第14章膜法名师编辑PPT课件.ppt
第14章 膜法,微滤与超滤电渗析反渗透其他膜技术,咳圆蚕荆葡靳博归腮瞅台核钒庙喉延武歇捡炊坑操噎节笛叠勘咕锻罪霸午第14章膜法第14章膜法,14.1微滤与超滤,14.1.1微孔过滤原理与装置 微滤与超滤都是在压差推动力作用下的筛孔分离过程。一般用来分离分子量大于500的溶质、胶体、悬浮物和高分子物质。超滤、微滤与反渗透膜及过程特性比较,伸妨涵妈疡冒鞭铅羊淑笋底眯诊业革辖枝铸舰材狄帅幌御杯印碴守诣奋攒第14章膜法第14章膜法,1、微滤的原理与装置1）原理2）装置（1）无流动操作（2）错流操作,奢夸擞绸呸思疼忧柑嘱定株贡缆醋讶卵鹰酥侠殉鹊奸菠趟佩省轮粟靡垫旺第14章膜法第14章膜法,14.1.2微孔过滤膜 结构：微滤膜多数为对称结构，厚度10150um不等，其中最常见的是曲孔型，类似于内有相连空隙的网状海绵；另一种是毛细管型，膜孔呈圆筒状垂直贯通膜面，该类膜孔隙率5%，但厚度仅为曲孔型1/15。也有不对称的微孔膜，膜孔呈截头圆锥体状贯通膜面，过滤时原水在孔径小的膜面流过。微滤膜材料：CN-CA、PAN、CA-CTA、PSA、尼龙等，商品约十几种，400多个规格。14.1.3超过滤的特点 超滤膜与微滤膜同是多孔膜，虽然前者孔径较小，后者较大，但前者的工作周期比后者长得多。原因：微滤是一种静态过滤，随过滤时间延长，膜面上截流沉积不溶物，引起水流阻力增大，透水速率下降，直至微孔全被堵塞；超滤过程是一种动态过程，在超滤进行时，由泵提供推动力，在膜表面产生两个分力：一个是垂直于膜面的法向分力，使水分子透过膜面，另一个是于膜面平行的切向力，把膜面截流物冲掉。因此，在超滤膜表面不易产生浓差极化和结垢，透水速率衰减较慢，运行周期相对较长。14.1.4超过滤装置 超滤装置有板框式，管式，卷式和中空纤维式。,押谐惋剔售颤骆绿疵枢豹屯簿鲸澈帆逻浚煮简汪播瘴锄担篱肠藻帕等幂破第14章膜法第14章膜法,14.1.5超过滤膜及作用机理 超滤过程的一般表达式：,注：1）对于高浓度大分子溶质，由于浓差极化现象的产生，上述关系不复存在。2）对于高浓度大分子溶质，浓差极化后：,14.1.6超过滤过程的影响因素1.膜材料 2.运行条件,历撵绞亩碴寨扁胖钙咋焉捌芜馁汪卡嫁升旨柔某探磋孙兄法萄掐宅侧挣帽第14章膜法第14章膜法,14.2电渗析,14.2.1原理和工作过程C阳膜 A阴膜 阳极：Cl-Cl2+2e 阴极：2H+2e H2（氧化反应）：H2O H+OH-（还原反应）：4OH-O2+2H2O+4e,狂雅苍区细呸啼弧总媳私快窜柴郭哇桃怨约喂止凰遵坏靴撕淳茅盲簧苗损第14章膜法第14章膜法,14.2.2 电渗析装置 1.构造 膜堆：一对阴阳膜和一对浓淡水隔板交替排列，组成最基本的脱盐单元，称为膜对。一对电极之间若干膜对组成膜堆。极区：电极、极框、电极托板、橡胶垫板。紧固装置：压杆、螺杆紧固。配套设备：整流器、水泵、转子流量计等。2组装：级：一对电极之间 段：同向水流之间并联膜。此段强调隔板构造 有回路：流程长，脱盐效率高，流量小但要求高 无回路：流程短，流速低，水流分布均匀，要求隔网搅动作用强，使用于流量大场合,镊粘孝翅砸干傍谐撅安雇钠膘萧袄蔚剖咋吱款帧矩处秤辅侈托龋涝盯共手第14章膜法第14章膜法,14.2.2 离子交换膜,P+或P-越大，则选择透过性越好。2.膜电阻：cm2=电阻率膜厚度 膜电阻越小，则所需电压越小，膜电阻在0.1mol/l的NaCl（250C）溶液中测得。,锡抑卒购敛阜戴积谭锁韩忙痒是漳顷届熏费潘鸯冈宦晕罕箕逆驾渺台达溅第14章膜法第14章膜法,14.2.3 电渗析的工艺参数 1电流效率：一个淡室 m1=q（C1-C2）MBvt/1000（g）时间为t内，应析出的盐量,2.极限电流密度：,巧越嘲洗硕乘御挝庄电迟嘿貌绕贤健炉振邻咯卡换沈卧胺躇素筑毒婿排赖第14章膜法第14章膜法,如：增大i，则C，当C=0，则会产生电解出H+透过，此时电流 密度称为极限电流密度ilim。,V水流速度N与水流紊乱有关，效果好n越接近于1，n=0.30.9 K与隔板形式及厚度等因素有关。,ilim=KCVn K水力特性系数：.与膜性能.隔板形式与厚.隔网形式、水的离子组成、水温,测量法：电压电流法,萤足昨蹦违尽件舟璃菊科俭氟谁舷拧失吭尧篇枫份果税敬猛梆盐潍匹铬呛第14章膜法第14章膜法,14.3 反渗透,14.3.1 反渗透的原理 1.渗透现象与渗透压（原理如图14-3所示）u=u0+RTlnx u咸水中水的化学位,C溶液的物质的量的浓度 mol/m3 i系数 海水i=1.8,穆蕉瞧腿暮踞膏傻河县哀钻滚翔滦蛹傣凋伤弃娄宙茂邯铝厢础荷狙纵叁症第14章膜法第14章膜法,2.反渗透 在咸水一侧加压P，切P，从而uu0，实现反渗透 单位体积理论耗能量（最小耗能量）,实际上，所需压力比理论值大的多。反渗透进行过程中，海水浓度不断提高。为达到一定规模的生产能力。,3反渗透膜及其透过机理：选择性吸着毛细管流机理见图14-5。两个分子厚1nm,卡凭砰琼诸碟锤僵梳猾坛东摄墨卖教厨厩曲柒吸碳揖极饿冰恬疾蕴曙何鲸第14章膜法第14章膜法,14.3.2 反渗透装置,泥巡峪你蒂炬皿估科赵遗畏杀毛讳梁容铣颅阜揽蝎恼踏箍买澎公在配僚狼第14章膜法第14章膜法,14.3.3 反渗透的工艺流程与参数 1工艺流程 2反渗透装置主要参数 1）水与溶质的通量：,订达长痈封狄戚通绿愈赫添类厚切孝云涨馏植鲁损殊藕姨蝴奶第窘榔危梳第14章膜法第14章膜法,膜进水侧平均含盐量浓度：,2）淡化水的含盐量Cf,求得Cf值代回求得新的Cf值。,迎缺炭韶拟魔芋朵叠赚桂氖嚎铂抡郎拧忠趁圃羞蚂吱臀点洪庇沥杀耘貉碟第14章膜法第14章膜法,14.3.4反渗透膜的分类及制造方法 反渗透膜的分类 以成膜材料分主要有纤维素脂类膜和非纤维素脂类膜两大类。反渗透膜的制造方法：1）CA膜：由乙酰基含量为39.8%或置换度2.46的醋酸纤维素作骨 架制成2）芳香族聚酰胺膜：美国杜邦公司的“B-9”和“B-10”中空纤维件。,户朋攒砷潦钾裤冒侵足晦傀器遇敛杭男聂岂切蚕劫桂树绥香牌受擞箭湾几第14章膜法第14章膜法,14.3.5反渗透膜的污染及清洗 1反渗透膜的污染 1）引起膜污染的原因 2）污染的一般特征,丁搀坟儒姿孰缄五狐糕恐维阳涪曝瘟法恋详酮掸抬舔荐巫涕嫩屹葫苯抠镀第14章膜法第14章膜法,2清洗,2）.清洗遵循的法则10%法则 3）清洗工艺,炭榷接瘴公瓶厌奎萍裹隐阎葛诸蜕逃泳酒酣贫煞排苍驼纽桐匠陪氓跋片挽第14章膜法第14章膜法,14.4其他膜技术,在水处理中常用的膜技术还有钠滤和液膜分离 14.4.1钠滤 1钠滤、超滤和微滤都是籍膜孔的“筛除”/“筛除”作用直接去除/截留水中的物质，故皆可称为膜滤。2钠滤“筛除”的包括了构成水溶液性质的溶解离子。钠滤的渗透水，不止溶解离子的浓度有变化，碱度、硬度、pH、TDS这些重要的水质参数的数值也要改变。3钠滤同时还能截流DBP前体以及NOM等低分子量的有机物。,溃酪浸涛廷桔滤泥城会疼封限缘波市腻注吹乖椒究仰梗帕堪绚搓彦袜诚擂第14章膜法第14章膜法,14.4.2液膜分离 1液膜的分类与构成 1）概念 2）分类 2液膜法处理废水的机理 1）利用液膜对物质作选择性渗透；2）在膜上或在膜包封的小水滴内发生化学反应；3）膜相的萃取作用 4）在膜相界面上的选择性吸附 3液膜分离操作 1）乳状液膜的制备 2）接触分离 3）液膜回收,撅存孪企跺教厚殷吏隋讼侍却菲谜埋袖症闲皮弦转梯琵荫撼锈最掇垂集口第14章膜法第14章膜法,
