文档介绍：第14章 膜法
微滤与超滤
电渗析
反渗透
其他(qítā)膜技术
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微滤与超滤都是在压差推动力作用下的筛孔分离(fēnlí)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/MPa
pH
反渗透
不对称
100
200
4~11
超滤
不对称
≈60
20~100
1011
103~106
~
~13
微滤
对称
73~84
102~105
107~109
很高
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1、微滤的原理与装置
1）原理
2）装置
（1）无流动(liúdòng)操作
（2）错流操作
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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。
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(yùnxíng)周期相对较长。
超滤装置有板框式，管式，卷式和中空纤维式。
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(chāoguò)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(xiànxiàng)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：
(guòchéng)的影响因素
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C——阳膜 A——阴膜
阳极： Cl- →Cl2↑ +2e 阴极 ： 2H++2e →H2↑
（氧化反应(fǎnyìng)）： H2O →H+ +OH- （还原反应(fǎnyìng)）： 4OH- →O2↑+2H2O+4e
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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(jiǎo dòng)作用强，
使用于流量大场合
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离子交换(lí zǐ jiāo huàn)膜
P+或P-越大，则选择透过(tòu ɡuò)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，（250C）溶液中测得。
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电渗析的工艺(gōngyì)参数
1．电流效率：一个淡室 m1=q（C1-C2）MBvt/100