膜分離技術(shù)新進(jìn)展及在水處理中的應(yīng)用畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-08-08 20:35本頁面
【正文】 度完全取決于被分離物與膜材料之間化學(xué)性質(zhì)的差異,擴(kuò)散速度除化學(xué)性質(zhì)外還與物質(zhì)的分子量有關(guān),速度愈大,透過膜所需的時間愈短,混合物中各組分透過膜的速度相差愈大,則分離效率愈高。1. 2膜分離技術(shù)的特點與傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比, 膜分離具有以下特點[1]:第一,膜分離通常是一個高效的分離過程,可以做到將相對分子量為幾千甚至幾百的物質(zhì)進(jìn)行分離。第三,多數(shù)膜分離過程的工溫度在室溫附近,特別適于對熱過敏物質(zhì)的處理。第五,膜分離由于分離效率高,通常設(shè)備的體積比較小,占地較少。1. 3膜的分類(1) 按膜結(jié)構(gòu)分類:膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)決定了分離機(jī)理,也決定了其應(yīng)用,可分為固膜和液膜,固膜又分為對稱膜(柱狀孔膜、多孔膜、均質(zhì)膜) 和不對稱膜(多孔膜、具有皮層的多孔膜、復(fù)合膜) 。(2) 按化學(xué)組成分類:不同的膜材料具有不同的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能和親和性能。(3) 按幾何形態(tài)分類:在使用過程中,膜都制成一定形式的組件作為膜分離裝置的分離單元,工業(yè)上常用的膜組件形式有板框式、圓管式、螺旋卷式和中空纖維式。管狀膜直徑越小,則單位體積里的膜面積越大。如表2 。1952年, 美國lonics公司, 根據(jù)電滲析原理, 研制成功世界上第一臺電滲析器, 用于苦咸水淡化制取生活飲用水。其應(yīng)用面遺布全國各地的各行各業(yè), 其應(yīng)用面之廣和膜產(chǎn)盆大均居世界同行前列。1960年Loeb等人, 根據(jù)上述原理制備了世界上第一張高脫鹽率、高通量的不對稱膜醋酸纖維素反滲透膜。90年代中,超低壓商脫鹽度聚酷胺復(fù)合膜及元件投放市場。這些組件成功地應(yīng)用于商壓鍋爐補(bǔ)給水, 無菌無熱源水和食用純凈水的制造。超濾（UF）以壓力為推動力, 利用超濾膜不同孔徑對液體進(jìn)行分離的物理篩分過程。超濾應(yīng)用范圍很廣, 除在水處理工程中, 用于除菌、除熱源、膠體和大分子有機(jī)物等外, 還可以用寸許多特殊溶液的分離、精制, 如血液凈化、蛋白質(zhì)精制、大分子有機(jī)物與鹽的分離和脫水等。目前在水處理行業(yè)中, 聚礬和聚丙烯中空纖維式組件應(yīng)用較多。納濾（NF）介于反滲透和超濾之間, 是近十年發(fā)展較快的一項膜技術(shù), 其推動力仍是水壓。微濾（MF）, 是一種精密過濾技術(shù), ，介于常規(guī)過程和超濾之間。二次大戰(zhàn)后, 美國對MF技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究, 并于1954年成立了目前著名Millipore公司,隨后, 英國、日本、蘇聯(lián)等國家都形成了自己微濾工業(yè)。3 膜分離技術(shù)在水處理中的應(yīng)用自20 世紀(jì)50 年代膜分離技術(shù)進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用以后,每10 年就有一種新的膜分離過程得到新應(yīng)用。 反滲透膜的應(yīng)用現(xiàn)狀在各種膜分離技術(shù)中, 反滲透技術(shù)是近年來國內(nèi)應(yīng)用最成功、發(fā)展最快、普及最廣的一種。國內(nèi)反滲透膜工業(yè)應(yīng)用的最大領(lǐng)域仍為大型鍋爐補(bǔ)給水, 各種工業(yè)純水、飲用水的市場規(guī)模次之,電子、半導(dǎo)體、制藥、醫(yī)療、食品、飲料、酒類、化工、環(huán)保、冶金、紡織等行業(yè)的膜應(yīng)用也都形成了一定規(guī)模。由于節(jié)省電能消耗和降低相關(guān)機(jī)械部件的壓力等級引起材料費下降等優(yōu)點, 自1999年以來超低壓膜的應(yīng)用比重日益增大, 這在以使用101. 6 mm膜為主的小型裝置中應(yīng)用最為突出。目前已有許多抗污染性強(qiáng)、使用壽命長、清洗頻度低且易清洗的低污染膜問世。在國內(nèi)一些制藥廠的5 20 t / h 規(guī)模的兩級反滲透系統(tǒng)中實現(xiàn)了反滲透產(chǎn)水電阻率為1 4 MΩ。此外, 各種有特殊膜元件結(jié)構(gòu)的食品級或衛(wèi)生級的反滲透膜也已經(jīng)在國內(nèi)得到應(yīng)用。SanRO 和SanROHS 系列產(chǎn)品已通過了美國食品與藥品管理局( FDA) 認(rèn)證, 在醫(yī)藥純水及其他高純水系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。國內(nèi)目前建成的反滲透海水淡化裝置的規(guī)模為日產(chǎn)水量350 2 500 t 。今后國內(nèi)海水淡化膜的應(yīng)用會進(jìn)入一個新時期。目前在日本福岡, 已開始建設(shè)日產(chǎn)58 000 t 的高回收率反滲透海水淡化裝置。 納濾膜及其應(yīng)用納濾膜的研制與應(yīng)用較反滲透膜大約晚20 年,但近年來納濾膜的研究與開發(fā)十分活躍。反滲透膜幾乎對所有溶質(zhì)都有很高的脫除率,而納濾膜只對特定的溶質(zhì)具有脫除率。目前在飲用水領(lǐng)域還主要使用與反滲透膜材質(zhì)相同的聚酰胺納濾膜。 納濾膜應(yīng)用開發(fā)較為熱門的一個領(lǐng)域是各種醫(yī)藥、生化、食品、化工物料水溶液的分離、精制或濃縮過程。其發(fā)展始于20 世紀(jì)40 年代。將無機(jī)膜與催化反應(yīng)過程結(jié)合而構(gòu)成的膜催化反應(yīng)過程被認(rèn)為是催化學(xué)科的未來三大發(fā)展方向之一, 因此無機(jī)膜的應(yīng)用成為當(dāng)前膜技術(shù)領(lǐng)域的一個研究開發(fā)熱點。無機(jī)膜具有孔徑分布窄、分離效率高, 過濾效果穩(wěn)定。 耐高溫, 可用蒸氣反沖再生和高溫消毒滅菌。 機(jī)械強(qiáng)度
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