新型分離技術(shù).ppt

《新型分離技術(shù).ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、膜分離技術(shù)的特點(diǎn)：操作溫度低，能耗低，分離效率高，分離過(guò)程中不伴隨相變，無(wú)二次污染。特別適合于熱敏性物質(zhì)、稀溶液、難分離物質(zhì)的分離。二、膜的定義和分類（1）、膜的定義在一種流體相（液態(tài)或氣態(tài)）內(nèi)或兩流體之間，有一個(gè)較為致密的薄層凝聚相物質(zhì)把流體相分隔成兩部分，這一薄層物質(zhì)就是膜。膜的組成：膜可以是均勻一相，也可以是由兩相以上的凝聚態(tài)物質(zhì)所構(gòu)成的復(fù)合體，也可以是固態(tài)，也可以是液態(tài)。膜的特性：具有完全透過(guò)性，也可以是半透過(guò)性。膜的作用：隔離作用，阻止膜兩側(cè)的流體相直接接觸。（2）、膜的分類2、膜分離技術(shù)的定義和分

2、類膜分離技術(shù)的實(shí)質(zhì)是物質(zhì)透過(guò)或被截留于膜一側(cè)的過(guò)程，與篩分過(guò)程相似，根據(jù)孔徑的大小達(dá)到物質(zhì)分離的目的。種類推動(dòng)力孔徑應(yīng)用微濾MF壓力差0.025~14μm不溶物濃縮過(guò)濾，如除水、藥液中的菌、啤酒中的混濁物超濾UF壓力差0.01~0.02μm分離溶液中的大分子、微粒，如制純水、食品藥物濃縮，紙漿的廢水處理滲析DL濃度差1.5~10nm用于人工腎、化工食品中高聚物及低分子的分離電滲析ED電位差1~10nm利用離子交換膜選擇透過(guò)性分離，如溶液脫鹽、堿的制備、重金屬離子的回收反滲透RO壓力差0.0001~0.001μ

3、m從溶液中分離出溶劑，如海水脫鹽，溶液、食品脫水。納米過(guò)濾NF壓力差2nm介于超濾和反滲透之間，從溶液中分離出相對(duì)分子質(zhì)量300~1000的物質(zhì)的膜分離過(guò)程，如制藥、純水制造、廢水處理。三、膜過(guò)濾的基本概念微濾超濾反滲透膜過(guò)濾反滲透與超濾的區(qū)別：反滲透分離的物質(zhì)是無(wú)機(jī)鹽類小分子，滲透壓較高，為了使溶劑透過(guò)薄膜，其操作壓力要大，采用壓差1~10Mpa；而超濾則是從小分子溶質(zhì)或溶劑分子中分離出較大的溶質(zhì)分子（如有機(jī)膠體、蛋白質(zhì)、多糖），由于高分子溶質(zhì)的存在,滲透壓較低，采用較低的壓力即可過(guò)濾,采用100~1000

4、kpa。均為壓力驅(qū)動(dòng)型膜分離過(guò)程反滲透的工作原理：淡水海水淡水淡水海水海水壓力＞滲透壓滲透壓半透膜半透膜半透膜a）、滲透b）、滲透平衡c）、反滲透1)、滲透：淡水穿過(guò)半透膜進(jìn)入含鹽海水。2）、滲透平衡：在滲透過(guò)程中，淡水穿過(guò)半透膜進(jìn)入海水后，會(huì)呈現(xiàn)出一種流體靜壓差，在此壓差下，物質(zhì)靜傳遞量為零，兩側(cè)達(dá)成平衡。3）、反滲透：若在海水一側(cè)加壓，水又會(huì)通過(guò)半透膜進(jìn)行逆向流動(dòng)。p超濾的工作原理：在外壓p作用下，當(dāng)含有高、低分子化合物溶質(zhì)的溶液通過(guò)膜表面時(shí)，溶劑和小分子（水、無(wú)機(jī)鹽類）將通過(guò)薄膜，作為透過(guò)物被收集。膜另

5、一側(cè)的高分子溶液（如有機(jī)膠體）被薄膜截留作為濃溶液被收集起來(lái)。四、膜過(guò)濾的理論基礎(chǔ)１、滲透通量滲透通量就是單位時(shí)間、單位面積透過(guò)膜的溶液量?？梢酝ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定。２、濃差極化在膜分離過(guò)程中，大分子溶質(zhì)被截留下來(lái)，而在膜表面處積聚，形成大分子溶質(zhì)濃度邊界層，膜表面處的溶質(zhì)濃度變得比原溶液主體濃度大，這種現(xiàn)象稱為濃差極化。CmCbCPδJV３、截留率CmCbCPδJV分析：１）、超濾超濾主要是截留大分子物質(zhì)，由于濃差極化的形成，阻力除了膜通透阻力外，還有膜側(cè)面溶質(zhì)附著層產(chǎn)生的通透阻力，所以溶劑通過(guò)超濾膜的流量與外壓成

6、正比，與膜的阻力成反比。２）、反滲透在反滲透時(shí)，由于溶劑的體積通量取決于凈壓差，溶質(zhì)的透過(guò)率不取決于壓差，因此，增加原液一側(cè)的壓力可以提高溶劑的透過(guò)量，而溶質(zhì)的透過(guò)率基本不變。對(duì)于高濃度的溶液，可以提高操作壓力，防止溶劑的透過(guò)量降低，溶質(zhì)的透過(guò)量升高，而溶劑的純度會(huì)降低。五、膜組件的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)1、平板式膜組件特點(diǎn):膜組件中原溶液流過(guò)平坦的矩形通道,充填密度可以達(dá)到100~400m2/m3,能量較少,整個(gè)元件均可更換.2、管式膜組件結(jié)構(gòu):膜呈軟管形式置于耐壓管內(nèi)側(cè),支撐管和膜之間安裝一個(gè)薄的多孔聚乙烯管,也取到

7、支撐作用.特點(diǎn):流動(dòng)狀態(tài)好,流速易控制,易清洗,無(wú)死角,適宜于含固體較多的原料液的處理,機(jī)械除雜質(zhì)較容易,還可以調(diào)整流動(dòng)狀態(tài),防止?jié)獠顦O化現(xiàn)象和污染.與平板膜比較,管膜的制備條件難以控制,單位體積中所含過(guò)濾面積較小,壓降大,管口密封較困難.3、螺旋卷式膜組件結(jié)構(gòu):雙層結(jié)構(gòu),中間為多孔支撐材料,兩面均是膜,其中三邊密封,卷起來(lái)形成螺旋式組件,外面為壓力容器.特點(diǎn):充填密度高(＞900m2/m3),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.但無(wú)法用機(jī)械清洗,料液必須預(yù)處理,此外壓降較大.4、中空纖維式膜組件結(jié)構(gòu):將數(shù)十萬(wàn)根中空纖維捆扎成纖維束彎

8、成U型,裝入圓柱型耐壓容器中,纖維端部只與一個(gè)端板粘合.中空纖維是一種形狀較細(xì)的高強(qiáng)度空心管,能夠自身支撐膜.原液可以與中空纖維平行,也可以成徑向流動(dòng),濾液只能從一端引出.特點(diǎn):單位體積中所含過(guò)濾面積大,操作壓力低,該膜不需支撐材料,使用壽命長(zhǎng).但制造技術(shù)較復(fù)雜,原料液需預(yù)處理,易堵塞,不易清洗.六、超濾和反滲透的應(yīng)用超濾：主要用于油水乳液的分離，電泳漆的回收，廢水處理，食品加工，以及生物工程中酶和