文档介绍：膜法水处理
杜茂安
主要内容
水处理用膜及其组器技术
膜处理技术试验研究
膜法水处理工程及应用
膜污染及其控制技术
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膜分离法概述
膜分离法是微孔过滤、超滤、反渗透、渗析、电渗析方法的统称。该种方法利用特定膜材料的透过性能,在一定驱动力的作用下,实现对水中颗粒、胶体、分子或离子的分离过程。微孔过滤、超滤和反渗透是以压力差作为驱动力的膜分离法,渗析是以浓度差作驱动力,而电渗析是以电位差作为驱动力。
膜分离法的分类
目前常见的几种膜分离法主要有:
微孔过滤(Microfiltration MF,~15μm);
超滤(Ultrafiltration UF,~10μm);
纳滤(Nanofiltration NF, ~ )
反渗透(Reverse Osmosis RO, ~ );
电渗析(Electrodialysis ED, ~ );
扩散渗析(Dialysis,~);
渗透蒸发(Pervaparation PV);
液膜(Liquid Membrane LM)等。
电渗析、反渗透和超滤是目前给水与废水处理常用的三种膜分离技术。
膜分离过程
被动传递
促进传递
主动传递
与前两者情况不同,
各组分可以逆其化学势梯度而传递,为热力学“上坡”过程。其推动力是
由膜内某化学反应提供。主要发现于生命膜。
在此过程中,各组分通过膜的传质推动力仍是膜两侧的化学势梯度。各组分由其特定的载体带入膜中。促进传递是一种具有高选择性的被动传递。
为热力学“下坡”过程,其中膜的作用就像一物理的平板屏障。所有通过膜的组分均以化学势梯度为推动力。组分在膜中化学势梯度,可以是膜两侧的压力差、浓度差、温度差或电势差。
现已工业化的主要膜分离过程均为被动传递过程。
膜材料及其制备
按膜的材料分类
(1)天然膜生物膜(生命膜):天然物质改性或再生而制成。
(2)合成膜无机膜:金属的、硅酸盐的、玻璃的等等;有机膜即高分子聚合膜;仿生膜(合成生物膜):单分子层、双分子层、多分子层膜等。
微孔膜的制备
均质膜的制备
非对称膜的制备
(1)以高分子溶解于适宜的溶剂中形成溶液,其中高分子含量为10%~30%(质量分数);
(2)将溶液浇铸于100~500μm厚的平板底膜上;
(3)将它浸于适宜的非溶剂中,对大部分高分子而言,这种非溶剂是水或水溶液。
复合膜的制备
已制成的复合膜中,常用聚砜作多孔支撑,因其化学性能稳定,机械性能良好。现在也有用其他高分子化合物,如聚丙烯腈偏氟乙烯等。也试用无机物,如石英玻璃和硅酸盐类作多孔支撑。无机膜的一般分离因子小,但渗透率高,且可耐高温。
最初的复合膜是浇铸的纤维素稀溶液浮于水表面,待溶剂蒸发后,将薄膜取出放在底膜上。这种技术不适合大规模生产。一般是直接将选择性的膜层原料溶液浇铸于多孔底膜上。现在有用等离子体聚合法和相际共聚法等新进展。