吸附法、离子交换法、膜析法.pptVIP

反渗透法是一种借助压力促使水分子反向渗透，以浓缩溶液或废水的方法。 如果将纯水和盐水用半透膜隔开（如下页图)，此半透膜只有水分子能够透过而其他溶质不能透过，则水分子将透过半透膜进入溶液（盐水），溶液逐渐从浓变稀，液面则不断上升，直到某一定值为止。这个现象叫渗透。 高出于水面的水柱高度是由于溶液的渗透压所致。如果我们向溶液的一侧施加压力，并且超过它的渗透压，则溶液中的水就会透过半透膜，流向纯水一侧，而溶质被截留在溶液一侧，这种方法就是反渗透法。 任何溶液都具有相应的渗透压，其数值决定于溶液中溶质的分子数，而与溶质的性质无关。其数学表达式为： 当完全解离时， 等于阴、阳离子的总数；对非电解质，则 =1 1、单位面积上透水量大，脱盐率高。 2、机械强度好，多孔支撑层的压实作用小。 3、化学稳定性好，耐酸、碱腐蚀和微生物侵蚀。 4、结构均匀，使用寿命长，性能衰降慢。 5、制膜容易，价格便宜，原料充足。 常用的反渗透膜有：醋酸纤维素膜、芳香聚酰胺膜，目前用于脱盐方面的几种反渗透膜 常用的反渗透膜有：醋酸纤维素膜、芳香聚酰胺膜，目前用于脱盐方面的几种反渗透膜的性能参见下表。 在反渗透运行过程中，膜表面由于水分不断渗透，溶液深度升高，与大部分料液之间产生浓度差，严重时会产生很高的浓度梯度，造成“浓差极化”现象。浓差极化会使膜的表面渗透压增加，导致产水量和脱盐率下降。 超过滤法与反渗透法相似。但超滤膜的微孔孔径比 反渗透膜大，在0.005?1um之间。 在废水处理中，超过滤法目前主要用于分离有机的 溶解物，如淀粉、蛋白质、树胶等。超过滤法所需 的压力比反渗透法要低，一般为0.1?0.7MPa。 1、反渗透所分离的溶质，一般为分子量在500以 下，操作压力为2～10MPa，所用膜为非对称膜或复 合膜，水透过率为0.1～2.5m3/（m2·d）。 2、超滤所分离的组分直径为0.005～1?m，一般分子 量大于500的大分子和胶体，操作压力一般为0.1～ 0.5 MPa，所以膜常为非对称膜。膜的水透过率为 0.5～5.0m3/（m2·d）。 3、微孔过滤所分离的组分直径为0.03～15?m，主要 去除微粒和细粒物质，操作压力为0.01～0.2 MPa。 所用膜一般为对称膜， 固体表面有吸附水中溶解及胶体物质的能力，比表面积很大，表明被吸附物的量与浓度之间的关系为吸附等温式。 吸附剂的种类很多。常用是活性炭和腐植酸类吸附剂。 生产中应用的活性炭 粉末状 吸附能力强，便宜，再生困难 颗粒状 较贵，可再生，并且使用时的劳动条件较好。 颗粒状活性炭使用一段时间后，吸附了大量吸附 质，逐步趋向饱和并丧失工作能力，此时应进行更 换或再生。 再生是在吸附剂本身的结构基本不发生变化的情 况下，用某种方法将吸附质从吸附剂微孔中除去， 恢复它的吸附能力。 活性炭的再生方法:加热再生法、化学再生法。 天然的富含腐植酸的风化煤、泥煤、褐煤等；将富含腐植酸的物质用适当的粘合剂制备成的腐植酸系树脂。 腐植酸类物质能吸附工业废水中的许多金属离子，如汞、铬、锌、镉、铅、铜等。腐植酸类物质在吸附重金属离子后，可以用H2SO4、HCI、NaCl等进行解吸。 目前，这方面的应用处于试验、研究阶段，存在吸附(交换)容量不高，pH值适用范围较窄，机械强度低等问题，需要进一步研究和解决。 离子交换法是给水处理中软化和除盐的主要方法之一。在废水处理中，主要用于去除废水中的金属离子。 离子交换是可逆反应，其反应式可表达为： 离子交换树脂——人工合成的高分子化合物，由树脂本体（又称母体）和活性基团组成。 离子交 换树脂 强碱 弱碱 强酸 弱酸 凝胶型 大孔型 等孔型 苯乙烯系类 丙烯酸系类 按交换性质 按树脂结构 按合成树脂母体 交换带:树脂床的厚度恰好足够使容积△V的水流过时完成去除，其中全部钙离子的任务，这个厚度的树脂称为交换带。 水中的Ca2+和Mg2+构成水的硬度 总硬度——钙和镁的总浓度。 暂硬度——水中碳酸盐和重碳酸盐结合的钙镁所形成硬度，因为它们在煮沸时即分解生成白色的沉淀物。 非碳酸盐硬度（永硬度）——钙、镁与水中的氯离子、硫酸根和硝酸根结合成非碳酸盐硬度。因为水在常压下沸腾体积不变时，它们不生成沉淀。 离子交换的运行操作包括4个步骤：交换、反洗、再生、清洗。 1、交换 交换过程主要与树脂层高度、水流速度、原水浓 度、树脂性能以及再生程度等因素有关。 2、反洗 反洗的目的在于松动树脂层，使注入的再生液能分布 均匀，同时及时清除积存在树脂层内的杂质、碎粒和 气泡。反洗使树脂层膨胀40～60%，反冲流速约 15m/h，历时约15min。 3、再生 再生液浓度对树脂再生程度有较大影响。 食盐再生液浓度： 5～10% 盐酸再生液浓度：