中空纖維膜簡介

1、 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.中空纖維膜簡介中空纖維膜簡介蘇凈研究院中空纖維膜項目組蘇凈研究院中空纖維膜項目組 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.目錄目錄一、膜分離技術(shù)概述二、中空纖維膜紡絲工藝三、超濾膜組件四、MBR膜組件五、發(fā)展前景及展望2 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.一、膜分離技術(shù)概述一、膜分離技術(shù)概述膜膜(Membrane)是什么？是什么？所謂的膜，是指在一種流體相內(nèi)或是在兩種流體相之間有一層薄的凝聚相，它把流體相分隔為互不相通的兩部分，

2、并能使這兩部分之間產(chǎn)生傳質(zhì)作用。3 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.1.1 膜分離技術(shù)發(fā)展簡史膜分離技術(shù)發(fā)展簡史1748年，耐克特（A. Nelkt）發(fā)現(xiàn)水能自動地擴散到裝有酒精的豬膀胱內(nèi)，開創(chuàng)了膜滲透的研究。1861年，施密特（A. Schmidt）首先提出了超過濾的概念。按現(xiàn)代觀點看，這種過濾應(yīng)稱為微孔過濾。 1961年，米切利斯（A. S. Michealis）等人制成了可截留不同分子量的膜，這種膜是真正的超過濾膜。50年代初，為從海水或苦咸水中獲取淡水，開始了反滲透膜的研究。 自上世紀(jì)60年代中期以來，膜分離技術(shù)真正實現(xiàn)了工業(yè)化。首先出現(xiàn)

3、的分離膜是超過濾膜（簡稱UF膜）、微孔過濾膜（簡稱MF膜）和反滲透膜（簡稱RO膜）。以后又開發(fā)了許多其它類型的分離膜。4 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.1.2 膜的分類膜的分類51. 按膜的材料分類按膜的材料分類 類類 別別膜材料膜材料舉舉 例例纖維素酯類纖維素酯類纖維素衍生物類纖維素衍生物類 醋酸纖維素，硝酸纖維素，乙基纖維素等醋酸纖維素，硝酸纖維素，乙基纖維素等非纖維素酯非纖維素酯類類聚砜類聚砜類聚砜，聚砜，聚醚砜聚醚砜，聚芳醚砜，磺化聚砜等，聚芳醚砜，磺化聚砜等聚酰聚酰(亞亞)胺類胺類聚砜酰胺，芳香族聚酰胺，含氟聚酰亞胺等聚砜酰胺，芳香族

4、聚酰胺，含氟聚酰亞胺等聚酯、烯烴類聚酯、烯烴類滌綸，聚碳酸酯，聚乙烯，聚丙烯腈等滌綸，聚碳酸酯，聚乙烯，聚丙烯腈等含氟含氟(硅硅)類類聚四氟乙烯，聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯聚偏氟乙烯，聚二甲基硅氧烷，聚二甲基硅氧烷等等其他其他殼聚糖，聚電解質(zhì)等殼聚糖，聚電解質(zhì)等 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.2. 按膜的分離原理及適用范圍分類按膜的分離原理及適用范圍分類根據(jù)分離膜的分離原理和推動力的不同，可將其分為微慮膜、超過濾膜、反滲透膜、納濾膜、滲析膜、電滲析膜、滲透蒸發(fā)膜等。6膜過程膜過程推動力推動力傳遞機理傳遞機理透過物透過物截留物截留物膜類型膜類型微濾微

5、濾壓力差壓力差顆粒大小形狀顆粒大小形狀水、溶劑溶解物水、溶劑溶解物懸浮物顆粒懸浮物顆粒纖維多孔膜纖維多孔膜超濾超濾壓力差壓力差分子特性大小形狀分子特性大小形狀水、溶劑小分子水、溶劑小分子膠體和超過膠體和超過截留分子量截留分子量的分子的分子非對稱性膜非對稱性膜納濾納濾壓力差壓力差離子大小及電荷離子大小及電荷水、一價離子、水、一價離子、多價離子多價離子有機物有機物復(fù)合膜復(fù)合膜反滲透反滲透壓力差壓力差溶劑的擴散傳遞溶劑的擴散傳遞水、溶劑水、溶劑溶質(zhì)、鹽溶質(zhì)、鹽非對稱性膜復(fù)非對稱性膜復(fù)合膜合膜 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.7 NF 納濾 江蘇蘇凈集團

6、有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.3. 按膜的形態(tài)分按膜的形態(tài)分類類膜組件的結(jié)構(gòu)及型式取決于膜的形狀,工業(yè)上應(yīng)用的膜組件主要有中空纖維式、管式、螺旋卷式、板框式等四種型式。管式和中空纖維式組件也可以分為內(nèi)壓式和外壓式兩種。 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.四種膜組件的綜合性比較9 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.二、中空纖維膜紡絲工藝二、中空纖維膜紡絲工藝 相轉(zhuǎn)化相轉(zhuǎn)化是指將均質(zhì)的制膜液通過溶劑的揮發(fā)或向溶液加入非溶劑或加熱制膜液，使液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔嗟倪^程。相轉(zhuǎn)化制膜

7、工藝中最重要的方法是LS型制膜法。10聚合物溶劑添加劑均質(zhì)制膜液流涎法制成平板型、圓管型；紡絲法制成中空纖維蒸出部分溶劑凝固液浸漬水洗后處理非對稱膜LS法制備工藝流程框圖 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.2.1中空纖維膜的結(jié)構(gòu)中空纖維膜的結(jié)構(gòu)雙皮層結(jié)構(gòu)雙皮層結(jié)構(gòu)11表面膜孔結(jié)構(gòu)表面膜孔結(jié)構(gòu) 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.PVDF超濾膜公稱孔徑為0.1m，過濾精度高，對菌類和病原體的去除率99.9%，使其獲得優(yōu)良的產(chǎn)水品質(zhì)。120.00.10.20.3PVDF超濾膜孔徑分布超濾膜孔徑分布孔徑孔徑um

8、PES超濾膜孔徑分布窄，孔徑分布在0.0090.011m之間，對于100,000 dalton的過濾精度達到99.99%以上，因此，它具有優(yōu)異的過濾精度。0.010.03PES超濾膜孔徑分布超濾膜孔徑分布孔徑孔徑um 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.2.2紡絲影響因素紡絲影響因素1.制膜液的均勻性：制膜液的均勻性：排料均勻 鑄膜液溫度2.溫度控制溫度控制 紡絲室的溫度3.干程高度：干程高度：是一個傳熱的過程，空氣中的微量水 蒸氣在膜表面發(fā)生延遲相分離，形成比較致密的皮層。4.凝固浴溫度：凝固浴溫度：溶劑與凝固液的雙向擴散作用，瞬時相分離發(fā)生，形成

9、指狀孔。當(dāng)超過一定溫度時，由于溫度過高，則反而在中空纖維膜的表面形成致密的皮層，從而導(dǎo)致中空纖維膜的水通量急劇下降。1310156020顏色 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD. 機械調(diào)節(jié) 圓度 、毛刺 噴絲板的調(diào)節(jié)：噴絲板的調(diào)節(jié)： 及時調(diào)圓 紡絲微調(diào) 保證壁厚14 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.2.3后處理后處理15 水處理：水處理：繼續(xù)充分進行擴散交換，防止溶劑再次反溶解，導(dǎo)致出現(xiàn)連貫的大指狀孔。 甘油處理：甘油處理：進行保濕作用，從低濃度到高濃度充分交換，減少膜中水分，降低液體的表面張力。 膜的

10、收縮膜的收縮：發(fā)生在濕態(tài)保存時的失水，收縮變形使膜孔徑大幅度下降，孔徑分布不均勻，嚴(yán)重時還會造成膜的破裂。 當(dāng)膜與高濃度溶液接觸時，由于膜中水分急劇地向溶液中擴散而失水，也會造成膜的變形收縮。 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.三、超濾膜組件三、超濾膜組件16超濾膜組件工藝流程圖超濾膜組件工藝流程圖 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.3.1工藝操作注意要點工藝操作注意要點裝絲的時候注意防止擦損膜絲裝絲的時候注意防止擦損膜絲切頭注意余量，抹膠控制膠量并完全堵死切頭注意余量，抹膠控制膠量并完全堵死安裝注意零

11、部件的緊固安裝注意零部件的緊固在不同的環(huán)境條件，控制甩油程度在不同的環(huán)境條件，控制甩油程度加膠分兩步驟，離心去除氣泡；減少發(fā)熱量加膠分兩步驟，離心去除氣泡；減少發(fā)熱量澆鑄之前模具需要抹黃油，之后繼續(xù)放置澆鑄之前模具需要抹黃油，之后繼續(xù)放置3d固化固化17 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.3.2氣壓檢漏氣壓檢漏1、側(cè)口封堵，組件灌滿水、側(cè)口封堵，組件灌滿水2、底部通氣壓，恒定、底部通氣壓，恒定0.1MPa3、氣壓穩(wěn)定運行、氣壓穩(wěn)定運行1-3min4、上端加水，適當(dāng)調(diào)節(jié)壓力，、上端加水，適當(dāng)調(diào)節(jié)壓力，觀察氣泡情況，使用鉛筆標(biāo)記觀察氣泡情況，使用鉛筆標(biāo)

12、記漏點漏點18 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.3.3超濾組件結(jié)構(gòu)超濾組件結(jié)構(gòu)超濾膜組件的結(jié)構(gòu)及型式多樣化超濾膜組件的結(jié)構(gòu)及型式多樣化, , 膜組件主要可以分膜組件主要可以分為內(nèi)壓式和外壓式兩種。為內(nèi)壓式和外壓式兩種。19 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.20 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.3.4超濾膜組件的清洗超濾膜組件的清洗21濃差極化濃差極化：水過濾在濃度梯度下，溶：水過濾在濃度梯度下，溶質(zhì)與水以相反方向向本體溶液擴散，質(zhì)與水以相反方向向本體溶

13、液擴散，在達到平衡狀態(tài)時，膜表面形成一溶在達到平衡狀態(tài)時，膜表面形成一溶質(zhì)濃度分布邊界層，它對水的透過起質(zhì)濃度分布邊界層，它對水的透過起著阻礙作用。著阻礙作用。 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.3.4超濾組件應(yīng)用超濾組件應(yīng)用飲用水：家用凈水器就是活性炭吸附技術(shù)與飲用水：家用凈水器就是活性炭吸附技術(shù)與UF技術(shù)技術(shù)雜化的成功范例。雜化的成功范例。RO裝置的前處理：海水淡化、高純水處理等，對裝置的前處理：海水淡化、高純水處理等，對RO膜的保護安全運行，而且也提高了產(chǎn)品水的質(zhì)量。膜的保護安全運行，而且也提高了產(chǎn)品水的質(zhì)量。食品方面的濃縮、提純以及回收等。

14、食品方面的濃縮、提純以及回收等。醫(yī)藥廢水以及生物制品的精致和提純。醫(yī)藥廢水以及生物制品的精致和提純。環(huán)境工程的應(yīng)用：石油化工廢水、印染紡織廢水、環(huán)境工程的應(yīng)用：石油化工廢水、印染紡織廢水、金屬及電子加工廢水、生活污水等。金屬及電子加工廢水、生活污水等。22 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.四、四、MBR膜組件膜組件23配膠配膠晾絲晾絲固定撒粉固定撒粉切頭抹膠切頭抹膠整理膜絲整理膜絲二次配膠二次配膠另端澆鑄另端澆鑄切頭粘殼切頭粘殼分裝保存分裝保存MBR膜組件工藝流程圖膜組件工藝流程圖 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP

15、CO.,LTD.4.1 MBR的優(yōu)點的優(yōu)點出水水質(zhì)優(yōu)良。出水水質(zhì)優(yōu)良?；钚晕勰酀舛雀摺；钚晕勰酀舛雀?。有利于增殖緩慢的硝化細菌的截有利于增殖緩慢的硝化細菌的截留生長留生長, 氨氮去除率高。氨氮去除率高?？朔顺Ｒ?guī)活性污泥中容易發(fā)生克服了常規(guī)活性污泥中容易發(fā)生污泥膨脹的弊端。污泥膨脹的弊端。設(shè)備緊湊，省去二沉池設(shè)備緊湊，省去二沉池, 節(jié)省占地。節(jié)省占地。系統(tǒng)采用系統(tǒng)采用PLC控制，實現(xiàn)全自動化?？刂?，實現(xiàn)全自動化。24 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.4.2 膜生物反應(yīng)器膜生物反應(yīng)器MBR又稱又稱膜生物反應(yīng)器（膜生物反應(yīng)器（ Membrane Bi

16、o-Reactor ）膜生物反應(yīng)器是一種高效膜分離技術(shù)與活性污泥法相膜生物反應(yīng)器是一種高效膜分離技術(shù)與活性污泥法相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。中空纖維膜的應(yīng)用取代活性結(jié)合的新型水處理技術(shù)。中空纖維膜的應(yīng)用取代活性污泥法中的二沉池，有效的達到了泥水分離的目的。污泥法中的二沉池，有效的達到了泥水分離的目的。充分利用膜的高效截留作用，能夠有效地截留硝化菌，充分利用膜的高效截留作用，能夠有效地截留硝化菌，完全保留在生物反應(yīng)器內(nèi)，有效去除氨氮，避免污泥完全保留在生物反應(yīng)器內(nèi)，有效去除氨氮，避免污泥的流失，并且可以截留一時難于降解的大分子有機物，的流失，并且可以截留一時難于降解的大分子有機物，延長其在反應(yīng)器的停

17、留時間，使之得到最大限度的分延長其在反應(yīng)器的停留時間，使之得到最大限度的分解。應(yīng)用解。應(yīng)用MBR技術(shù)后，主要污染物的去除率可達：技術(shù)后，主要污染物的去除率可達：COD93%、SS=100%。產(chǎn)水懸浮物和濁度幾近于零，處產(chǎn)水懸浮物和濁度幾近于零，處理后的水質(zhì)良好且穩(wěn)定，可以直接回用，實現(xiàn)了污水理后的水質(zhì)良好且穩(wěn)定，可以直接回用，實現(xiàn)了污水資源化。資源化。25 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.MBR膜組件的應(yīng)用膜組件的應(yīng)用26 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.4.3 MBR組件的清洗組件的清洗27水反洗水反洗加藥反洗加藥反洗在線清洗在線清洗離線清洗離線清洗加藥種類加藥種類化學(xué)試劑化學(xué)試劑酸鹽酸、檸檬酸、草酸堿氫氧化鈉氧化劑次氯酸鈉 江蘇蘇凈集團有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.五、發(fā)展前景及展望五、發(fā)展前景及展望隨著水污染的日益嚴(yán)重、水資源的短缺隨著水污染的日益嚴(yán)重、水資源的短缺, 在水污在水污染控制和水資源化方面被受到廣泛的重視染控制和水資源化方面被受到廣泛的重視,且具有廣闊且具有廣闊的應(yīng)用前景。的應(yīng)用前景。雖然膜有著無可比擬的優(yōu)點雖然膜有著無可比擬的優(yōu)點,但是它的缺點也是很但是它的缺點也是很突出的突出的,如如能耗高、成本高、膜污染、膜材料