新功能膜技术与其应用.pptVIP

功能膜技术及其应用;功能膜;一、分 离 膜;分离膜简介 分离膜应用 膜分离装置操作中的工艺问题 技术发展趋势 ;;分离膜发展历史;我国1958年开始研究离子交换膜和电渗析，1966年开始研究RO、UF、MF、液膜、气体分离等膜分离过程应用与开发研究。80年代后期又陆续开展了渗透汽化、膜萃取、膜蒸馏和膜反应等新膜过程的研究，并着手进行膜技术的推广应用工作。 国内主要的膜研究和推广单位： 1）气体分离：大连化学物理研究所（天邦膜公司） 2）液体分离：杭州水处理技术中心（西斗门公司） 天津纺织工学院（膜天公司） 3）无机膜：南京工业大学（久吾高科） 中国科技大学 ;分离膜发展历史;分离膜的分类;有机高分子膜： 纤维素酯膜、缩合系聚合物（聚砜类）、聚烯烃及其 共聚物、脂肪族或芳香族聚酰胺类聚合物、全氟磺酸共聚物和全氟羧酸共聚物、聚碳酸酯等。 无机多孔膜：陶瓷膜 ;烧结法 拉伸法 熔融挤压法 复合法 相转化法;;渗透与反渗透的区别 渗透是水通过半透膜，从低溶质浓度一侧到高溶质浓度一侧，直到两侧的水的化学位达到平衡。而反渗透是在推动力作用下，溶剂（水）从高溶质浓度一侧到低溶质浓度一侧，克服的是渗透压。 反渗透 以压力差为推动力的分离操作，其功能是截留离子物质而仅透过溶剂。 ;反渗透的工作原理：;典型膜应用过程－ 反渗透;典型膜应用过程－超滤;;典型膜应用过程－超滤;典型膜应用过程－超滤;应用 牛奶中的应用：牛奶脱脂、蛋白预浓缩、降低乳糖含量 果汁澄清：替代离心过滤、果胶酶处理、用硅藻土预涂地真空过滤等，果汁产量高。 发酵液处理：回收抗生素等 排放液处理：造纸工业回收磺化木质素、脱油、脱脂等。 ;典型膜应用过程－ 微滤;应用 1.实验室中的应用 微粒子的检测 微生物的检测 2.工业上的应用 制药工业 生物领域 ;分离膜元件;膜;分离膜应用;膜生物反应器技术取得间歇发酵可提高反应器效率15－80倍 渗透汽化膜分离技术比传统共沸蒸馏节能60％ 生产装置总投资为传统分离方法总投资的40－80% ; 海水淡化领域的主流技术： 蒸馏法又称为热法 多级闪蒸(MSF) 低温多效(MED) 膜 法 反渗透(RO);多级闪蒸(MSF)：海水预热到一定温度后进入闪蒸室， 该闪蒸室的压力低于进入盐水所对应的饱和蒸汽压力，盐水因过热而迅速蒸发，水蒸汽冷凝后即为淡水， 冷凝时释放的热则用来加热进水，从而提高热量利用率，降低能耗。 低温多效(MED) ：用高温蒸汽与海水之温差进行热交换后,将受热沸腾而蒸发的海水(不含盐的水蒸汽)冷凝并收集而成。;;;实例—海水淡化;实例—海水淡化;　蒸馏法和反渗透法经济比较;国家或地区;;海水淡化用的膜组件的主要生产厂家和代表产品;国内大型海水淡化工程一览表;巴黎瓦兹河梅里市14万立方米/天的纳滤厂，每天为巴黎附近50万居民提供14万吨饮用水; 我国膜技术研究与世界先进国家相比差距约10年，主要差距是膜品种少、性能差。我国膜法水处理工程技术的应用接近世界先进水平，因市场急需，导致大量膜元件进口。因此，增加投入、引进国外先进技术、设备、人才，高起点的发展膜产品制造业，生产具有自主知识产权的高性能膜组件是提高市场竞争能力的关键。 ; 膜分离技术具有分离效率高，设备简单，操作方便，无相变，节能等优点。 目前存在的主要问题是膜组件的价格昂贵以及膜污染、清洗问题。 因此该项技术的研究热点集中在开发新的耐污染型水处理膜和开发多种复合型膜组合工艺。; 在膜技术的应用过程中，产生膜的污染是在所难免的，原因很多，比较复杂，但究其主要原因是浓差极化和膜污染。 浓差极化是膜表面局部浓度增加引起边界层流体阻力增加，导致传质推动力下降的现象。 膜污染是指料液中的微粒、胶体粒子或溶质分子由于与膜之间存在物理化学作用而在膜表面及膜孔中沉积，使膜孔堵塞或变小，膜阻增大，膜的渗透速率下降的现象。; 多年来，国内外在膜污染的理论研究和应用实践的基础上，积累了不少行之有效的经验和方法。在此介绍几种方法 改变膜材料质量及其表面性能：膜的亲水性越好，膜污染越轻。 减小水中盐浓度 改变水的pH 值：原水偏酸性(pH 6) 或偏碱性(pH= 9)条件下膜 污染比中性条件下轻。 减少水中有机物种类 ;举例一;举例二;举例三; 总之，膜污染的机理是非常复杂的，关系到膜表面化学和水中溶质-溶质、溶质-膜的相互作用机理。目前还没有一个可用于估算膜污染性质和程度的通用规则。膜污染物的特性