半岛彩票:水处理课件-膜法

　　14.1.1微孔过滤原理与装置微滤与超滤都是在压差推动力作用下的筛孔分离过程。一般用来分离分子量大于500的溶质、胶体、悬浮物和高分子物质。超滤、微滤与反渗透膜及过程特性比较

　　过程膜特性过程特征结构孔隙率/%孔径/mm孔密度/cm-2截流分子量操作压力/MPapH反渗透不对称100200淡水2.8海水5.64~11超滤不对称≈6020~1001011103~1060.3~1.051.5~13微滤对称73~84102~105107~109很高0.21、微滤的原理与装置1）原理2）装置（1）无流动操作（2）错流操作14.1.2微孔过滤膜结构：微滤膜多数为对称结构，厚度10~150um不等，其中最常见的是曲孔型，类似于内有相连空隙的网状海绵；另一种是毛细管型，膜孔呈圆筒状垂直贯通膜面，该类膜孔隙率5%，但厚度仅为曲孔型1/15。也有不对称的微孔膜，膜孔呈截头圆锥体状贯通膜面，过滤时原水在孔径小的膜面流过。微滤膜材料：CN-CA、PAN、CA-CTA、PSA、尼龙等，商品约十几种，400多个规格。14.1.3超过滤的特点超滤膜与微滤膜同是多孔膜，虽然前者孔径较小，后者较大，但前者的工作周期比后者长得多。原因：微滤是一种静态过滤，随过滤时间延长，膜面上截流沉积不溶物，引起水流阻力增大，透水速率下降，直至微孔全被堵塞；超滤过程是一种动态过程，在超滤进行时，由泵提供推动力，在膜表面产生两个分力：一个是垂直于膜面的法向分力，使水分子透过膜面，另一个是于膜面平行的切向力，把膜面截流物冲掉。因此，在超滤膜表面不易产生浓差极化和结垢，透水速率衰减较慢，运行周期相对较长。14.1.4超过滤装置超滤装置有板框式，管式，卷式和中空纤维式。14.1.5超过滤膜及作用机理超滤过程的一般表达式：注：1）对于高浓度大分子溶质，由于浓差极化现象的产生，上述关系不复存在。2）对于高浓度大分子溶质，浓差极化后：14.1.6超过滤过程的影响因素1.膜材料2.运行条件14.2电渗析14.2.1原理和工作过程C——阳膜A——阴膜阳极：Cl-→Cl2↑+2e阴极：2H++2e→H2↑（氧化反应）：H2O→H++OH-（还原反应）：4OH-→O2↑+2H2O+4e14.2.2电渗析装置1.构造膜堆：一对阴阳膜和一对浓淡水隔板交替排列，组成最基本的脱盐单元，称为膜对。一对电极之间若干膜对组成膜堆。极区：电极、极框、电极托板、橡胶垫板。紧固装置：压杆、螺杆紧固。配套设备：整流器、水泵、转子流量计等。2．组装：级：一对电极之间段：同向水流之间并联膜。此段强调隔板构造有回路：流程长，脱盐效率高，流量小但要求高无回路：流程短，流速低，水流分布均匀，要求隔网搅动作用强，使用于流量大场合14.2.2离子交换膜P+或P-越大，则选择透过性越好。2.膜电阻：Ω·cm2=电阻率×膜厚度膜电阻越小，则所需电压越小，膜电阻在0.1mol/l的NaCl（250C）溶液中测得。14.2.3电渗析的工艺参数1．电流效率：一个淡室m1=q（C1-C2）MBvt/1000（g）时间为t内，应析出的盐量2.极限电流密度：如：增大i↑，则C′↓，当C′=0，则会产生电解出H+透过，此时电流密度称为极限电流密度ilim。V——水流速度N——与水流紊乱有关，效果好n越接近于1，n=0.3～0.9K——与隔板形式及厚度等因素有关。ilim=KCVnK——水力特性系数：①.与膜性能②.隔板形式与厚③.隔网形式、水的离子组成、水温测量法：电压——电流法14.3反渗渗透透14.3.1反渗渗透透的的原原理理1.渗透透现现象象与与渗渗透透压压（（原原理理如如图图14-3所示示））u=u0+RTlnxu————咸水水中中水水的的化化学学位位C————溶液液的的物物质质的的量量的的浓浓度度mol/m3i————系数数海海水水i=1.82.反渗渗透透在咸咸水水一一侧侧加加压压P，切切P＞π，从从而而u＞u0，实实现现反反渗渗透透单位位体体积积理理论论耗耗能能量量（（最最小小耗耗能能量量））实际际上上，，所所需需压压力力比比理理论论值值大大的的多多。。①反渗渗透透进进行行过过程程中中，，海海水水浓浓度度不不断断提提高高。。②为达达到到一一定定规规模模的的生生产产能能力力。。3．反渗透膜及及其透过机理理：选择性吸吸着——毛细管流机理理见图14-5。两个分子厚厚1nm14.3.2反渗透装置14.3.3反渗透的工艺艺流程与参数数1．工艺流程2．反渗透装置置主要参数1）水与溶质的的通量：膜进水侧平均均含盐量浓度度：2）淡化水的含含盐量Cf②求得Cf值代回求得新新的Cf值。14.3.4反渗透膜的分分类及制造方方法反渗透膜的分分类以成膜材料分分主要有纤维维素脂类膜和和非纤维素脂脂类膜两大类类。反渗透膜的制制造方法：1）CA膜：由乙酰基基含量为39.8%或置换度2.46的醋酸纤维素素作骨架制成2）芳香族聚酰酰胺膜：美国国杜邦公司的的“B-9”和“B-10”中空纤维件。。CA膜聚酰胺复合膜1．不可避免地会发生水解，脱盐率会下降化学稳定性好，不会发生水解，脱盐率基本不变2．脱盐率95%，逐年递减脱盐率高，98%3．易受微生物侵袭生物稳定性好，不受微生物侵袭4．只能在pH值4~7范围内运行可在pH值3~11范围内运行5．在运行中膜会被压紧，因而产水量会不断下降膜不会被压紧，因而产水量不变6．膜透水速度较小，要求工作压力高，耗电量也较高膜透水速度高，故工作压力低，耗电量也较低7．膜使用寿命一般为3年一般使用5年以上性能基本不变8．价格较便宜抗氯性较差，价格较高14.3.5反渗透膜的污污染及清洗1．反渗透膜的的污染1）引起膜污染染的原因2）污染的一般般特征污染原因一般特征盐透过率组件的压损产水量金属氧化物增加速度快≥2倍增加速度快≥2倍急速降低20%~25%钙沉淀物增加10%~25%增加10%~25%稍微减少10%胶体物质缓慢增加≥2倍缓慢增加≥2倍缓慢减少≥50%混合胶体增加速度快2~4倍缓慢增加≥2倍缓慢减少≥50%细菌增加速度快≥2倍增加速度快≥2倍减少≥50%2．清洗2）.清洗遵循的法法则——10%法则3）清洗工艺14.4其他膜技术在水处理中常常用的膜技术术还有钠滤和和液膜分离14.4.1钠滤1．钠滤、超滤滤和微滤都是是籍膜孔的““筛除”/“筛除”作用直直接去除/截留水中的物物质，故皆可可称为膜滤。。2．钠滤“筛筛除”的包包括了构成水水溶液性质的的溶解离子。。钠滤的渗透水水，不止溶解解离子的浓度度有变化，碱碱度、硬度、、pH、TDS这些重要的水水质参数的数数值也要改变变。3．钠滤同时还还能截流DBP前体以及NOM等低分子量的的有机物。14.4.2液膜分离1．液膜的分类类与构成1）概念2）分类2．液膜法处理理废水的机理理1）利用液膜对对物质作选择择性渗透；2）在膜上或在在膜包封的小小水滴内发生生化学反应；3）膜相的萃取取作用4）在膜相界面面上的选择性性吸附3．液膜分离操操作1）乳状液膜的的制备2）接触分离3）液膜回收

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