膜分离技术在水处理中的应用及发展现状与展望.pptVIP

一、膜的简介及原理 1、什么是膜分离 膜分离（MembraneSeparation）是以选择性透过膜为分离介质，在膜两侧一定推动力的作用下，使原料中的某组分选择性地透过膜，从而使混合物得以分离，以达到提纯、浓缩等目的的分离过程。 2、膜分离的推动力 （1）借助外界能量，物质发生由低位到高位的流动； （2）借助本身的化学位差，物质发生由高位到低位的流动。 3、膜分离方法 （1）压力推动 反渗透、纳滤、超滤、微滤均为压力推动的膜过程，即在压力的作用下，溶剂及小分子通过膜，而盐、大分子、微粒等被截留，其截留程度取决于膜结构。 ——反渗透膜几乎无孔，可以截留大多数溶质（包括离子）而使溶剂通过，操作压力较高，一般为2～10MPa； ——纳滤膜孔径为2～5nm，能截留部分离子及有机物，操作压力为0.7～3MPa； ——超滤膜孔径为2～20nm，能截留小胶体粒子、大分子物质，操作压力为0.1～1MPa； ——微滤膜孔径为0.05～10μm，能截留胶体颗粒、微生物及悬浮粒子，操作压力为0.05～0.5MPa。 二、膜材料及分类 1、常用膜材料 有机高聚物膜：纤维素类、聚砜类、聚酰胺类、聚酯类、含氟高聚物、聚烯烃等 无几分离膜：陶瓷膜、玻璃膜、金属膜和分子筛炭膜等 2、膜的种类 （1）对称膜：又称为均质膜，是一种均匀的薄膜，膜两侧截面的结构及形态完全相同。包括致密的无孔膜和对称的多孔膜两种。 ——传质阻力由膜的总厚度决定，降低膜的厚度可以提高透过速率。 （2）非对称膜：横断面具有不对称结构。包括一体化非对称膜和复合膜两类。 ——分离效能主要或完全由很薄的皮层决定，传质阻力小，其透过速率较对称膜高得多。 三、膜分离的特点 （1）膜分离是一个高效分离过程，可以实现高纯度的分离； （2）大多数膜分离过程不发生相变化，因此能耗较低； （3）膜分离通常在常温下进行，特别适合处理热敏性物料； （4）膜分离设备本身没有运动的部件，可靠性高，操作、维护都十分方便； （5）处理能力和规模选择性强； （6）体积小，占地少。 膜分离装置 一、膜分离系统组成 1、膜分离系统的构成 膜器件、泵、过滤器、阀、仪表、管路等 2、常用膜器件的类型 板框式、圆管式、螺旋卷式、中空纤维式、毛细管式 城市污水 工业废水 饮用水 海水淡化 苦咸水脱盐 城市污水具有量大、集中、水质较为稳定的特点，是一种潜在的水资源。 城市污水深度处理通常以污水处理厂的二级或三级排放液为水源，用反渗透（RO）对它进行最后的脱盐，脱COD、BOD以及微量有机物和重金属离子的脱除，出水水质可达到饮用水标准。 水的净化与纯化是从水中去除悬浮物、细菌、病毒、无机物、农药、有机物和溶解气体等，在这方面，膜分离技术发挥了其独特的作用。膜分离中的微滤、超滤和纳滤所组成的水处理方法，对去除水中的微米级的颗粒优于常规水处理技术中的过滤能力，而且还具有去除过滤所不具备的纳米级微粒的能力，可有效去除水中的悬浮物、细菌、病毒、无机物、农药、有机物和溶解气体等杂质。 医疗、医药领域 生物工程领域 食品工业领域 环境工程领域 气体膜分离方面 膜分离技术的展望 应致力于开拓将以上的膜分离技术用于更广阔的应用领域。 我国膜技术种类甚少，当前膜多为化学制剂，易造成二次污染。若能利用天然物质或生物物质制备新型膜作为替代品，既经济又消除了二次污染的威胁。 将膜处理技术与其他处理工艺相结合，互相填补缺陷。 膜分离技术发展现状 存在的问题： 1、在操作中膜面会发生污染，使膜性能降低，故有必要采用与工艺相适应的膜面清洗方法; 2、从目前获得的膜性能来看，其耐药性、耐热性、耐溶剂能力都是有限的，故使用范围受限; 3、单独采用膜分离技术效果有限，因此往往都将膜分离工艺与其他分离工艺组合起来使用。 * * * * * * * * 膜分离技术在水处理的应用及发展现状与展望 主讲人：胡淇凇 曹 禺 生工1001班 一 膜的简介及原理 三 膜技术的发展现状及展望 二 膜在水处理中的应用分类 膜的用途 浓缩：目的产物以低浓度形式存在，因此需要除去溶剂；（截留物为产物） 纯化：除去杂质； 分离：将混合物分成两种或多种目的产物； 反应促进：把化学反应或生化反应的产物连续取出，能提高反应速率或提高产品质量。 膜的应用 膜 海水淡化 工业废水处理 城市废水资源化 天然气 生物质利用 能源 水资源 传统工业 生态环境 除尘 CO2 控制 制 药 食 品 化工与石化 电 子 冶 金 燃料电池 洁净燃烧 膜技术的工业应用 国防工业 水处理 医药及保健 化学工业 食品及生化工业 造纸工业 纺织及制革工业 金属工艺 工业领域 舰艇淡水供应；战地医院污水净化；低放射性水处理；野战供水 海水、苦咸水淡化