第十讲膜分离技术PPT.pptVIP

当代水处理新技术原理与应用 ;第十讲 膜分离技术概述;一、膜;膜是一种起分子级分离过滤作用的介质,当溶液或混和气体与膜接触时,在压力下,或电场作用下,或温差作用下,某些物质可以透过膜,而另些物质则被选择性的拦截,从而使溶液或混和气体中的不同组分被分离,这种分离是分子级的分离。 ;3.膜历史;目前国际上反渗透膜的生产厂家主要为美国和日本的一些公司所垄断，其中 中空纤维膜：杜邦（Dupont）公司 美国 东洋纺（Toyobo）公司 日本 卷式膜： Filmtec公司 美国 (现为美国Dow Chemical子公司） Hydranautics公司 美国(现为日东电工子公司) 日东电工（Nitto Denko）公司 日本 Fluid Systems 公司 美国 （现为美国KOCH子公司） 东丽（Toray）公司 日本 Desal公司 美国 （现为美国Osmonics子公司） Tresap公司 美国 此外还有美国DDS Filtration, Desalination Systems Inc., U.S.Filter, Fastek/Osmonics, Millipore, 澳大利亚Memtec ,意大利 Rochem，日本住友等企业。 ;膜分离技术在我国的发展是从50年代开始的,60年代为起步阶段,70年代进入开发阶段,80年代跨入推广应用阶段,90代已是大量的应用阶段。浙江海洋局：醋酸纤维素反渗透天津工大：聚偏氟乙烯微滤浙江大学：聚丙烯超滤兰州：聚乙烯超滤、离子交换膜武汉：陶瓷超滤;4.膜结构;膜结构;复合反渗透膜 由于非对称膜的致密层和支撑层是在浇注中同时形成，活化层很难做到比1000埃更薄，而且不是每种聚合物都能被浇注形成非对称膜。 从结构上看，复合膜是两层薄皮的复合体，分两步制成。第一步先用类似非对称膜的制法得到多孔支撑体；第二步再在其表面上形成极薄的活化层，理论上可做到200埃厚。聚砜高分子是目前所有性能优良复合膜的支撑体，相当于聚砜超滤膜。 与非对称膜相比，复合膜有更大的透水量、更高的脱盐率和更小的流量衰减系数，它的出现大大降低了反渗透的操作压力，延长的膜寿命，进一步扩大了反渗透的应用范围。;活化层厚度（埃）;5.膜材料;6.几何形状;中空纤维膜丝;膜分离两相和选择性透过物质的屏障;半渗透膜,当一定的推动力应用于膜两侧时,它能按照物质的物化性质使物质分离;二、膜组件膜的最小单元;卷式膜 ;;;;;;;;中空纤维帘式膜组件;三 、膜分离选择透过性膜作为分离介质,可在室温、无相变条件下进行;膜分离机理;膜分类分离两相和选择性透过物质的屏障;半渗透膜,当一定的推动力应用于膜两侧时,它能按照物质的物化性质使物质分离;膜分离机理;溶解/扩散：选择性附着-毛细管流机理;离子交换：道南平衡理论;;;四、膜污染与防治;;;;渗透过程膜表面浓差极化;渗析过程膜表面浓差极化;防治方法;五、膜应用;五、膜应用;膜应用设计要点;(a)一级反渗透系统;(b)二级反渗透系统(在水质硬度较高的地区可增加软化工序);(c)超滤、反渗透系统;软化水生产举例 ;这项技术在德国已经广泛应用。;膜技术处理引黄饮用水;顺德5000吨/天微滤水厂;天津纪庄子2万吨/天再生水厂;出水水质;再生水举例;电镀废水多级膜处理;工艺流程;六、膜技术耦合;EDI技术 1990s Ionpure公司发明EDI (Electrodeionization)技术，将连续电去离子技术引进超纯水制备的领域。 EDI（electrodeionization）是离子交换混床和电渗析相结合的一种技术，它体现了离子交换床和电渗析的优点，并克服了他们各自的缺点。EDI技术和传统离子交换技术最大的区别在于离子交换树脂再生方法，EDI借用直流电对交换树脂连续再生，不需要使用化学药品再生。 EDI装置有淡水室(D室)和浓水室（C室）构成，有的产品设有极水室（E室）。给水淡水室内填充混合离子交换树脂，因而其宽度要大于浓水室，给水中的离子由该部分除去。淡水室和浓水室之间设置选择性的阴离子或阳离子交换膜，给水室中的阴、阳离子在两端电极的作用下，不断定向迁移，通过阴、阳离子交换膜进入浓水室。水在直流电能的作用下分解成H+和OH-,使淡水室中的混合离子交换树脂经常处于再生状态，始终存有交换容量，而浓水室中的浓水不断被排走。EDI装置在通电状态下，可以不断制出纯水，内部填充的树脂不需要使用