过滤及膜技术.ppt

第30页，共56页，星期日，2025年，2月5日反渗透技术还应用于水果和蔬菜汁的浓缩等过程。第31页，共56页，星期日，2025年，2月5日第32页，共56页，星期日，2025年，2月5日§3纳滤（NF）分离压力：0.5-2.0MPa(反渗透2-7MPa)；膜孔径：3-60nm(纳米级)；截留分子量：100-1000（200-500），可截留一部分无机盐；对单价离子和分子量小于300的小分子截留率较低；对二价离子和分子量大于300的有机小分子截留率较高；应用广泛：在饮用水领域用于脱除三卤甲烷中间体（THMFP）、异味、色度、农药、合成洗涤剂、可溶性有机物、Ca、Mg、铊等硬度。第33页，共56页，星期日，2025年，2月5日一、分离机理传统理论：纳滤膜传质机理与反渗透膜相似，通过溶解扩散传递（纳滤有时亦称“低压反渗透”、混合过滤、杂化过滤）；纳滤膜：疏松的反渗透膜。后研究发现不能很好解释纳滤膜特征。立体阻碍-细孔模型电荷模型空间电荷模型固定电荷模型第34页，共56页，星期日，2025年，2月5日二、纳滤的分离特性材料：醋酸纤维素（CA）、醋酸纤维素-三醋酸纤维素、磺化聚砜等，一般为复合型膜(即膜的表面分离层和它的支撑层的化学组成不同)膜组件：板框式、卷式、管式、中空纤维式1、分离规律（1）阴离子截留率从小到大：NO3-＜F-＜Cl-＜HCO3-＜SO32-＜SO42-＜CO32-（2）阳离子截留率从小到大：H+＜Na+＜K+＜Ca2+＜Mg2+＜Cu2+（3）有机物：疏水性有机物截留效果好；亲水性有机物截留率较低（4）截留分子量：100-1000。第35页，共56页，星期日，2025年，2月5日2、工作压力：0.5-2MPa规律：操作压力越高，料液通过膜的通量越大；高压下导致膜的致密化会使通量降低。操作方式：恒定压力操作法；恒定通量操作法。（1）恒定压力：保持操作压力一定，随膜污染通量逐渐下降（2）恒定通量：保持通量一定，随膜污染不断升高压力3、操作温度温度上升，溶质和溶剂扩散系数变大，粘度下降，膜通量提高；温度过高，膜致密化，破坏膜的化学结构，改变膜性能。第36页，共56页，星期日，2025年，2月5日4、流速高流速可减少浓差极化或沉积层，提高渗透通量；流速的选择主要考虑物质对剪切力的敏感、能耗等因素。5、应用染料废水处理及染料回收；中药提取液回收；处理含铬废水第37页，共56页，星期日，2025年，2月5日§4超滤（UF）分离压力：0.1-0.6MPa(纳滤1-2MPa反渗透2-7MPa)；膜孔径：60-1000nm(纳滤3-60nm)；截留分子量：1000-30000[纳滤100-1000（200-500），可截留一部分无机盐]；去除对象:高分子化合物、蛋白质、大多数细菌、病毒等。第38页，共56页，星期日，2025年，2月5日第39页，共56页，星期日，2025年，2月5日一、超滤原理第40页，共56页，星期日，2025年，2月5日第1页，共56页，星期日，2025年，2月5日第2页，共56页，星期日，2025年，2月5日第3页，共56页，星期日，2025年，2月5日膜技术：以高分子功能膜为代表，利用特殊薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过的方法。以高分功能膜为代表1953年首次提出反渗透技术淡化海水构想；1960年加利福尼亚大学研制出第一张可实用的反渗透膜，标志着膜科学技术诞生。渗透和渗析渗透：溶剂透过膜的过程。渗析：溶质透过膜的过程。常规膜技术：反渗透、纳滤、超滤、微滤（、电渗析、自然渗析、液膜技术）等。第4页，共56页，星期日，2025年，2月5日应用（1）海水和苦咸水脱盐；（2）废水回用和循环；处理市政污水用于间接饮用与直接工业回用，工业用水循环再利用，甚至饮用水直接回用，以二级市政污水生产高质量饮用水。（3）拓展：前景广阔饮用水处理、工业废水脱色、垃圾填埋场渗滤液处理、膜生物反应器、水的回收循环利用等。第5页，共56页，星期日，2025年，2月5日特点（P126）（1）不发生相变，能量转化率高；（2）分离与浓缩同时进行，可回收有价值的物质；（3）根据膜特性将不同物质分开；（4）膜分离过程不会破坏对热不稳定性的物质，常温下即可分离