2 膜处理技术课件.ppt

对于不同的处理对象，可对卷式膜组件的结构作相应的改进。  由于螺旋卷式膜组件的结构简单、造价低廉、装填密度较高(可达1000m2/m3)，同时还具有一定的抗污染性，所以尽管它也有明显的缺点(如不易清洗)，但还是取得了很大的成功。目前在反渗透领域占据了大部分市场份额(高达75％左右)，在超滤与气体分离过程中也占有重要的地位。 返回 管式膜组件 管式膜组件是由圆管式的膜及膜的支撑体构成(不包括毛细管式膜和中空纤维膜)。由于膜本身的强度不高，因此在压力下工作时需要具有良好透水性和高强度的材料来支撑。当膜处于支撑管的内壁或外壁时，分别构成了内压管式和外压管式组件。多数场合下分离皮层在膜的内侧，管状膜直径在6—24mm。 陶瓷管式膜多采用一种特殊的蜂窝结构，在这种结构中，陶瓷载体中开有若干个孔，用溶胶—凝胶法在这些管的内表面制备分离皮层，如图45所示为管式膜蜂窝结构截面。 膜 处 理 新 技 术 ——膜分离过程 膜技术发展简史 18世纪初，人们就已经注意到了膜分离现象； 19世纪末20世纪初，细致深入地了解了渗透现象； 20世纪50年代，Juda成功试制了高选择透过性阴阳离子交换膜，使得电渗析(ED)进入实用；微滤也进入工业化阶段； 60年代，Loeb和Sourirajan制备了不对称反渗透膜，使得反渗透技术在海水淡化技术进入了实用阶段； 70年代，超滤技术； 80年代，气体分离； 90年代，渗透蒸发；超低压反渗透膜得以研制成功…… 膜分离技术特点使其受到广泛重视，发展迅速。 21世纪将是膜技术全面发展的阶段，对工业技术的改造将起到深远的影响。 水处理领域的膜分离技术 饮用水 工业用水 工业废水 市政污水 膜的分类 膜的定义 膜是分离两相和选择性传递物质的屏障。 膜的分类 按膜的结构分类 按化学组成分类 按分离机理分类 按几何形状分类 按膜的结构分类 按化学组成分类 有机材料 纤维素类 二醋酸纤维素/三醋酸纤维素/醋酸丙酸纤维素/硝酸纤维素 聚酰胺类 尼龙—66，芳香聚酰胺，芳香聚酰胺酰肼等 芳香杂环类 聚哌嗪酰胺，聚酰亚胺，聚苯并咪唑，聚苯并咪唑酮等 聚砜类 聚砜，聚醚砜，磺化聚砜，磺化聚醚枫等 聚烯烃类 聚乙烯，聚丙烯，聚丙烯腈，聚乙烯醇，聚丙烯酸等 硅橡胶类 聚二甲基硅氧烷/聚三甲基硅烷丙炔/聚乙烯基三甲基硅烷 含氟聚合物 聚全氟磺酸，聚偏氟乙烯，聚四氟乙烯等 其他 聚碳酸酷，聚电解质 无机材料 陶瓷 氧化铝，氧化硅，氧化锆等 玻璃 硼酸盐玻璃 金属 铝、钯、银等 按分离机理分类 膜过程 分离体系 相1 相2 推动力 分离机理 渗透物 截留物 微滤 L L 压力差(0.01 ~ 0.2MPa) 筛分 水、溶剂、溶解物 悬浮物、颗粒、纤维和细菌(0.01 ~ 10μm) 超滤 L L 压力差(0.1 ~ 0.5MPa) 筛分 水、溶剂、离子和小分子(分子量＜1000) 生化制品、胶体和大分子(分子量1000 ~ 300000) 纳滤 L L 压力差(0.5 ~ 2.5MPa) 筛分+ 溶解/扩散 水和溶剂(分子量＜200) 溶质、二价盐、糖和染料(分子量200 ~ 1000) 反渗透 L L 压力差(1.0 ~ 10.0MPa) 溶解/扩散 水和溶剂 全部悬浮物、溶质和盐 电渗析 L L 电位差 离子交换 电解离子 非解离和大分子物质 渗析 L L 浓度差 扩散 离子、低分子量有机质、酸和碱 分子最大于1000的溶解物和悬浮物 ①分离体系中L表示液相，G表示气相或蒸汽 按分离机理分类 渗透蒸发 LG 分压差 溶解/扩散 溶质或溶剂(易渗透组分的蒸气) 溶质或溶剂(难渗透组分的液体) 复合膜和均质膜 膜蒸馏 LL 温度差 气-液平衡 溶质或溶剂(易汽化与渗透的组分) 溶质或溶剂(难汽化与渗透的组分) 多孔膜 气体分离 GG 压力差(1.0 ~ 10.0 MPa),浓度差(分压差) 溶解/扩散 易渗透的气体 和蒸气 难渗透的气体和蒸气 复合膜和均质膜 液膜 LL 化学反应与浓度差 反应促进和扩散传递 电解质离子 非电解质离子 载体膜 膜接触器 LL GL LG 浓度差 浓度差(分压差) 浓度差(分压差) 分配系数 易扩散与渗透的物质 难扩散与渗透的物质 多孔膜和无孔膜 ①分离体系中L表示液相，G表示气相或蒸汽 膜分离的定义和分类 膜分离的定义 膜分离的分类 反渗透和纳滤 超滤和微滤 渗析和电渗析 载体促进传递 渗透汽化 膜精馏和膜萃取 气体分离 反渗透原理 膜的迁移方程 －优先吸附－毛细孔流理论 反渗透膜与纳滤膜及其组件 高压反渗透膜 低压反渗透膜 超低压反渗透膜 反渗透和纳滤应用 反渗透与纳滤工艺流程 反