膜组件种类及应用
PVDF膜组件技术手册2
PVDF膜组件技术手册2 PVDF膜组件技术手册21.引言1.1 背景1.2 目的1.3 适用范围2.PVDF膜组件概述2.1 PVDF膜的特性2.1.1 耐久性2.1.2 抗化学腐蚀性2.1.3 热稳定性2.1.4 低摩擦系数2.2 PVDF膜组件的应用领域2.2.1 水处理2.2.2 生物医药2.2.3 电子设备2.2.4 石油化工3.PVDF膜组件设计与制造3.1 组件材料选择3.1.1 PVDF膜材料3.1.2 辅助材料3.2 组件结构设计3.2.1 膜模块设计3.2.2 连接件设计3.2.3 密封设计3.3 制造工艺3.3.1 膜材料的制备3.3.2 组件的装配过程3.3.3 品控流程4.PVDF膜组件的性能测试与评估 4.1 流量性能测试4.1.1 通水率测试4.1.2 清洗效果测试4.2 分离性能测试4.2.1 过滤效率测试 4.2.2 装载容量测试 4.3 耐久性测试4.3.1 温度循环测试4.3.2 耐化学品测试5.PVDF膜组件的使用与维护5.1 安装指南5.1.1 安装环境要求 5.1.2 安装步骤5.2 使用注意事项5.2.1 正确的操作方法 5.2.2 防护措施5.3 维护保养5.3.1 清洗操作5.3.2 故障排除6.附录6.1 PVDF膜组件规格表6.2 膜组件装配示意图6.3 典型应用案例1.本文档涉及附件：附件1、PVDF膜组件规格表附件2、膜组件装配示意图附件3、典型应用案例2.本文所涉及的法律名词及注释：2.1 PVDF：聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride)的缩写，是一种高性能的合成树脂材料。
2.2 耐久性：指材料在长时间使用和各种环境条件下不会出现明显损坏或性能下降的能力。
2.3 抗化学腐蚀性：指材料对化学物质的侵蚀能力，能够稳定地保持材料的性能和外观。
2.4 热稳定性：指材料在高温环境下能够保持结构和性能稳定的能力。
2.5 低摩擦系数：指材料表面的摩擦系数较低，能够减少摩擦损耗和能量消耗。
超纯水设备板框式和条槽式膜组件介绍
技术资料由大连莱特莱德水处理公司提供 超纯水设备板框式和条槽式膜组件介绍 EDI 超纯水设备板框式组件首先应用超纯水设备的大规模超滤系统。
这种设计起源于常规的过滤概念，类似于常规的板框压滤装置的设计。
EDI 超纯水设备条槽式膜组件与反渗透中的中空纤维组件相类似，但这种组件中的膜不是薄的中空纤维组成，而是在开有轴向槽的棒浇铸百对称膜制成。
两种膜组件的结构
1、板框式组件，膜被放置在多孔的支撑板上，支撑板上也可垫有滤纸，两分蘖期多孔支撑板叠压在一起形成料液流道空间，构成一个膜组件，组件与组件之间可并联或串联。
2、条槽式膜组件，将这种棒束装入一承压管中，料液在棒外边流动。
滤液顺轴向槽流出。
条槽式膜组件单位体积内膜的比表面积也较高，但料液流速控制不如管式和毛细管式好。
在板框式组件中的超滤膜通常采用拆卸或机械清洗。
另外，板框式组件通常用垫圈密封，因此，由密封垫圈导致的泄漏也是一个不能忽视的问题。
各类膜组件的分类及应用
各类膜组件的分类及应用膜组件是一种基于薄膜技术的分离装置，其主要作用是将物质根据大小、形状、电荷等特性进行分离和浓缩。
膜组件广泛应用于水处理、食品加工、制药、化工、石油等领域，其应用涵盖了过滤、分离、浓缩、纯化等方面。
膜组件可以根据不同的分离机制进行分类，常见的分类包括微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。
下面将分别介绍这四类膜组件的应用。
微滤膜（Microfiltration Membrane）是一种通过孔径大小来分离物质的膜组件，其孔径通常在0.1-10微米之间。
微滤膜广泛应用于悬浮物固液分离、细菌除尘等领域。
在食品加工中，微滤膜可用于酒类的澄清和过滤、果汁的澄清和浓缩等。
在制药领域，微滤膜可用于细胞培养液的澄清、疫苗的纯化等。
超滤膜（Ultrafiltration Membrane）是一种通过分子大小和形状来分离物质的膜组件，其分离精度通常在0.001-0.1微米之间。
超滤膜广泛应用于水处理、生物制药、食品加工等领域。
在水处理中，超滤膜可以用于去除水中的胶体、藻类、细菌等微粒，得到清澈的水源。
在生物制药领域，超滤膜可用于生物反应器中的细胞分离和浓缩。
在食品加工中，超滤膜可用于乳制品的浓缩、蛋清的分离等。
纳滤膜（Nanofiltration Membrane）是一种介于超滤膜和反渗透膜之间的膜组件，其分离精度通常在0.001-0.01微米之间。
纳滤膜广泛应用于水处理、饮料制造、废水处理等领域。
在水处理中，纳滤膜可以除去水中的重金属离子、有机物质、胶体等，提高水的清洁度。
在饮料制造中，纳滤膜可以去除水中的微生物、重金属等，提高饮料的安全性和口感。
在废水处理中，纳滤膜可以实现有机物质的回收和水的再利用。
反渗透膜（Reverse Osmosis Membrane）是一种通过渗透压差来实现物质分离的膜组件，其分离精度通常在0.001微米以下。
反渗透膜广泛应用于海水淡化、饮用水净化、废水处理等领域。
在海水淡化中，反渗透膜可以去除海水中的盐分和微生物，得到可用于灌溉、工业用水的淡水。
膜组件种类及应用
钠滤 葡萄糖≤1% 低聚糖25
反渗透 葡萄糖25%
果汁应用膜技术流程图
新鲜水果或蔬菜 清洗与分类 压榨与榨汁 传统工艺 加酶澄清去果胶 过滤澄清或离心分离 蒸发浓缩50-70Brix 二级蒸发浓缩 调 和 热 杀 菌 罐装密封 果渣处理 膜 工 艺
超滤澄清
纳滤或反渗透浓缩 20-40Brix
50-70Brix
无菌罐装
膜技术在茶加工中的应用
• 最广泛的应用在于浓缩茶汁和茶粉的生产工艺中，常用的 膜技术包括： • 1、应用微滤技术进行茶汁的澄清 • 2、应用纳滤和反渗透浓缩茶汁 • 膜技术在茶加工中的流程图：
茶叶
浸提
微滤
钠滤浓缩
喷干
茶粉
茶加工应用膜需要注意的问题
• 1、加工过程的卫生消毒保证；选择的膜型号需要容易清 洗及高温灭菌 • 2、耐受高温下的过滤及浓缩
膜组件——分离的基本单元
– 膜组件由膜、固定膜的支撑体、间隔物以及容
纳这些部件的容器构成的一个单元称为膜组件 。
1
管式膜组件 中空纤维式
3
平板膜组件
24卷式膜组件 Nhomakorabea管式膜组件
• • • • 结构简单、安装方便 适应性强、可耐高压 压力损失小、透过量大 易清洗
• 比表面积小 • 适宜处理高粘度及稠厚液 体的微滤和超滤
MBR技术在废水处理中的应用
膜生物反应器（MBR）
• 新型污水处理工艺＝“膜技术”+“生化处理技术”
• 原理：利用了膜微孔截留的作用，截留好氧或厌氧系统中的菌团。 • 优点：提高了反应器的污泥浓度，延长了泥龄，提高了难降解物质的 降解效率。 污泥 过滤
污水
传统式活性污 泥法 污水 生物曝气池 沉淀池 处理水
全面认识污水处理MBR处理工艺：结构、膜组件、应用及展望
全面认识污水处理MBR处理工艺：结构、膜组件、应用及展望所属行业: 水处理关键词：污水处理 MBR 膜生物反应器在污水处理，水资源再利用领域，MBR 又称膜生物反应器（MembraneBio-Reactor），是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。
膜的种类繁多，按分离机理进行分类，有反应膜、离子交换膜、渗透膜等；按膜的性质分类，有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜)；按膜的结构型式分类，有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。
1工艺组成膜--生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。
通常提到的膜--生物反应器实际上是三类反应器的总称：①曝气膜--生物反应器(Aeration Membrane Bioreactor, AMBR) ;②萃取膜--生物反应器(ExtractiveMembrane Bioreactor, EMBR);③固液分离型膜--生物反应器(Solid/Liquid SeparationMembrane Bioreactor, SLSMBR, 简称 MBR)。
1曝气膜曝气膜--生物反应器(AMBR)最早见于Cote.P 等1988年报道，采用透气性致密膜(如硅橡胶膜)或微孔膜(如疏水性聚合膜)，以板式或中空纤维式组件，在保持气体分压低于泡点( Bubble Point)情况下，可实现向生物反应器的无泡曝气。
该工艺的特点是提高了接触时间和传氧效率，有利于曝气工艺的控制，不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。
2萃取膜萃取膜--生物反应器，又称为EMBR(Extractive Membrane Bioreactor)。
因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在，某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理;当废水中含挥发性有毒物质时，若采用传统的好氧生物处理过程，污染物容易随曝气气流挥发，发生气提现象，不仅处理效果很不稳定，还会造成大气污染。
为了解决这些技术难题，英国学者Livingston研究开发了EMB。
水处理剂之膜材料与膜组件
水处理剂之膜材料与膜组件
制造膜的材料分为有机高分子聚合物、陶瓷以及其他材料。
有机高分子聚合物中有醋酸纤维素、聚砜、聚酰胺等，其中醋酸纤维膜被称为第一代有机合成膜，这类膜对pH值和温度的适应范围小，化学清洗时药剂易产生腐蚀和损害，而且细菌容易侵蚀醋酸纤维膜，机械强度较差。
以聚砜为代表的膜是第二代有机合成膜，它对酸碱、温度的适应范围较大，抗腐蚀和抗氧化能力较强。
以陶瓷膜为代表的无机膜则为第三代膜，与聚合膜相比，陶瓷膜具有更好的化学稳定性和耐酸碱性，机械强度高，耐高温，抗微生物能力强等优点，陶瓷膜的管式组件能处理含较大颗粒悬浮杂质的水而不易堵塞膜的通道，因而适合于净水处理。
但陶瓷膜的过滤面积较小，而且成本高，约为聚合膜的两倍,因而初期投资费用高。
膜的组件则主要有4种型式，即平板式、管式、卷式和中空纤维式，卷式和中空纤维式组件的过滤面积最大。
由于在净水处理中，水中含有大量的悬浮物质，卷式膜的进水通道容易堵塞，故管式和中空纤维式更适合用于净水处理。
目前在膜分离净水厂使用的大多为中空纤维式组件，使用无机膜的还较少。
电化学里的膜归纳总结
电化学里的膜归纳总结电化学是研究化学反应中电子转移的科学，它在能源转换、储存以及电化学合成等领域具有广泛的应用。
而膜在电化学中起着重要的作用，可以用于分离物质、电子传输以及防止电解质的混合等方面。
本文将就电化学中的膜进行归纳总结，通过分析不同种类的膜以及它们的应用来探讨其在电化学中的重要性。
第一部分：电化学膜的概述在电化学中，膜是用于分隔电极的介质。
它可以是实心的或带有孔隙结构的，其选择取决于特定的应用。
电化学膜通常由聚合物、陶瓷或复合材料制成。
下面将介绍几种常见的电化学膜。
1. 离子交换膜离子交换膜是一种具有离子选择性的膜，可以分隔电解质溶液中的正负离子。
其主要应用领域包括燃料电池、电解水制氢、电解池等。
离子交换膜具有高离子选择性、较高的电导率以及良好的化学稳定性。
2. 渗透膜渗透膜是一种半透膜，它可以允许某些物质通过而阻挡其他物质的传输。
在电化学中，渗透膜主要用于分离溶液中的溶质或纯化流体。
例如，逆渗透膜可以用于海水淡化和废水处理，通过迫使溶液通过膜，使纯净水从流体中分离出来。
3. 导电膜导电膜是一种能够传导电子和离子的膜。
它广泛应用于电化学合成和电池等领域。
导电膜可以提供有效的电子传输通道，并阻隔电解液的混合。
第二部分：应用案例1. 燃料电池膜燃料电池是一种能够将化学能转化为电能的设备。
其中的质子交换膜燃料电池（PEMFC）使用离子交换膜作为质子的传导介质。
该膜具有良好的质子选择性，能够将氢离子从阴极传输到阳极，并在导电膜上通过电子传输来完成电路。
2. 锂离子电池隔膜锂离子电池是目前广泛应用于电子设备和电动汽车等领域的高性能电池。
其中的锂离子在阳极和阴极之间通过隔膜进行传输，从而完成电荷的平衡。
隔膜应具有较高的离子传输速率、较低的电阻和较好的化学稳定性等特性。
3. 水电解水电解是将水分解为氢气和氧气的过程。
离子交换膜在水电解中起着重要作用，它可以实现氢离子和氧离子的传输，同时防止气体的混合。
膜技术简介全
4、膜分离技术在现代生物技术中的应用
膜已经成为生物技术工程中不可缺少的一部 分。发酵培养基的灭菌过滤、缓冲剂的纯 化和蛋白质产品的制备都经常应用膜分离 技术。其中，病毒过滤是确保生物制品安 全性最常见的单元分离过程。一些病毒具 有强的耐热和耐化学性质，采用加热和化 学失活的方法不能完全杀死这些病毒，而 选择适当微滤或超滤膜则可以有效去除这 些病毒。因此，膜分离技术已成为确保现 代生物制品纯度、安全和效用的基本技术 。
1、按膜材料分类
• 纤维素及其衍生物膜 • 聚砜膜、聚酰胺、聚酰亚胺膜 • 聚丙烯腈膜、聚烯烃膜 • 聚乙烯醇膜、硅橡胶膜 • 陶瓷膜 • 金属膜 • 液膜
2、按制备工艺分类
• 溶液相转化膜 • 熔融挤出膜 • 拉伸膜 • 复合膜 • 核踪痕膜 • 动力形成膜
3、按外形分类
• 片状膜 • 管状膜 • 中空纤维膜
压力差
1001000KPa
0.02-10um 1-20nm
筛分 筛分
多孔膜 非对称膜
纳滤 NF
小分子
脱除大分 子
压力差
5001500KPa
非对称膜 1nm以上 溶解扩散 或复合膜
反渗透 RO
溶剂
压力差
脱除溶质
100010000KPa
0.1-1nm
非对称膜 优先吸附 或复合膜
RO、NF、UF、MF分离示意图
一、膜 科 学
1、膜定义 2、膜结构 3、膜分离机理 4、膜技术特点 5、影响膜的因素 6、膜分离操作方式 7、表征膜性能的参数
1、膜定义
膜：膜是在两相之间通过压力实现分离的一 种物质
1.1、膜不是单纯的隔板或栅栏，它具有分离 功能，对不同物质具有选择透过性；
1.2、膜可以是固体、液体、气体等； 1.3、膜具有良好的机械强度和化学稳定性。
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膜技术在染料行业的应用
膜技术在染料生产中的应用
1、活性染料脱盐技术 2、酸性染料脱盐技术 3、增白剂脱盐技术
染料工业清洁生产工艺
染料浆液
纳滤脱盐浓缩 盐析压滤
压滤废水等综合废 水
纳滤废水处理
粉尘含量≤1mg/m3 净气排放 刚性微滤膜
喷雾干燥
蒸发
粉尘回收 焚烧
废水达标排放
板式膜生物反应器—— BIOCEL®
BIO-CELL组件结构——膜片
MBR+RO中水回用流程
UASB 沉淀池 一段好氧 配水池 排放
沉淀池 沉淀池
膜组件清洗池 好氧池改造成MBR池
新增风机 二段好氧
出水缓冲池
RO浓水
碳滤+反渗透组 RO产水回用
Thank You!
中空纤维膜设备
陶瓷膜设备
处理过程
料液从中空纤维组件的一端流人, 沿纤维外侧平行于纤维束 流动，透过液则渗透通过中空纤维壁进入内腔，然后从纤维在环 氧树脂的固封头的开端引出,原液则从膜组件的另一端流出。
实验室中应用
膜技术应用及展望
膜技术在食品行业的应用
膜技术在果汁行业应用
• 应用管式超滤技术进行果汁的澄清 • 应用纳滤、反渗透技术进行果汁的浓缩 • 应用超滤技术进行果汁的脱色
• 对于工业使用的膜组件，膜的装填密度每立方米可从数百到上 万平方米，根据不同生产能力，可使用几个至数百个膜组件。 目前，商业化的用于挥发性有机废气/空气分离的膜组件为螺旋 式和卷式，而中空纤维式膜组件也被广泛的研究并在一定范围 内得到应用。
膜组件——分离的基本单元
– 膜组件由膜、固定膜的支撑体、间隔物以及容 纳这些部件的容器构成的一个单元称为膜组件 。
• 适于微滤、超滤
平板陶瓷超滤膜组件
螺旋式膜组件
卷式膜
• 膜面积大 • 湍流情况好
• 可用于微滤、超滤和反渗透
• 制造装配要求高
• 清洗检修不方便
• 不能处理悬浮液浓度较高 的料液
滤层示意图
超滤微滤卷式膜组件
卷式膜设备
中空纤维式膜组件
• 最大特点是单位装填膜面积比所有其他组件大, 最 高可达到30000m2/m3
膜组件
• 为将膜用于工业过程，通常需要较大面积的膜，膜组件就是将 一定膜面积以某些形式组装成的器件，是膜装置的核心部件。
• 膜组件设计有多种形式，它们均根据两种膜构型设计而成：平 板构型和管式构型。板框式和卷式膜组件均使用平板膜，而管 状、毛细管和中空纤维膜组件均使用管式膜。后三种膜器的差 别主要在于所使用的管式膜的规格不同。
• 分为外压式和内压式 • 将大量的中空纤维安装在一个管状容器内,中空纤
维的一端以环氧树脂与管外壳壁固封制成膜组件
中空纤维膜
中空纤维式膜组件
中空纤维膜设备
各种膜构型的特点对比
膜构型 中空纤维 性质
平板
卷式
管式 聚合物 陶瓷
流道尺寸 (mm)
0.6~1.1 0.5~1.0 0.86~1.5 12.7~25. 2~19
处理水
污泥 过滤 水
传统式活性污
泥法
原
污水
水
外循环式膜分离 活性污泥法
膜 处理水
气 支持材平板膜 泡
污水
浸没式膜分离活
膜
性污泥法
处理水
MBR工艺的特点
出水水质高，水中无固体物质存在，出水无需二沉池，占地 小： １、处理出水清澈， 悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大 幅去除 。生活废水处理后的出水水质优于建设部颁发的生活杂 用水水质标准（ CJ25.1-89 ），可以直接作为非饮用市政杂用 水进行回用。 ２、膜分离也使 微生物被完全截流在生物反应器内， 使得系统 内能够维持较高的微生物浓度，不但 提高了反应装置对污染物 的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器 对进水 负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负 荷，能够稳定获得优质的出水水质
低聚糖应用膜技术流程图
反渗透纯水
连续离交
低聚糖10%， 葡萄糖10%
钠滤
葡萄糖≤1% 低聚糖25
反渗透 葡萄糖25%
果汁应用膜技术流程图
新鲜水果或蔬菜
清洗与分类
压榨与榨汁
果渣处理
传统工艺
膜工艺
加酶澄清去果胶
超滤澄清
过滤澄清或离心分离 蒸发浓缩50-70Brix 调和 热杀菌
纳滤或反渗透浓缩 20-40Brix 二级蒸发浓缩 50-70Brix
2
4
填装密度
高
中等
中等
低
低
膜污染
高
中等
中等
低
低
运行能耗Βιβλιοθήκη 低中等中等
高
高
膜通量
一般
很好
好
好
好
设备价格
低
高
低
高
非常高
膜清洗
较差、难 一般、较 差、难 好、易 易
好、易
更换方式
组件
膜片
组件
膜管
膜管
对料液要求 较高
较低
高
低
低
换膜费用
中等
低
中等
高
非常高
回洗
可
否
否
否
可
膜设备
FLOW-Cell膜设备
各种膜构型的特点卷对式比膜设备
1 管式膜组件 2 中空纤维式
3 平板膜组件 4 卷式膜组件
管式膜组件
• 结构简单、安装方便 • 适应性强、可耐高压 • 压力损失小、透过量大 • 易清洗
• 比表面积小
• 适宜处理高粘度及稠厚液 体的微滤和超滤
管式膜
管式陶瓷超滤膜组件
陶瓷膜设备
平板膜组件
平板膜
• 较管式组件比表面积大得多，制造组装比较简单，膜 的更新、清洗、维护比较容易
无菌罐装
罐装密封
膜技术在茶加工中的应用
• 最广泛的应用在于浓缩茶汁和茶粉的生产工艺中，常用的 膜技术包括：
• 1、应用微滤技术进行茶汁的澄清 • 2、应用纳滤和反渗透浓缩茶汁 • 膜技术在茶加工中的流程图：
茶叶
浸提
微滤
钠滤浓缩 喷干
茶粉
茶加工应用膜需要注意的问题
• 1、加工过程的卫生消毒保证；选择的膜型号需要容易清 洗及高温灭菌
COD:100-200 色度:10-20
MBR技术在废水处理中的应用
膜生物反应器（MBR）
• 新型污水处理工艺＝“膜技术”+“生化处理技术”
• 原理：利用了膜微孔截留的作用，截留好氧或厌氧系统中的菌团。
• 优点：提高了反应器的污泥浓度，延长了泥龄，提高了难降解物质的
降解效率。
污水
生物曝气池
沉淀池