水處理課件-膜法

第14章膜法微濾與超濾電滲析反滲透其他膜技術(shù)14.1微濾與超濾

14.1.1微孔過濾原理與裝置微濾與超濾都是在壓差推動(dòng)力作用下的篩孔分離過程。一般用來分離分子量大于500的溶質(zhì)、膠體、懸浮物和高分子物質(zhì)。超濾、微濾與反滲透膜及過程特性比較

過程膜特性過程特征結(jié)構(gòu)孔隙率/%孔徑/mm孔密度/cm-2截流分子量操作壓力/MPapH反滲透不對(duì)稱100200淡水2.8海水5.64~11超濾不對(duì)稱≈6020~1001011103~1060.3~1.051.5~13微濾對(duì)稱73~84102~105107~109很高0.21、微濾的原理與裝置1）原理2）裝置（1）無流動(dòng)操作（2）錯(cuò)流操作14.1.2微孔過濾膜結(jié)構(gòu)：微濾膜多數(shù)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，厚度10~150um不等，其中最常見的是曲孔型，類似于內(nèi)有相連空隙的網(wǎng)狀海綿；另一種是毛細(xì)管型，膜孔呈圓筒狀垂直貫通膜面，該類膜孔隙率<5%，但厚度僅為曲孔型1/15。也有不對(duì)稱的微孔膜，膜孔呈截頭圓錐體狀貫通膜面，過濾時(shí)原水在孔徑小的膜面流過。微濾膜材料：CN-CA、PAN、CA-CTA、PSA、尼龍等，商品約十幾種，400多個(gè)規(guī)格。14.1.3超過濾的特點(diǎn)超濾膜與微濾膜同是多孔膜，雖然前者孔徑較小，后者較大，但前者的工作周期比后者長(zhǎng)得多。原因：微濾是一種靜態(tài)過濾，隨過濾時(shí)間延長(zhǎng)，膜面上截流沉積不溶物，引起水流阻力增大，透水速率下降，直至微孔全被堵塞；超濾過程是一種動(dòng)態(tài)過程，在超濾進(jìn)行時(shí)，由泵提供推動(dòng)力，在膜表面產(chǎn)生兩個(gè)分力：一個(gè)是垂直于膜面的法向分力，使水分子透過膜面，另一個(gè)是于膜面平行的切向力，把膜面截流物沖掉。因此，在超濾膜表面不易產(chǎn)生濃差極化和結(jié)垢，透水速率衰減較慢，運(yùn)行周期相對(duì)較長(zhǎng)。14.1.4超過濾裝置超濾裝置有板框式，管式，卷式和中空纖維式。14.1.5超過濾膜及作用機(jī)理超濾過程的一般表達(dá)式：注：1）對(duì)于高濃度大分子溶質(zhì)，由于濃差極化現(xiàn)象的產(chǎn)生，上述關(guān)系不復(fù)存在。2）對(duì)于高濃度大分子溶質(zhì)，濃差極化后：14.1.6超過濾過程的影響因素1.膜材料2.運(yùn)行條件14.2電滲析14.2.1原理和工作過程C——陽(yáng)膜A——陰膜陽(yáng)極：Cl-→Cl2↑+2e陰極：2H++2e→H2↑（氧化反應(yīng)）：H2O→H++OH-（還原反應(yīng)）：4OH-→O2↑+2H2O+4e14.2.2電滲析裝置1.構(gòu)造膜堆：一對(duì)陰陽(yáng)膜和一對(duì)濃淡水隔板交替排列，組成最基本的脫鹽單元，稱為膜對(duì)。一對(duì)電極之間若干膜對(duì)組成膜堆。極區(qū)：電極、極框、電極托板、橡膠墊板。緊固裝置：壓桿、螺桿緊固。配套設(shè)備：整流器、水泵、轉(zhuǎn)子流量計(jì)等。2．組裝：級(jí)：一對(duì)電極之間段：同向水流之間并聯(lián)膜。此段強(qiáng)調(diào)隔板構(gòu)造有回路：流程長(zhǎng)，脫鹽效率高，流量小但要求高無回路：流程短，流速低，水流分布均勻，要求隔網(wǎng)攪動(dòng)作用強(qiáng)，使用于流量大場(chǎng)合14.2.2離子交換膜P+或P-越大，則選擇透過性越好。2.膜電阻：Ω·cm2=電阻率×膜厚度膜電阻越小，則所需電壓越小，膜電阻在0.1mol/l的NaCl（250C）溶液中測(cè)得。14.2.3電滲析的工藝參數(shù)1．電流效率：一個(gè)淡室m1=q（C1-C2）MBvt/1000（g）時(shí)間為t內(nèi)，應(yīng)析出的鹽量2.極限電流密度：如：增大i↑，則C′↓，當(dāng)C′=0，則會(huì)產(chǎn)生電解出H+透過，此時(shí)電流密度稱為極限電流密度ilim。V——水流速度N——與水流紊亂有關(guān)，效果好n越接近于1，n=0.3～0.9K——與隔板形式及厚度等因素有關(guān)。ilim=KCVnK——水力特性系數(shù)：①.與膜性能②.隔板形式與厚③.隔網(wǎng)形式、水的離子組成、水溫測(cè)量法：電壓——電流法14.3反滲透14.3.1反滲透的原理1.滲透現(xiàn)象與滲透壓（原理如圖14-3所示）u=u0+RTlnxu——咸水中水的化學(xué)位

C——溶液的物質(zhì)的量的濃度mol/m3i——系數(shù)海水i=1.82.血反茂滲透在咸悟水一蕩側(cè)加泄壓P確，切針P＞神π，吧從而括u＞原u0可，實(shí)友現(xiàn)反盲滲透單位盡體積鐵理論孫耗能向量（駐最小槐耗能喝量）實(shí)際補(bǔ)上，聞所需春壓力訴比理涼論值鄙大的彎多。索①反膽滲透橋進(jìn)行境過程蝕中，宿海水礎(chǔ)濃度鉆不斷應(yīng)提高筆。②為條達(dá)到涌一定咬規(guī)模勿的生切產(chǎn)能原力。3．餐反滲仁透膜僅及其睛透過勒機(jī)理膛：選忘擇性倉(cāng)吸著酒——串毛細(xì)罰管流佩機(jī)理同見圖窯14亞-5思。兩訂個(gè)分假子厚死1n曾m14搞.3峽.2盲反濤滲透畏裝置14枯.3勝.3升反遣滲透金的工獨(dú)藝流袍程與鋼參數(shù)1．伍工藝鏈流程2．眾反滲榨透裝窮置主慌要參膜數(shù)1）元水與芽溶質(zhì)悲的通刑量：膜進(jìn)對(duì)水側(cè)濟(jì)平均甚含鹽枝量濃遺度：2）邪淡化君水的武含鹽錫量Cf②求憑得C厘f值存代回穗求得淚新的籍Cf專值。14斧.3威.4景反滲地透膜丹的分尖類及獻(xiàn)制造工方法反滲親透膜攔的分雨類以成礎(chǔ)膜材幼料分岡主要?jiǎng)⒂欣w曾維素傘脂類鞋膜和慎非纖移維素?fù)?dān)脂類阻膜兩俯大類勝。反滲洞透膜算的制宣造方東法：1）劈燕CA挑膜：首由乙可?；煤繚?rùn)為3笨9.看8%弱或置穗換度群2.霧46考的醋貌酸纖餅維素飼作骨架制格成2）惰芳香檔族聚慈酰胺絲式膜：貼美國(guó)協(xié)杜邦沖公司幅的“部B-詠9”娃和“士B-覆10旱”中智空纖疼維件迷。CA膜聚酰胺復(fù)合膜1．不可避免地會(huì)發(fā)生水解，脫鹽率會(huì)下降化學(xué)穩(wěn)定性好，不會(huì)發(fā)生水解，脫鹽率基本不變2．脫鹽率95%，逐年遞減脫鹽率高，>98%3．易受微生物侵襲生物穩(wěn)定性好，不受微生物侵襲4．只能在pH值4~7范圍內(nèi)運(yùn)行可在pH值3~11范圍內(nèi)運(yùn)行5．在運(yùn)行中膜會(huì)被壓緊，因而產(chǎn)水量會(huì)不斷下降膜不會(huì)被壓緊，因而產(chǎn)水量不變6．膜透水速度較小，要求工作壓力高，耗電量也較高膜透水速度高，故工作壓力低，耗電量也較低7．膜使用壽命一般為3年一般使用5年以上性能基本不變8．價(jià)格較便宜抗氯性較差，價(jià)格較高14牽.3瓦.5質(zhì)反滲夏透膜迎的污趣染及套清洗1．忍反滲埋透膜性的污莖染1）優(yōu)引起被膜污支染的圈原因2）丙污染馬的一蒙般特稱征污染原因一般特征鹽透過率組件的壓損產(chǎn)水量金屬氧化物增加速度快≥2倍增加速度快≥2倍急速降低20%~25%鈣沉淀物增加10%~25%增加10%~25%稍微減少<10%膠體物質(zhì)緩慢增加≥2倍緩慢增加≥2倍緩慢減少≥50%混合膠體增加速度快2~4倍緩慢增加≥2倍緩慢減少≥50%細(xì)菌增加速度快≥2倍增加速度快≥2倍減少≥50%2．韻清洗2）梁.清恥洗遵健循的嚼法則稼——隙10湊%法告則3）絨清洗傻工藝14碑.4綁其他絕膜技程術(shù)在水興處理彩中常棕用的根膜技關(guān)術(shù)還控有鈉固濾和偏液膜繩分離14助.4烏.1虹鈉濾1．汁鈉濾憶、超慎濾和該微濾脖都是帶籍膜勇孔的狠“篩頃除”磁/“趟篩除購(gòu)”作扯用直接去榮除/擠截留笨水中干的物叔質(zhì)，教故皆惱可稱壓為膜充濾。2．爽鈉濾繡“女篩除料”全的包職括了太構(gòu)成搭水溶鞭液性鹿質(zhì)的柄溶解恰離子駛。鈉濾榮的滲血透水固，不備止溶頭解離情子的版濃度盼有變售化，援堿度掙、硬燙度、pH證、T虛DS足這些冬重要仙的水巡壽質(zhì)參判數(shù)的眠數(shù)值跟也要牲改變?yōu)I。3．著鈉濾秘同時(shí)耍還能警截流墨DB智P前躲體以稍及N孕OM幸等低跨分子盼量的有機(jī)危物。14簡(jiǎn).4叉.2丸液膜貧分離1．儲(chǔ)液膜隊(duì)的分參類與衡構(gòu)成1）竊概念椒2）睜分類2．?dāng)匾耗び狗ㄌ?/p>