分離膜與膜分離組ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-02 08:35 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 臨界孔徑 值。 2. 溶解 擴(kuò)散模型 20世紀(jì) 60年代， Lonsdale和 Riley等人在假定膜是無缺陷的理想膜基礎(chǔ)上，提出溶解 擴(kuò)散機(jī)理來描述反滲透過程。 21 該機(jī)理假定溶劑和溶質(zhì)首先都 溶解 在均質(zhì)無孔膜的表皮層中，然后各組分在非偶合形式的化學(xué)位梯度作用下，從膜上游側(cè)向下游側(cè) 擴(kuò)散 ， 再從下游側(cè) 解吸 。故溶劑和溶質(zhì)在膜中的溶解度和擴(kuò)散系數(shù)是該機(jī)理的主要參數(shù)。 溶質(zhì)傳遞通過膜的濃度分布 22 Lonsdale等人通過費克定律來描述溶劑在膜內(nèi)的擴(kuò)散。通過膜的水的滲透通量： Jw = A(ΔP Δπ) A為溶劑的滲透 系 數(shù) ,ΔP為膜兩側(cè)壓力差 , Δπ為膜兩側(cè) 滲透壓 差 。 通過膜的溶質(zhì)的滲透通量： DWA為溶質(zhì)在膜中的有效擴(kuò)散系數(shù)， δ為膜厚度， K為相平衡常數(shù)， CAi、CA2分別為膜的料液側(cè)表面和透過液中溶質(zhì)的濃度。 A 、 (DWA /δ)反映了溶劑和溶質(zhì)透過膜的特性，與溶劑、溶質(zhì)和膜材料的物理化學(xué)性質(zhì)，膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)、操作溫度、壓力等有關(guān)。 23 第四節(jié) 膜分離工藝流程 為了達(dá)到設(shè)計所要求的處理能力和分離效果，需進(jìn)行多個膜組件的串聯(lián)或并聯(lián)： ?通過組件的不同配置方式來滿足不同要求； ?膜元件的使用壽命與此有重要的影響； 因此，在設(shè)計中應(yīng)重視膜組件數(shù)量的選擇和膜組件的合理排列組合。 一、膜組件合理排列組合的意義 24 概念： ?段： 指膜組件的濃縮液（濃水）不經(jīng)泵自動流到下一組膜組件處理，流經(jīng) n組膜組件，即稱為 n段； ?級： 指膜組件的透過液（產(chǎn)品水）再經(jīng)泵到下一組膜組件處理，透過液（產(chǎn)品水）經(jīng) n次膜組件處理，稱為 n級。 按照“級”和“段”的概念，反滲透的操作模式有多種。 二、膜組件的排列組合（流程） 25 一級一段連續(xù)式 透過液的回收率不高，在工業(yè)中很少采用。 26 一級一段循環(huán)式 部分濃縮液返回進(jìn)料液貯槽與原有的進(jìn)料液混合后，再次通過組件分離。因濃縮液中溶質(zhì)含量較原料液高，所以透過液的質(zhì)量有所下降 。 27 一級多段連續(xù)式 水的回收率提高，濃縮液的量減少，但濃縮液中溶質(zhì)的含量增大。 28 一級多段循環(huán)式 第二段的透過水質(zhì)較第一段差，這種方法可得到較高濃度的濃縮液。 29 多段錐形排列 這種方式得到的濃縮液由于經(jīng)過多段流動，壓力損失較大，生產(chǎn)率下降，為此需增設(shè)高壓泵 。 30 多級多段（實用價值高） 31 32 對膜的選擇更廣泛每一級膜兩側(cè)的濃差減小，操作壓差可以降低對設(shè)備的要求降低；但各級多需要泵將料液提高到較高的壓力，能耗增加。 33 第五節(jié) 反滲透的應(yīng)用 海水和苦咸水的淡化 ?反滲透過程已成功使用 30多年，據(jù)統(tǒng)計，在全世界所有淡化過程生產(chǎn) 106m3/d的飲用水中，反滲透法占 %。 ?優(yōu)點： 能耗和投資運行費用低，占地小，設(shè)備腐蝕輕，易建造、操作、維修，建廠時間短。 34 一般分三個工序： （ 1）預(yù)處理，去除懸浮物、雜質(zhì)； （ 2）脫鹽處理，一般采用 RO預(yù)脫鹽； （ 3）后處理，最后精制，滅菌。 反滲透等膜分離技術(shù)已被普遍用于電子工業(yè)純水及醫(yī)藥工業(yè)無菌純水等的超純水制備系統(tǒng)中。 純水生產(chǎn) 35 初級純水處理 ： 原水 → 預(yù)處理 → 離子交換 → 用水點 純水生產(chǎn)流程： 超純水生產(chǎn)流程： 36 廢水處理 反滲透膜對 陽離子 基本上遵循感膠離子的順序攔截，即： Al3+ Fe3+ Mg2+ Ca2+ Na+ NH4+ K+ 對 陰離子 的攔截順序為： SO42 CO32 Cl PO43 F = CN NO3 B4O72 例如：電鍍廢水，電廠污水，造紙污水，放射 性廢水處理。 37 用反滲透代替精餾，從水溶液中分離低分子量有機(jī)組分是當(dāng)前反滲透研究的一個重要領(lǐng)域。 對乙醇水混合物的分離已進(jìn)行了大量研究工作。從乙醇水的相平衡曲線可知，用蒸餾法將 5％(wt) 以下濃度的乙醇濃縮到 15％ (wt)，把 90％ (wt)以上濃度的乙醇脫水，超過恒沸點制備無水乙醇是耗能非常大的過程，用 RO進(jìn)行這些分
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