膜技术1PPT课件下载推荐.ppt

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截留率截留率：

表示液体分离的选择性RR（CCff-C-Cpp）/C/CppCf-原料液浓度，%（w/w）；

Cp-透过液浓度，%（w/w）。

2.1概述-五、膜过程的一些术语83.推动力：

1）对多孔膜多孔膜而言，在对流流动的情况下，传质推动力是膜两侧的压压力差力差。

膜压降：

P1-P2，是由于流体流动引起的。

2）对致密膜致密膜而言，推动力为膜两侧的化学势化学势之差。

P1P2P3P（P1P2）/2P32.1概述-五、膜过程的一些术语94.4.浓差极化：

浓差极化：

在膜分离过程中，一部分溶质被溶质被截留截留，在膜表面及靠近膜表面区域的浓度越来越高，造成从膜表面到本体溶液之间产生浓度梯度，这一现象称为“浓差极化”。

123CfCmCp浓差膜层渗透侧极化层极化层2.1概述-五、膜过程的一些术语10n5.传递阻力传递阻力：

1）膜阻Rm:

与膜本身的结构有关，包含膜层到支撑层的传递阻力；

2）浓差极化阻力Rc：

由于被截留组分在膜面浓度的增大而引起的；

3）推动力的损失：

进料侧和渗透侧的压力损失；

4）膜污染阻力：

由于物料中的成分对膜产生吸附、堵塞、以及沉积等现象而引起的。

2.1概述-五、膜过程的一些术语11Rm膜膜管本身阻力管本身阻力Ri膜膜孔内污染阻力孔内污染阻力Rg凝胶层阻力凝胶层阻力Rc浓浓差极化阻力差极化阻力膜污染阻力的概念模型膜污染阻力的概念模型2.1概述-五、膜过程的一些术语12膜污染：

指处理物料中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞孔径变小或堵塞，使膜产生渗透通量与分离特性的不可逆变化现象。

物理污染包括膜表面的沉积，膜孔内的阻塞阻塞，这与膜孔结构、膜表面的粗糙度、溶质的尺寸和形状等有关。

化学污染包括膜表面和膜孔内的吸附吸附，这与膜表面的电荷性、亲水性、吸附活性点及溶质的荷电性、亲水性、溶解度等有关。

2.1概述-五、膜过程的一些术语6.膜污染13六、六、膜的用途膜的用途1.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）2.纯化：

除去杂质；

3.分离：

将混合物分成两种或多种目的产物；

4.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。

2.1概述14七、七、膜的应用膜的应用2020世纪世纪9090年代，膜技术基本已经从实验室步入工业化，年代，膜技术基本已经从实验室步入工业化，并在水处理、食品工业、环境保护、化工与石油化工、并在水处理、食品工业、环境保护、化工与石油化工、电子、冶金、国防电子、冶金、国防等领域得到成功的应用。

目前全等领域得到成功的应用。

目前全球膜产业的规模超过百亿美元，正以年球膜产业的规模超过百亿美元，正以年3030的速度递增的速度递增着。

着。

2.1概述15膜海水淡化海水淡化工业废水处理工业废水处理城市废水资源化城市废水资源化天然气天然气生生物质利用物质利用能源能源水水资源资源传统工业传统工业生态环境除尘除尘COCO22控制控制制制药药食食品品化工与石化化工与石化电电子子冶冶金金燃料电池燃料电池洁净燃烧洁净燃烧2.1概述-七、膜的应用16工业领域工业领域应用举例应用举例金属工艺金属工艺金属回收；

污染控制；

富氧燃烧金属回收；

富氧燃烧纺织及制革工业纺织及制革工业余热回收；

药剂回收；

污染控制余热回收；

污染控制造纸工业造纸工业代替蒸馏；

纤维及药剂回收代替蒸馏；

纤维及药剂回收食品及生化工业食品及生化工业净化；

浓缩；

消毒；

代替蒸馏；

副产品回收净化；

副产品回收化学工业化学工业有机物除去或回收；

气体分离；

药剂回收和再利用有机物除去或回收；

药剂回收和再利用医药及保健医药及保健人造器官；

控制释放；

血液分离；

水净化人造器官；

水净化水处理水处理海水、苦咸水淡化；

超纯水制备；

电厂锅炉用水净化；

废水处理海水、苦咸水淡化；

废水处理国防工业国防工业舰艇淡水供应；

战地医院污水净化；

低放射性水处理；

野战供水舰艇淡水供应；

野战供水2.1概述-七、膜的工业应用17膜法海水淡化分离方法分离方法反渗透反渗透低温多效低温多效多级闪蒸多级闪蒸能耗能耗（kWh/m3）3.5710国家或地区国家或地区沙特沙特中国中国长海长海中国中国长岛长岛中国中国沧化沧化设备能力设备能力m3/d568001000100018000原水含盐量原水含盐量mg/L43700350003400013000能耗能耗kwh/m3754.52.75产水成本产水成本RMBRMB/m34.886.695.131.83反渗透淡化厂的能耗及产水成本反渗透淡化厂的能耗及产水成本几种分离方法能耗比较几种分离方法能耗比较多级闪蒸：

多级闪蒸：

经过加热的海水，依次通过多个温度、压力逐级降低的闪蒸室，进行蒸发冷凝的蒸馏淡化方法。

低温多效低温多效水的沸点和它所受到的压力有关，压力越低，水的沸点就越低。

第1效蒸发海水所得的蒸汽可以用作第2效的热源（见图2）。

第2效的沸点温度和压力比第1效低，效与效之间的热量再生利用可以重复数次。

18膜法海水淡化嵊泗嵊泗1000吨吨/日反渗透海水淡化装置日反渗透海水淡化装置19膜法自来水厂巴黎瓦兹河梅巴黎瓦兹河梅里市里市1414万立方万立方米米/天的纳滤天的纳滤厂，每天为巴厂，每天为巴黎附近黎附近5050万居万居民提供民提供1414万吨万吨饮用水饮用水202.2分离膜与膜组件一、定义：

一、定义：

具有选择性分离功能的薄膜材料。

水水小分子小分子大分子大分子料液料液渗透液渗透液膜膜二、二、膜的种类及型式膜的种类及型式1）按材料的来源来源：

可分为天然生物膜天然生物膜与人工合成膜人工合成膜；

2）按膜分离过程的推推动动力力可分为压压力力差差、电电位位差差、浓浓度度差差、温温度差度差等膜；

3）按膜的结构结构可分为对称对称和和非对称膜非对称膜两大类，其中非对称膜还可细分为多孔膜、叠合膜以及复合膜等。

2122非对称膜的优点23三、膜材料及制膜方法膜过程膜材料微滤聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙稀、聚乙烯聚碳酸酯、聚（醚）砜、聚（醚）酰亚胺、聚醚醚酮等氧化铝、氧化锆、氧化钛、碳化硅超滤聚（醚）砜、磺化聚砜、聚偏二氟乙烯、聚丙稀腈、聚（醚）酰亚胺、聚脂肪酰胺、醚酮、纤维素类等氧化铝、氧化锆纳滤聚酰（亚）胺反渗透二醋酸纤维素、三醋酸纤维素、聚芬香酰胺类、聚合苯并咪唑（酮）聚酰（亚）胺、聚酰胺酰阱、聚醚脲等电渗析膜电解含有离子基团的聚电解质：

磺酸型、季胺型等四氟乙烯和含磺酸或羧酸的全氟单体共聚物渗透气化弹性态或玻璃态聚合物;

聚丙稀腈、聚乙烯醇、聚丙稀酰胺气体分离弹性态聚合物：

聚二甲硅氧烷、聚甲基戊烯玻璃态聚合物：

聚酰亚胺、聚砜膜接触器疏水聚合物：

聚四氟乙烯、聚丙稀、聚乙烯、聚偏氟乙烯渗析亲水聚合物：

再生纤维素、醋酸纤维素、乙烯乙烯醇共聚物、乙烯醋酸乙烯酯共聚物242.2分离膜与膜组件四、膜性能的表示方法四、膜性能的表示方法膜的性能性能包括物化稳定性物化稳定性分离透过性分离透过性两个方面。

1.1.物化稳定性：

物化稳定性：

指膜的强度、允许适用的压力、温度、PH值以及对有机溶剂和各种化学药品的抵抗性，它是决定膜的作用寿命的主要因素。

2.2.分离透过性：

分离透过性：

包括分离效率分离效率渗透通量渗透通量通量衰减系数通量衰减系数三个方面2526272.2分离膜与膜组件五、各种膜组件（a）板框式；

（b）平板式；

（c）折叠式；

（d）中空纤维式；

28292.2分离膜与膜组件六、六、对膜组件的要求对膜组件的要求经验证明，一种性能良好的膜组件应达到以下要求要求：

对膜性能提供足够的机械支撑机械支撑，并可使高压原料液（气）和低压透过液（气）严格分开；

在能耗最小的条件下，使原料液（气）在膜面上流动状态均匀合理，以减少浓差极化以减少浓差极化；

具有尽可能高的装填密度高的装填密度（单位体积的膜组件中填充膜的有效面积），并使膜的安装和更换方便方便；

装置牢固、安全可靠、价格低廉和易维护。

30膜元件（element）：

即膜芯膜组件（module）：

按一定技术要求将膜（元件）组装在一起的组合构件。

原料以一定组成、一定流速进入膜组件，由于其中某一组分更容易通过膜，所以膜组件内原料的组成和流速均随位置原料的组成和流速均随位置变化变化。

进入膜组件的物流通过膜组件以后分成两股，即渗透物渗透物（通过膜的那部分物流）和截留物截留物（被膜所截留的物流）。

膜上游膜上游原料液原料液渗透液渗透液截留液截留液膜下游膜下游膜组件膜组件（module）31管式管式膜膜u管式管式（tubes）膜组件膜组件u毛细管毛细管（capillary）膜组件膜组件u中空纤维中空纤维（Hollow-Fibers）膜膜组件组件板式膜板式膜u板框式板框式（Plateandframe）膜膜组件组件u卷绕式卷绕式（SpiralWound）膜膜组件组件u垫套式膜组件垫套式膜组件膜组件可以有多种形式，它们均根据两种膜构型设计而成：

1）管式构型；

2）平板式构型。

321）所谓圆管式膜）所谓圆管式膜是指在圆筒状支撑体的内侧或外侧刮制上一层半透膜半透膜而得到的圆管形分离膜，再将一定数量的这种膜管以一定方式联成一体而组成，其外形状极类似于列管式换热器。

1.膜组件的形式之一膜组件的形式之一圆管式圆管式2）管式膜的特点）管式膜的特点优点：

流动状态好，流速易控制；

安装、拆卸、换膜和维修均较方便；

能处理含有悬浮固体的溶液；

机械杂质清除比较容易；

合适的流动状态可减少浓差极化和污染。

缺点缺点：

与平板膜比较，管膜的制备条件较难控制；

单位体积内有效膜面积小；

管口的密封也比较困难。

价钱较贵33管式膜组件构造管式膜组件构造34英国PCI公司管式膜35陶瓷膜陶瓷膜陶瓷管式膜设备陶瓷管式膜设备（南京久吾高科技公司南京久吾高科技公司）陶瓷管式膜实验室设备陶瓷管式膜实验室设备陶瓷膜元件陶瓷膜元件Suntar公司制造公司制造的陶瓷膜设备的陶瓷膜设备36管式膜成套设备管式膜成套设备乳品工业乳品工业废水处理废水处理大型集成设备大型集成设备373）管式膜组件大致规格）管式膜组件大致规格构型直径/mm管状膜10毛细管0.510.0中空纤维0.5不同管径下单位体积的膜面积管半径/mm单位体积膜面积/m2/m353