水处理-膜分离.pptVIP

水污染控制工程 第3章 污水的物化处理法 3.1 吸附 3.2 离子交换 3.3 气浮 3.4 萃取 3.5 膜分离 一、概 述 1、膜（分离膜）的定义及分类 （1）膜的定义 是分离两相和作为选择性传递物质的屏障。 固态、液态或气态 存在于两流体之间或附着于支撑体或载体的微孔隙上 膜厚度要远小于其比表面积 （2）膜的分类 按膜结构分：对称膜和不对称膜 按膜材料分： 有机膜：纤维素膜、聚酰胺膜、聚砜膜、聚乙烯膜等 无机膜：玻璃膜、陶瓷膜、氧化铝膜等 按分离机理分：多孔膜、无孔膜和载体膜 按几何形状分：平板式、管式、毛细管式和中空纤维式膜 2、膜分离的概念及分类 （1）膜分离的概念 以选择性透过膜为分离介质，当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差、温度差等)时，原料侧组分选择性地透过膜而达到分离或提纯目的的一类方法，统称为膜分离法。 。 膜分离可用于液相和气相，对液相分离，可以用于水溶液体系、非水溶液体系、水溶胶体系以及含有其他微粒的水溶液体系等。 膜分离过程的推动力有两类：①借助外界能量，物质发生由低位向高位的流动；②以化学位差为推动力，物质发生由高位向低位的流动。 （3）膜分离法的种类 3、膜分离法的特点及应用 1）膜分离法的特点 （a）分离过程不发生相变，因此能量转化率高。例如在现有的各种海水淡化法中，以反渗透法能耗最低； （b）分离过程在常温下进行，因而特别适于对热敏性物料，如果汁、酶、药物等的分离、分级和浓缩； （c）装置简单，操作简单，控制、维修容易，且分离效率高。与其它水处理方法相比，具有占地面积小、适用范围广、处理效率高等特点； （d）目前膜的成本较高，所以膜分离法投资较高，有些膜对酸或碱的耐受能力较差，因此目前膜分离法在水处理中一般用于回收废水中的有用成分或水的回用处理。 2）膜分离法的应用领域 （a）化学/染料工业? 活性染料的脱盐、纯化、浓缩与回收 食品染料的脱盐、纯化、浓缩与回收 催化剂与贵金属的回收利用 脱氧、氧化、酯化、皂化、磺化、硝化、脱氢反应中液体的分离、纯化 甘油/己内酰胺/苯/染料活性剂等有机化工原料的回收 汽车/仪表及其它工业涂漆的浓缩回收 （b）食品/饮料工业? 啤酒/果酒/黄酒/葡萄酒的澄清除菌过滤 苹果、梨、草莓、橙、芒果、桃、梅、李、柠檬等果汁的澄清除菌过滤 苹果、梨、凤梨、草莓、橙、芒果、桃、梅、李、柠檬等果汁的脱水浓缩 葡萄酒/果酒/茶/咖啡芬香气味的浓缩保留 豆蛋白/乳清蛋白/白蛋白/单糖/多糖溶液的澄清与浓缩 乳清、奶酶及其他乳品的澄清、脱盐与浓缩 蔬菜抽提汁/西红柿汁的脱水浓缩? （c）制药/生物工程 抗生素、维生素、有机酸、氨基酸、酶等发酵液的澄清除菌过滤 抗生素、维生素、有机酸、氨基酸等发酵液的蛋白剔除 酶、蛋白质、多糖制备过程中细胞碎片的剔除 抗生素、氨基酸、维生素、有机酸、酶、多糖、蛋白质的纯化与浓缩 6-APA、7-ACA、7-ADCA及其他半合成抗生素的脱盐浓缩 中成药、保健品口服液的澄清除菌过滤 动物血浆、血清的浓缩精制 其他相关的脱盐浓缩、澄清除菌、蛋白剔除、细胞收集等分离过程 （d）空气过滤 ?喷雾干燥过程中染料、抗生素、奶粉等的回收 电池厂金属镉、氧化铅粉尘的收集 粉碎过程中磷酸盐、氧化镁、二氧化钛、碳粉、水泥、碳酸钙的回收 包装过程中砂糖、染料、奶粉、味精等的回收 干燥过程中PVC、二氧化硅、活性碳、肥料等的回收 合成氨尾气中氢气的回收利用 其他一切有关的粉尘收集及空气除尘过程 （e）水处理? ?? 饮用纯水（太空水）的制备 ?? 医药工业中注射用水/洗瓶水及其他无菌水的制备 ?? 电子工业中超纯水的制备 ?? 火力发电厂锅炉补给水的制备 ?? 饮料与化妆品工业中产品配方用水的制备 ?? 制造业中终端洗涤水的制备 ?? 饮用水纯化/苦碱水脱盐/海水淡化 ?? 废水循环与再生利用（零排放） ??? 垃圾填埋场渗出水的浓缩处理 ?? 染料、颜料、油漆、含油废水的处理 ?? 纸浆与造纸废水的处理及木素磺酸盐的回收 ?? 金属、食品、皮革、农药和除草剂废水的处理 ?? 纺织印染废水的处理及丝光废水的回收利用 二、扩散渗析（diffusion dialysis） 1、渗析：把水溶液中溶质透过半透膜而溶剂被截留的现象称为渗析(dialysis) 。 半透膜：起渗析作用的薄膜，对溶质具有选择性。 半透膜的发展： 动物的膀胱膜、肠膜、羊皮纸； 离子交换膜：阳离子交换膜、阴离子交换膜 2、扩散渗析的原理 利用离子交换膜的选择透过性，以浓度差为推动力来实现酸与盐或者碱与盐的分离。 3、优缺点： 优点：能耗小，设备结构简单，操作方便，不需要对膜进行酸碱再生，分离过程中不需要加入其它化学药