类。膜法水处理仅为固态膜，分离过程涉及固液、气液及液液分离三类，即悬浮物与水的固液分离，溶解气体与水的气液分离，溶解固体与水的液液分离。 按照物质透过膜的动力源划分 膜分离工艺与蒸馏、离子交换、离心、混凝-沉淀、硅藻土及陶瓷玻璃等其他过滤及分离工艺相比，具有常温环境、低工作压力、无相变、无滤料溶出、高效、节能、环保、单元化、占地面积小等一系列特点，从而具有显著的市场竞争优势。在国内地价快速上涨的形势下，膜工艺仅占地面积优势一项，就已大部分抵消其价格偏高的劣势。 1.2分离性能指标 由于膜对被分离两组分的非理想半透性，特定的膜分离过程存在三个主要参数表征其性能水平：一是两组分过膜的速透比;二是透过组分过膜的透速率；三是透过组分与截留组分的分辨率。 对于多个膜品种构成的膜分离体系。衡量体系完整性的指标是该体系分离范围的广谱性。由于实际被处理物系中的成分十分丰富，良好的膜分离体系应具有众多的膜品种及良好的广谱性，且其中各膜分离过程具有良好的透速比、透速率与分辨率。 目前现实的膜分离体系中已存在精滤、微滤、超滤、纳滤、反渗透等膜分离种类，每一种类中又具有多个不同处理精度的膜品种。但因每一膜品种均不具备理想性能，且整个体系中不同处理精度的膜品种数量远不够多，膜分离体系尚未达到良好的广谱性。膜分离体系从非理想状态向理想状态的趋紧过程，就是透速比、透速率、分辨率以及广谱性指标的理想化过程。 1.3膜分离的分类 1.3.1按膜材料分类 半透膜 有机膜材料 （高分子 ） 无机膜材料 1.3.2按处理的精度分类 根据处理深度 　的不同可分为 其中的精滤、微滤、超滤、纳滤、反渗透等膜过程均以膜两侧压力差为推动力，电渗析与树脂床电渗析等膜过程以电势差为推动力。 超滤膜的截流分子量为5000-200000Da（道尔顿），工作压力为0.05-0.20Mp。反渗透膜的脱盐率为95.0%--99.9%，最低产水含盐量约为1×10-6，工作压力0.7—7.0Mpa。 1.3.3按元件结构分类 根据膜元件的结构的区别，膜元件可划分为板式膜、折叠膜、管式膜、中空膜、卷式膜等不同的结构形式。 1.3.4按膜体结构划分 根据膜体有孔或无孔结构形式的区别，半透膜可分为多孔膜与致密膜，多孔膜中有过膜的大量透孔，致密膜则不存在透孔。根据膜体结构均匀与否，多孔膜与致密膜各自又可分为均质膜与非均质膜，均质膜的膜体结构在膜表面垂直方向上均匀一直，非均质膜的膜体结构在膜表面垂直方向上不均匀。 超滤膜多为多孔的非均质膜，膜体的给水侧具有一个致密层，致使给水侧孔径较小，净水侧孔径较大。芳香聚酰胺反渗透复合膜是典型的非均质致密膜，复合膜是在高速透率的较厚支撑多孔膜上复合一层高透速比的机薄复合层，以同时实现复合结构膜的高速透率与高速透比。 1.4膜过程的机理 1.4.1多孔膜的筛分理论 用拉伸、相转化等方法制取的微滤、超滤膜体上具有穿透膜体的空隙，从而形成多孔膜。多孔膜的筛分理论解释，粒径小于膜孔的颗粒可透过膜孔，粒径等于膜孔的颗粒可堵塞膜孔， 粒径大于膜孔的颗粒被膜体截留。 1.4.2致密膜的溶解-扩散理论 纳滤膜与反渗膜属于致密膜，膜过程机理可用溶解-扩散理论解释。溶质与溶剂在膜表面的溶解速率不同，溶入膜体后在膜体内的扩散速率也不同。当溶剂的溶解与扩散速率远大于溶质的溶解与扩散速率时，溶质在原液侧富集，溶剂在透过液侧富集，从而实现了溶质与溶剂的相对分离，而不可能实现两者的绝对分离。 1.5膜污染与清洗 精滤、微滤、超滤、纳滤、反渗透等以压力为动力源的膜分离工艺中，由于水体中截留物的存在，在透过液透过膜体的同时，截留物必然对膜体产生渐进的污染。减轻膜污染全部措施仅会延缓污染的发展过程，而不可能完全阻止污染的发生。过度的膜污染将会使膜性能下降，甚至丧失膜系统应有的分离功能。 膜清洗作为恢复膜性能的有效手段，保证了膜系统的长期有效运行，又不可能使膜性能恢复到原始状态，每次彻底清洗后的性能恢复程度都在下降。一定意义上讲，膜元件的寿命取决于清洗的有效程度。 1.5.1膜元件的污染 膜污染使膜工艺过程中不可避免的伴生现象。以压力为动力源的膜污染，主要包括无机物污染、有机物污染与微生物污染。 多孔膜（