膜分离(实例)
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膜分离法
工程实例
纳滤（NF） 膜与反渗透 （RO）膜联 用的应用实例。 该装置将二次 处理（生物处 理水）后的下 水用NF、RO 膜再次处理， 处理后的水用 于展览馆大型 水槽内的热带 鱼饲养。
处理前后的水质分析结果
§2 超 滤
超滤是依靠压力推动力和膜进行工作，该膜具 有对液状溶液或者液状混合物中一些组分的渗透 性，而对另一些组分无渗透性。
膜分离技术是物质分离技术中的一个操作单元。
废弃物形态及膜分离技术的适用性
可看出膜分 离技术处理 的对象是流 体，故主要 适用于废水、 废液、废气 的处理。
2 适用于废水排放用途的膜分离技术
排放水处理以 往采用沉淀法、活 性污泥法等，现在 膜法或与上述方法 配合使用，或者完 全代替使用。使用 膜法时，除得到膜 透过液外，对于浓 缩液有时可通过萃 取方法提取有用物 质，而多数情况则 是固化后燃烧处理。
（6）
(7)
当cf很小可以忽略不计时,上式简化为
式中D/δ可用km代替,称为传质系数,则得
浓度极化所形成的胶凝层
当J随着△P的增长而增长 时，浓度cm也就随之增长，但 大分子的浓度增加到某一值cg
后就会发生淀沉，在膜的表面
出现—层凝胶物。凝胶层浓度 cg从此也就固定下来。因此， 在传质系数km为常数的水流条 件下，水的通量J也就不变， 不再因压差△P增加而增长。
• 其他：气体分离（GS）、渗透蒸发（PVAP）、 液膜（LM）、集成膜技术（IMT）等
电渗析、超滤、反渗透是目前给水与废水处理常用的三种膜分离方法。
滤膜孔径及操作压力
大致说来，超滤用于去除大小大于10倍溶剂分子的颗粒，颗粒相对分子质量小于1000。 对溶剂水而言，即颗粒应约大于2.5nm(水分子为0.28nrn)。 超滤膜的孔径一般为1.5~10nm。超滤系统一般在小于0.5MPa下操作。 反渗透用于占除大小与溶剂同一数量级的颗粒．相对分子质量在10~1000范围内。 对水溶液而言，颗粒的大小约为零点几个纳米。反渗透用半透膜作为滤膜，必须在克 服膜两边渗透压的条件下操作，典型的操作压力为5MPa。 当颗粒物大于约50 nm后，即属于一般的过滤。
膜分离技术——造纸工业减污节水的法宝
对 分 子 量 大 于 １ ０ ０ ＡＭＵ） ０ ００ 。微 滤 是 筛 分 过 程 ， 造 纸 方 面 的应 用 主要 集 中于 涂 布废 水 中 在
膜分 离技术 是利 用特 殊 的薄膜对 液体 中的
某 些成 分进 行选 择性 透过 的方 法的统 称 。按照 膜孔 径 的大 小依 次 可 分为 微 滤 （ ＭＦ） 超 滤 、
反 渗透 技术在 处 理造纸 工业废 水 中 已实 现工 业 化应 用 ， 应用 范 围包 括洗 、 、 选 漂废水 、 白水和综 合废 水 。
能 截 流 的 物 质 盐分 ／ 病 毒 细菌
０
不 能 部 分 ห้องสมุดไป่ตู้
部 分 较 完 全
完全 完全
微滤 （ ） 术 可 除 去 废 水 中粒 径 大 于 ＭＦ 技 １ ０ ｍ 的微 粒 、 体 物 质 及 高 分子 有 机 物 （ ０ｎ 胶 相
完 全 完 全
运行 压 力 ／ ０ Ｐ ０．５～ ×１ ａ
３ ５ ２ ８～ ６ ． ～ ０ ９ ２ ～ ９ ９ ０ ０ ８～ ９ ． ９ ６
分离 技术处 理 造 纸 工业 废 水 。近 ２ Ｏ年 来 膜 分 离 技术 在制 浆造 纸工业 得 到了较 快发展 ， 滤 、 超
性 吸 附 一毛 细 管流 机 理 ， 是界 面 现 象 和在 压 力 下 流体通 过 毛细管 的综 合结果 ， 历 了高压 （ 经 大
于 １ ＭＰ ） 低 压 （ 于 ２ ａ 、 低 压 （ 于 Ｏ ａ、 小 ＭＰ ） 超 小 １ ａ 发展 阶段 。 ＭＰ ） 纳滤 （ ） 近年 来 国际 上发 ＮＦ 是 展起来 的 一种分 离性 能介 于超 滤和反 渗 透之 间 的新 型技术 ， 具有 纳米 级 的截流 孔径 ， 能截 流有 机 小 分 子 和部 分 无机 盐 ， 处 理造 纸 废 水方 面 在 将 具 有很 大 潜 力 。 中科 院冰 川所 与 兰 州造 纸 厂
膜分 离技术 是利 用特 殊 的薄膜对 液体 中的
某 些成 分进 行选 择性 透过 的方 法的统 称 。按照 膜孔 径 的大 小依 次 可 分为 微 滤 （ ＭＦ） 超 滤 、
反 渗透 技术在 处 理造纸 工业废 水 中 已实 现工 业 化应 用 ， 应用 范 围包 括洗 、 、 选 漂废水 、 白水和综 合废 水 。
能 截 流 的 物 质 盐分 ／ 病 毒 细菌
０
不 能 部 分 ห้องสมุดไป่ตู้
部 分 较 完 全
完全 完全
微滤 （ ） 术 可 除 去 废 水 中粒 径 大 于 ＭＦ 技 １ ０ ｍ 的微 粒 、 体 物 质 及 高 分子 有 机 物 （ ０ｎ 胶 相
完 全 完 全
运行 压 力 ／ ０ Ｐ ０．５～ ×１ ａ
３ ５ ２ ８～ ６ ． ～ ０ ９ ２ ～ ９ ９ ０ ０ ８～ ９ ． ９ ６
分离 技术处 理 造 纸 工业 废 水 。近 ２ Ｏ年 来 膜 分 离 技术 在制 浆造 纸工业 得 到了较 快发展 ， 滤 、 超
性 吸 附 一毛 细 管流 机 理 ， 是界 面 现 象 和在 压 力 下 流体通 过 毛细管 的综 合结果 ， 历 了高压 （ 经 大
于 １ ＭＰ ） 低 压 （ 于 ２ ａ 、 低 压 （ 于 Ｏ ａ、 小 ＭＰ ） 超 小 １ ａ 发展 阶段 。 ＭＰ ） 纳滤 （ ） 近年 来 国际 上发 ＮＦ 是 展起来 的 一种分 离性 能介 于超 滤和反 渗 透之 间 的新 型技术 ， 具有 纳米 级 的截流 孔径 ， 能截 流有 机 小 分 子 和部 分 无机 盐 ， 处 理造 纸 废 水方 面 在 将 具 有很 大 潜 力 。 中科 院冰 川所 与 兰 州造 纸 厂
膜分离技术在我国水处理领域的应用实例
膜分离技术在我国水处理领域的应用实例膜分离技术是一种高效的水处理技术，通过膜材料对水中的污染物进行筛选和过滤，将水中的杂质和有害物质分离出来，从而实现水的净化和提纯。
在我国水处理领域，膜分离技术已经得到广泛的应用，下面将介绍几个具体的应用实例。
第一个实例是在饮用水处理中的应用。
随着人们对水质要求的不断提高，传统的水处理工艺已经不能满足需求，而膜分离技术具备高效、节能、环保等优点，正在逐渐成为饮用水处理的主流技术。
目前，全国各地已经建成了大量的膜分离饮用水处理厂，其中以反渗透膜和超滤膜为主要技术手段，能够使水中的有机物、无机盐、微生物等污染物得到有效去除，保证出水质量符合国家的饮用水标准。
第二个实例是在废水处理中的应用。
随着工业化的进程和城市化的发展，各种废水的产生量越来越大，如何有效地处理废水成为了一个紧迫的问题。
膜分离技术在废水处理中也有广泛的应用，可以对工业废水、生活污水等进行处理，将废水中的有害物质和污染物通过膜分离技术实现有效分离和去除，达到环保和资源化利用的目的。
第三个实例是在海水淡化中的应用。
由于我国南北水资源分布不均，南方地区缺水问题日益突出，而海水淡化技术能够将海水转化为可供人类直接使用的淡水资源，成为解决南方地区缺水问题的重要手段。
膜分离技术在海水淡化中也有着广泛的应用，能够对海水中的盐分、微生物、有机物等进行有效的分离和去除，产生出符合国家饮用水标准的淡水资源，为南方地区的水资源保障提供了有力保障。
综上所述，膜分离技术在我国水处理领域的应用实例十分广泛，涉及到饮用水处理、废水处理、海水淡化等多个方面，具有重要的经济、社会和环境保护意义。
液膜分离技术介绍及其应用
常见的乳状液膜可看成是“水/油/水：(W1/O/W2)或
“油/水/油”型(O1/W/O2)的双重乳状液高分散体系。
液膜的传递机理
可分为单纯迁移、反萃相化学反应促进迁移以及膜相 载体输送
①单纯迁移
又称物理渗透，根据料
液中各种溶质在膜相中
的溶解度(分配系数)和 扩散系数的不同进行萃 取分离。
传递机理
②反萃相化学反应促进迁移
传递机理
③ 膜相载体输送
在膜相中加入 Carrier ， 它能选择性地与外相中的待 分离物质结合后透过膜相并
将它送入内水相。
二.乳状液膜分离过程
乳状液膜分离的典型工艺主要由液膜制备、混合分
离、沉降澄清和破乳等过程组成
• 乳化液膜的操作模式图
具体过程介绍
1. 乳状液膜的制备 通常采用搅拌、超声 波或其他机械分散等方式,使含有膜溶剂、 表面活性剂、流动载体以及膜增强剂的膜 相溶液与内相溶液进行混合. 2 .混合分离 使乳状液膜与待分离的料液 充分混合接触,形成W/O/W型或O/W/O型 多重乳状液分离系.
流动载体的研制与选择分离；
设备结构设计及工艺条件的优化； 开发经济实用的破乳技术等。
四.乳状液膜分离技术的应用
液膜分离萃取氨基酸
应用实例
液膜分离萃取抗生素
谢谢各位!
液膜分离技术介绍及其应用汇报Fra bibliotek容分离机理
分离过程
优点缺点 应用实例
液膜分离法, 是一种以液膜为分离介质、以浓度差为推动力的
膜分离操作
液膜 是悬浮在液体中很薄的一
层乳液微粒。它能把两个组成不 同而又互溶的溶液隔开，并通过 渗透现象起到分离的作用。
液膜通常是由溶剂、表面活性剂和添加剂制成
水污染控制技术-膜分离
电渗析、超滤是目前废水处理常用的三种膜分离法。
膜分离
二、电渗析
（一）电渗析原理
海水或咸水中的盐分，能够解离成阳离子和阴离子。因 此，在直流电场作用下，利用只接通过阳离子的阳离子 交换膜和另一种只能通过阴离子的阴离子交换膜，分别 选择性地除去水中的阳离子和阴离子，从而达到分离、 浓缩和谈比的目的。
（二）电渗析装置
（三）反渗透装置
膜分离
1．板框式反渗透装置
这种装置的优点是结构简单，体积比管式的小， 缺点是装卸复杂，单位体积膜表面积小。
2. 管式反渗透装置
这种装置的优点是水利条件好，适当调节水流状 态就能防止膜的污染和堵塞，能够处理含悬浮物的溶 液，安装、清洗、维修都比较方便。它的缺点是：膜 的有效面积小，装置体积大，而且两头需要较多的联 结装置。
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2. 制造食盐
日本采用电渗析法制造食盐，最近将过去的盐田法逐步改为电渗析法。这种方法首先要进行海水的前处理。先 将盐水过滤，调节pH值，制成适合于电渗析的海水。再将它浓缩成盐浓度为18-20％的浓缩液。海水的盐浓度为 3%，用电渗析法可浓缩至6—7倍。将这种浓缩液在真空蒸发罐中加热从而制成固体盐，用这种方法制成的盐相当 纯，据说用于食品加工中味道很好。由于太纯，还要适当加入微量的镁盐。
（五）应用实例
膜分离
1. 反渗透法与离子交换法组合处理电镀含镍废水
采用醋酸纤维素反渗透膜的管式反渗透器及丙烯酸型725强酸性阳离子交换树脂。这种树脂在pH值为4 左右时，对废水中的镍离子的交换可以达到全饱和，有较大的交换容量，适合于吸附电镀废水中的镍离子。 用反渗透法处理电镀废水时，铜、铬、锌等的分离率在95%以上。
污水的物理处理技术 ——膜分离
膜分离
二、电渗析
（一）电渗析原理
海水或咸水中的盐分，能够解离成阳离子和阴离子。因 此，在直流电场作用下，利用只接通过阳离子的阳离子 交换膜和另一种只能通过阴离子的阴离子交换膜，分别 选择性地除去水中的阳离子和阴离子，从而达到分离、 浓缩和谈比的目的。
（二）电渗析装置
（三）反渗透装置
膜分离
1．板框式反渗透装置
这种装置的优点是结构简单，体积比管式的小， 缺点是装卸复杂，单位体积膜表面积小。
2. 管式反渗透装置
这种装置的优点是水利条件好，适当调节水流状 态就能防止膜的污染和堵塞，能够处理含悬浮物的溶 液，安装、清洗、维修都比较方便。它的缺点是：膜 的有效面积小，装置体积大，而且两头需要较多的联 结装置。
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2. 制造食盐
日本采用电渗析法制造食盐，最近将过去的盐田法逐步改为电渗析法。这种方法首先要进行海水的前处理。先 将盐水过滤，调节pH值，制成适合于电渗析的海水。再将它浓缩成盐浓度为18-20％的浓缩液。海水的盐浓度为 3%，用电渗析法可浓缩至6—7倍。将这种浓缩液在真空蒸发罐中加热从而制成固体盐，用这种方法制成的盐相当 纯，据说用于食品加工中味道很好。由于太纯，还要适当加入微量的镁盐。
（五）应用实例
膜分离
1. 反渗透法与离子交换法组合处理电镀含镍废水
采用醋酸纤维素反渗透膜的管式反渗透器及丙烯酸型725强酸性阳离子交换树脂。这种树脂在pH值为4 左右时，对废水中的镍离子的交换可以达到全饱和，有较大的交换容量，适合于吸附电镀废水中的镍离子。 用反渗透法处理电镀废水时，铜、铬、锌等的分离率在95%以上。
污水的物理处理技术 ——膜分离
中草药分离纯化的膜分离技术
中草药分离纯化的膜分离技术
中草药提取液或提取物仍然是混合物，需进一步除去杂质，分离并进行精制。
具体的方法随各种草药的性质不同而异，以后将通过实例加以叙述，此处只作一般原则性的讨论。
下面，就为大家简单介绍一下中草药分离纯化的膜分离技术。
膜分离技术是利用膜孔径大小特征在常温下对溶质和溶剂进行分离达到纯化的目的,膜分离技术在中草药分离纯化中的应用主要有三大功能,即截留大分子杂质、滤除小分子物质和脱水浓缩。
膜分离技术用于中草药有效成分的分离纯化过程,与传统工艺相比,具有显著的优势：
可连续生产,分离效率高,有效成分保留率高;
膜分离过程没有相变,具有节能、高效特点,且无二次污染;
操作过程一般比较简单,经济性好;
可在常温下连续操作,特别适用于热敏性物质的处理。
德兰梅勒利用膜分离技术为生物制药、食品饮料、发酵行业、农产品深加工、植物提取、石油石化、环保水处理、空气除尘、化工等行业提供分离、纯化、浓缩的综合解决方案，满足不同客户的高度差异化需求。
帮助客户进行生产工艺的上下游技术整合与创新，帮助企业节省投资、降低运行费用、减少单位消耗、提供产品质量、清洁生产环境，助力企业产业升级。
常用的膜分离方法
常用的膜分离方法
常用的膜分离方法包括以下六种：
1. 微滤（Microfiltration，简称MF）：微滤是一种以机械筛网为基础的膜分离技术，其孔径大小为0.1-10微米。
微滤适用于去除悬浮物、细菌、真菌、酵母等微生物，同时也可以用于分离和浓缩溶液中的大分子物质。
2. 超滤（Ultrafiltration，简称UF）：超滤是一种以半透膜为基础的膜分离技术，其孔径大小为0.001-0.01微米。
超滤适用于分离和浓缩溶液中的小分子物质，如水、氨基酸、葡萄糖等。
3. 纳滤（Nanofiltration，简称NF）：纳滤是一种以半透膜为基础的膜分离技术，其孔径大小为0.001-0.01微米。
纳滤适用于分离和浓缩溶液中的小分子物质，如水、氨基酸、葡萄糖等。
4. 反渗透（Reverse Osmosis，简称RO）：反渗透是一种以高压为推动力的膜分离技术，其孔径大小为0.0001-0.001微米。
反渗透适用于分离和浓缩溶液中的小分子物质，如水、氨基酸、葡萄糖等。
5. 正渗透（Forward Osmosis，简称FO）：正渗透是一种以渗透压差为推动力的膜分离技术，其半透膜具有高渗透性能。
正渗透适用于分离和浓缩溶液中的小分子物质，如水、
氨基酸、葡萄糖等。
6. 膜渗析（Permeation）：膜渗析是一种以半透膜为基础的膜分离技术，其孔径大小为0.0001-0.001微米。
膜渗析适用于分离和浓缩溶液中的小分子物质，如水、氨基酸、葡萄糖等。
膜分离技术-概述和基本原理
推动力
膜过程 应用实例
对称
反渗透
海水淡化
压力差 电位差
超 滤 超纯水/白蛋白浓缩
微滤
前处理/终端过滤
*
纳滤
医药/啤酒
*
气体分离
气体/蒸汽分离
*
电渗析
海水淡化/废水
*
浓度差
渗析
人工肾
浓度差
控制释放
医用/农药
*
浓度差（分压差） 渗透蒸发
无水乙醇
*
浓度差＋化学反应 液膜
金属分离/废水
*
膜形态
非对称
* * * * *
过滤方法
Sugars 蔗糖
RO
反渗透
Colloidal silica 胶体硅
Albumin protein 白蛋白
Microfiltration Ultrafiltration 超滤 微滤
NF 纳滤
Pollens 花粉 Milled flour 面粉
Particle filtration 一般过滤
1.4 分离膜种类
流速。 温度 通常升温提高流速。
C其他
操作温度 化学耐受性 膜的吸附性能 膜的无菌措施 保存
膜技术的应用
1) 细胞培养基的除菌； 2) 发 酵 液 或 培 养 液 中 细 胞 的 收 集
和除去； 3)细胞破碎后碎片的除去； 4) 目 标 产 物 部 分 纯 化 后 的 浓 缩 或
滤除小分子溶质； 5)最终产品的浓缩和洗滤除盐； 6)蛋白质的回收、浓缩和纯化 7) 制 备 用 于 调 制 生 物 产 品 和 清 洗
70年代初，卡斯勒（Cussler）又研制成功含流动载体的 液膜，使液膜分离技术具有更高的选择性。
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材料科学与化学工程学院
膜分离应用实例
渗透汽化VS渗透蒸发
2015-2-16
膜分离
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材料科学与化学工程学院 渗透汽化基本原理及特点
• 是一种以混合物中组分渗透压差为推动力，依靠各组分在膜中的溶解与 扩散速率差异来实现混合物分离的新型膜分离技术过程。 • 具有致密皮层的渗透汽化膜将料液和渗透物分离为两股独立的物流，料 液侧 ( 膜上游侧或膜前侧 ) 一般维持常压，渗透物侧 ( 膜下游侧或膜后 侧 ) 则通过抽真空或载气吹扫的方式维持较低的组分分压。在膜两侧组 分分压差 ( 化学位梯度 ) 的推动下，料液中各组分扩散通过膜，并在膜 后侧汽化为渗透物蒸汽。由于料液中各组分的物理化学性质不同，它们 在膜中的热力学性质 ( 溶解度 ) 和动力学性质 ( 扩散速度 ) 存在差异， 因而料液中各组分渗透通过膜的速度不同，易渗透组分在渗透物蒸汽中 的份额增加，难渗透组分在料液中的浓度则得以提高。 • 渗透汽化膜分离过程主要是利用料液中各组分和膜之间化学物理作用的 不同来实现分离的。渗透汽化过程中组分有相变发生，相变所需的潜热 由原料的显热来提供。
材料科学与化学工程学院
渗透汽化膜组件
各种装填面积的板框式膜组件，分别应用于不同 规模的工程中
2015-2-16
膜分离
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材料科学与化学工程学院
成 套 设 备
2015-2-16 膜分离
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材料科学与化学工程学院
工艺流程 • 渗透汽化工艺流程如下图所示。 • 含水的料液经过预热器、加热器加热到一定温度后 进入液相室，膜对料液中的水分子有选择通过性， 水分子溶解吸附于膜表面，在两侧蒸汽分压差的作 用下优先扩散通过，膜器出口得到无水的产品。 • 通过高分子膜渗透到下侧的组分，由于其蒸汽分压 小于其饱和蒸汽压而在膜表面汽化，随后进入冷凝 系统，蒸汽冷凝下来即得渗透产物，可回收处理。 2015-2-16 膜分离
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材料科学与化学工程学院
PP微孔膜电子显微镜照片
2015-2-16
膜分离
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材料科学与化学工程学院 12吨小时液体脱气装置 （用于锅炉水脱氧） 8吨小时富氧水冲氧装置
2015-2-16
膜分离
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材料科学与化学工程学院
膜分离应用实例
膜技术在工业污水处理中的应用
2015-2-16
2015-2-16
膜分离
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材料科学与化学工程学院
海水淡化技术
• • • • 热法海水淡化与工程 膜法海水淡化与工程 海水淡化技术在循环经济中的应用 该所近年来承担了多项国家和地方科研项目，在低温压汽蒸 馏海水淡化、低温多效蒸馏海水淡化、反渗透海水淡化、农 村苦咸水膜法淡化等领域取得多项成果。 • 该所承担了多项海水淡化及相关工程的设计和建设，其中承 担设计的山东黄岛电厂3000 吨/日海水淡化工程是我国目前 建成的首座低温多效蒸馏海水淡化工程，承担设计、施工的 山东鲁南化肥厂氯化铵废水处理工程是我国首座连续运行的 氯化铵零排放工程。
2015-2-16
膜分离
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材料科学与化学工程学院
60吨/日低温压汽蒸馏海水淡化装置
大连长海县1500吨/日反渗透海水淡化
2015-2-16
膜分离
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材料科学与化学工程学院
集装箱式海水淡化试验装置
黄岛电厂3000吨/日低温多效蒸馏海水淡化装置
2015-2-16
膜分离
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材料科学与化学工程学院
2015-2-16
膜分离
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材料科学与化学工程学院
2015-2-16
膜分离
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材料科学与化学工程学院
天津经济技术开发区污水厂中水回用项目
2015-2-16
膜分离
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中空纤维膜技术及应用
• 该所膜技术学科领域，主要研究方向为中空纤 维膜技术及应用研究与开发。 • 从90年代初至今，一直从事超滤膜和微滤膜、 组件及装置研发、制造及应用，在干湿法聚砜 中空纤维超滤膜、熔纺拉伸法聚烯烃中空纤维 微孔膜技术研发、成果转化及产业化推广过程 中，取得了显著的成绩，获得了较好的经济效 益和社会效益，技术水平和膜产品市场占有率 均处于国内领先行列。 2015-2-16 膜分离
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材料科学与化学工程学院
• 在世界各地，市政污水处理厂作为供水来源的污水处理日益 增多，根据再生水协会的一项统计，仅在美国，这些污水处 理厂处理的污水就以每年15%的速度增长。 • 由于工厂内部水处理再生的分散特性，在这些地方很难统计 水处理量，但是根据设备供应商的估计，世界污水处理正以 每年15%～20%的速度增长。 • 不同工厂的水处理方式各不相同，即使是生产相同产品的工 厂，其污水处理也可能不一样。尽管水处理方式不同，但其 基本原理都是相同的，即把有用的化合物分离出来再利用， 同时把对环境有害的物质分离出来，使之不对环境造成危害， 然后再把这些污水进一步处理，使之达到规定的排放要求。 • 污水处理方法包括机械过滤与分离、化学生物技术处理、澄 清法、浮选法以及蒸发法等。
2015-2-16
膜分离
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材料科学与化学工程学院
• 如果进行水处理时还需同时对产品和其他资源进行回收利 用，那么使用膜技术进行水处理就具有很大的优势。在水 资源不太缺乏的情况下，产品的回收利用就成为一个很重 要的因素。 • Enviro-Chemie公司已经将Envopur处理单元应用到一系列 不同的工业生产中，包括纺织工业、印染工业、普通化合 物的生产、玻璃及陶瓷生产中。 • 通常将膜技术与其他的一些物理化学工艺相结合来进行废 水处理，如离子交换、吸收和沉淀等。 • 作为墨西哥最大的石油精炼厂之一，Pemex公司为其 Minatitl废水回收装置选择安装了Zenon 公司的ZeeWeed 超滤膜系统，这套水处理技术系统可以为冷却塔和精炼过 程提供高质量的用水。
2015-2-16
膜分离
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膜分离应用实例
膜技术应用进展
2015-2-16
膜分离
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材料科学与化学工程学院
• 大多数工厂现在都配备了基本的水处理设施，但是要达到水 再生的目的，就要涉及到更加先进的水处理工艺，如增加微 滤(MF)或超滤膜(UF)，在水处理的最后阶段可根据不同的需 要增加纳滤(NF)或是反渗透(RO)装置。 • 对于需要更高纯度水的公司来说，例如在进行制药和半导体 的生产操作时，需要增加离子交换或电去离子装置。 • 平均起来，根据不同分子的类型，反渗透可以去除90%～98% 溶解在水中的固体，而离子交换或电去离子装置可以更大程 度地去除溶解在水中的固体，达到2ppm甚至更低的浓度。
2015-2-16
膜分离
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材料科学与化学工程学院
• Aquious计划通过一些新的工程项目来巩固自己在膜分 离脱盐领域的重要地位，这些工程中包括为中东地区 提供饮用及工业用水的项目。 • 除了这些公司以外，还有下面这些都为日益增长的市 场提供了自己的解决方案。 –SUEZ公司下属的Hager - Elsser公司， –Linde公司下属的 Linde-KCA-Dresden公司， –Veolia Environment公司, –Gromtmij公司, –DHV Water公司 –Membrana公司
2015-2-16
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进行深色废水处理的纳滤工厂。
2015-2-16
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材料科学与化学工程学院
Christ 公司的Liproline系统可用于生物制品生产工艺中产 生的废水的净化，并且可实现全自动的间歇性或持续性处理。
2015-2-16
膜分离
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• 水在工业生产中是不可或缺的，因此是否能够根据不同的工 业生产需要，提供满足相应需求的工业用水，成为决定投资 的一个重要因素。 • 水资源的合理应用是全球持续发展以及经济稳步增长的基础。 由于生产工艺效率和产品质量标准的不断提高，相应的水处 理技术也要进行优化和革新。生产工艺与水处理技术的整合， 对工艺过程来说是一个巨大的挑战。 • 在全球范围内，随着人口的增长和工业需求的不断增加，淡 水的供应日益短缺，而且费用也日益昂贵。同时，化工厂还 面临着这样的处境，就是对污水的排放要求越来越高。因此， 新型水处理技术的作用变得非常关键。
2015-2-16
膜分离
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材料科学与化学工程学院
应用范围
• 渗透汽化技术用于液体混合物的分离，其突出的优点是能够以低的 能耗实现蒸馏、萃取、吸附等传统的方法难于完成的分离任务。 • 它特别适于蒸馏法难于分离或不能分离的近沸点、恒沸点混合物以及 同分异构体的分离；对有机溶剂及混合溶剂中微量水的脱除及废水中 少量有机污染物的分离具有明显的技术上和经济上的优势；还可以同 生物及化学反应耦合，将反应生成物不断脱除，使反应转化率明显提 高。 • 渗透汽化技术在石油化工、医药、食品、环保等工业领域中具有广阔 的应用前景及市场，被专家们称之为二十一世纪最有前途的高技术之 一。
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2015-2-16
膜分离
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膜分离应用实例
国家海洋局 天津海水淡化与综合利用研究所
2015-2-16
膜分离
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• 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所1984年 经国务院批准成立，是目前我国唯一专门从事海水 资源开发利用发展战略、公用基础和产业化关键技 术研究的国家级公益类非营利研究机构。 • 其主要研究领域为：海水（苦咸水）淡化、海水直 接利用、海洋环境工程、海水化学资源综合利用、 膜技术与水处理、海洋防腐等，具有国家专项工程 设计甲级证书，全面实施ISO-9001质量体系管理。
膜分离应用实例
渗透汽化VS渗透蒸发
2015-2-16
膜分离
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材料科学与化学工程学院 渗透汽化基本原理及特点
• 是一种以混合物中组分渗透压差为推动力，依靠各组分在膜中的溶解与 扩散速率差异来实现混合物分离的新型膜分离技术过程。 • 具有致密皮层的渗透汽化膜将料液和渗透物分离为两股独立的物流，料 液侧 ( 膜上游侧或膜前侧 ) 一般维持常压，渗透物侧 ( 膜下游侧或膜后 侧 ) 则通过抽真空或载气吹扫的方式维持较低的组分分压。在膜两侧组 分分压差 ( 化学位梯度 ) 的推动下，料液中各组分扩散通过膜，并在膜 后侧汽化为渗透物蒸汽。由于料液中各组分的物理化学性质不同，它们 在膜中的热力学性质 ( 溶解度 ) 和动力学性质 ( 扩散速度 ) 存在差异， 因而料液中各组分渗透通过膜的速度不同，易渗透组分在渗透物蒸汽中 的份额增加，难渗透组分在料液中的浓度则得以提高。 • 渗透汽化膜分离过程主要是利用料液中各组分和膜之间化学物理作用的 不同来实现分离的。渗透汽化过程中组分有相变发生，相变所需的潜热 由原料的显热来提供。
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渗透汽化膜组件
各种装填面积的板框式膜组件，分别应用于不同 规模的工程中
2015-2-16
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成 套 设 备
2015-2-16 膜分离
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工艺流程 • 渗透汽化工艺流程如下图所示。 • 含水的料液经过预热器、加热器加热到一定温度后 进入液相室，膜对料液中的水分子有选择通过性， 水分子溶解吸附于膜表面，在两侧蒸汽分压差的作 用下优先扩散通过，膜器出口得到无水的产品。 • 通过高分子膜渗透到下侧的组分，由于其蒸汽分压 小于其饱和蒸汽压而在膜表面汽化，随后进入冷凝 系统，蒸汽冷凝下来即得渗透产物，可回收处理。 2015-2-16 膜分离
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PP微孔膜电子显微镜照片
2015-2-16
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材料科学与化学工程学院 12吨小时液体脱气装置 （用于锅炉水脱氧） 8吨小时富氧水冲氧装置
2015-2-16
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膜分离应用实例
膜技术在工业污水处理中的应用
2015-2-16
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海水淡化技术
• • • • 热法海水淡化与工程 膜法海水淡化与工程 海水淡化技术在循环经济中的应用 该所近年来承担了多项国家和地方科研项目，在低温压汽蒸 馏海水淡化、低温多效蒸馏海水淡化、反渗透海水淡化、农 村苦咸水膜法淡化等领域取得多项成果。 • 该所承担了多项海水淡化及相关工程的设计和建设，其中承 担设计的山东黄岛电厂3000 吨/日海水淡化工程是我国目前 建成的首座低温多效蒸馏海水淡化工程，承担设计、施工的 山东鲁南化肥厂氯化铵废水处理工程是我国首座连续运行的 氯化铵零排放工程。
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60吨/日低温压汽蒸馏海水淡化装置
大连长海县1500吨/日反渗透海水淡化
2015-2-16
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集装箱式海水淡化试验装置
黄岛电厂3000吨/日低温多效蒸馏海水淡化装置
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天津经济技术开发区污水厂中水回用项目
2015-2-16
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中空纤维膜技术及应用
• 该所膜技术学科领域，主要研究方向为中空纤 维膜技术及应用研究与开发。 • 从90年代初至今，一直从事超滤膜和微滤膜、 组件及装置研发、制造及应用，在干湿法聚砜 中空纤维超滤膜、熔纺拉伸法聚烯烃中空纤维 微孔膜技术研发、成果转化及产业化推广过程 中，取得了显著的成绩，获得了较好的经济效 益和社会效益，技术水平和膜产品市场占有率 均处于国内领先行列。 2015-2-16 膜分离
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• 在世界各地，市政污水处理厂作为供水来源的污水处理日益 增多，根据再生水协会的一项统计，仅在美国，这些污水处 理厂处理的污水就以每年15%的速度增长。 • 由于工厂内部水处理再生的分散特性，在这些地方很难统计 水处理量，但是根据设备供应商的估计，世界污水处理正以 每年15%～20%的速度增长。 • 不同工厂的水处理方式各不相同，即使是生产相同产品的工 厂，其污水处理也可能不一样。尽管水处理方式不同，但其 基本原理都是相同的，即把有用的化合物分离出来再利用， 同时把对环境有害的物质分离出来，使之不对环境造成危害， 然后再把这些污水进一步处理，使之达到规定的排放要求。 • 污水处理方法包括机械过滤与分离、化学生物技术处理、澄 清法、浮选法以及蒸发法等。
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• 如果进行水处理时还需同时对产品和其他资源进行回收利 用，那么使用膜技术进行水处理就具有很大的优势。在水 资源不太缺乏的情况下，产品的回收利用就成为一个很重 要的因素。 • Enviro-Chemie公司已经将Envopur处理单元应用到一系列 不同的工业生产中，包括纺织工业、印染工业、普通化合 物的生产、玻璃及陶瓷生产中。 • 通常将膜技术与其他的一些物理化学工艺相结合来进行废 水处理，如离子交换、吸收和沉淀等。 • 作为墨西哥最大的石油精炼厂之一，Pemex公司为其 Minatitl废水回收装置选择安装了Zenon 公司的ZeeWeed 超滤膜系统，这套水处理技术系统可以为冷却塔和精炼过 程提供高质量的用水。
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膜分离应用实例
膜技术应用进展
2015-2-16
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• 大多数工厂现在都配备了基本的水处理设施，但是要达到水 再生的目的，就要涉及到更加先进的水处理工艺，如增加微 滤(MF)或超滤膜(UF)，在水处理的最后阶段可根据不同的需 要增加纳滤(NF)或是反渗透(RO)装置。 • 对于需要更高纯度水的公司来说，例如在进行制药和半导体 的生产操作时，需要增加离子交换或电去离子装置。 • 平均起来，根据不同分子的类型，反渗透可以去除90%～98% 溶解在水中的固体，而离子交换或电去离子装置可以更大程 度地去除溶解在水中的固体，达到2ppm甚至更低的浓度。
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• Aquious计划通过一些新的工程项目来巩固自己在膜分 离脱盐领域的重要地位，这些工程中包括为中东地区 提供饮用及工业用水的项目。 • 除了这些公司以外，还有下面这些都为日益增长的市 场提供了自己的解决方案。 –SUEZ公司下属的Hager - Elsser公司， –Linde公司下属的 Linde-KCA-Dresden公司， –Veolia Environment公司, –Gromtmij公司, –DHV Water公司 –Membrana公司
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进行深色废水处理的纳滤工厂。
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Christ 公司的Liproline系统可用于生物制品生产工艺中产 生的废水的净化，并且可实现全自动的间歇性或持续性处理。
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• 水在工业生产中是不可或缺的，因此是否能够根据不同的工 业生产需要，提供满足相应需求的工业用水，成为决定投资 的一个重要因素。 • 水资源的合理应用是全球持续发展以及经济稳步增长的基础。 由于生产工艺效率和产品质量标准的不断提高，相应的水处 理技术也要进行优化和革新。生产工艺与水处理技术的整合， 对工艺过程来说是一个巨大的挑战。 • 在全球范围内，随着人口的增长和工业需求的不断增加，淡 水的供应日益短缺，而且费用也日益昂贵。同时，化工厂还 面临着这样的处境，就是对污水的排放要求越来越高。因此， 新型水处理技术的作用变得非常关键。
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• 渗透汽化技术用于液体混合物的分离，其突出的优点是能够以低的 能耗实现蒸馏、萃取、吸附等传统的方法难于完成的分离任务。 • 它特别适于蒸馏法难于分离或不能分离的近沸点、恒沸点混合物以及 同分异构体的分离；对有机溶剂及混合溶剂中微量水的脱除及废水中 少量有机污染物的分离具有明显的技术上和经济上的优势；还可以同 生物及化学反应耦合，将反应生成物不断脱除，使反应转化率明显提 高。 • 渗透汽化技术在石油化工、医药、食品、环保等工业领域中具有广阔 的应用前景及市场，被专家们称之为二十一世纪最有前途的高技术之 一。
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• 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所1984年 经国务院批准成立，是目前我国唯一专门从事海水 资源开发利用发展战略、公用基础和产业化关键技 术研究的国家级公益类非营利研究机构。 • 其主要研究领域为：海水（苦咸水）淡化、海水直 接利用、海洋环境工程、海水化学资源综合利用、 膜技术与水处理、海洋防腐等，具有国家专项工程 设计甲级证书，全面实施ISO-9001质量体系管理。