膜处理技术课件
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给水新技术-膜处理
给水新技术—膜处理随着饮用水水源污染的不断加剧和饮用水水质标准的提高，给水厂常规处理工艺（混凝/沉淀/过滤/消毒）在以微污染水源作为处理原水时，很难保证出厂水水质达标。
为保证出厂水水质，目前给水厂多采用增加预处理工艺或深度处理工艺以及强化常规处理工艺的方法，预处理主要包括生物预处理、粉末活性炭预吸附以及化学预氧化，而深度处理主要有臭氧-活性炭吸附过滤和膜滤等。
常规处理工艺的主要去除指标是浊度和细菌，其他水质指标包括色度、嗅味、氨氮、铁、锰以及天然有机物和氯消毒副产物前驱物等仅靠常规处理工艺，它们的去除效果都不是很理想。
生物预处理对氨氮和部分有机物有很显著的去除效果，但是其对总的有机物去除率并不高。
化学预氧化按氧化剂不同，分为氯预氧化、臭氧预氧化以及高锰酸钾预氧化等，预氧化在氧化掉一些大分子有机物的同时，也会氧化一些低价的金属离子。
预氧化适应于轻微污染水源水，对于水源污染稍重的水源，受制于投加量（预氧化剂投加量不宜过大，否则会有副产物生成），预氧化效果不大。
投加粉末活性炭对于原水的色度、嗅味有很好的去除作用，另外其对部分小分子有机物还有吸附去除作用，但是由于粉末活性炭在水处理工序中的停留时间受水厂各自情况的限制，并且其对氨氮、金属离子以及大分子有机物去除效果不好，所以粉末活性炭单独使用情况不多。
臭氧-生物活性炭技术作为一种深度处理工艺，由于臭氧氧化、活性炭吸附以及生物降解作用，其对各种有机物、色度以及嗅味有很好的去除效果，但是生产运行过程中，活性炭滤池存在微生物泄漏的风险，另外，如果原水中溴离子浓度高，臭氧化过程中会有溴酸盐生成，造成水质进一步下降。
膜技术是20世纪60年代发展起来的水处理关键技术之一，作为新兴的给水深度处理工艺，其有以下基本性能：①它是一种物理过滤作用，不需要加注药剂；②它是一种绝对的过滤作用；③它不产生副产品；④它运行的驱动力是压力，容易实现自动控制，且其弥补了臭氧-生物活性炭技术的缺点，不存在微生物泄漏的问题。
MBR课件
膜污染：不可逆污染 可逆污染
理化学作用；因浓差极化使溶质 由于浓差极化及其导致的凝胶层 吸附、沉积在膜表面或膜孔内 的形成。
浓差极化：当溶剂向膜面流动，溶质向膜面流动的速度与浓 度梯度使溶质向本体溶液扩散的速度达到动态平衡的现象。
4.膜组件 按一定的技术要求，由膜组成的分离元件。 五种形式：板框式、螺旋卷式、圆管式、毛细管式、中 平板膜 管式膜 空纤维式
在污水处理中的研究和应用
膜生物反应器的基本概念及其发展
膜技术基础 膜生物反应器技术 膜生物反应器的现状与发展
两相之间的一个具有选择透过性的薄层屏障 膜可以在离子或分子范围内进行分离 1.膜的定义 膜分离是在某种推动力作用下进行的物理过程 以膜的孔径和截留分子量区别膜的分离过程
2.膜的分类
依据膜孔径：微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜 依据材料：无机膜、有机膜 依据材质：均质、非均质 依据带电性：荷电的、电中性的 依据传递过程：主动运输、被动传递
MBR对磷的去除特性 对于MBR工艺来说，一般具有很长的泥龄，从这个意义上 讲不利于磷的去除。多数MBR工艺还是采用投加絮凝剂的 化学法。 Pedro A.C等利用生物膜-膜反应器，在高有机物负荷条 件下，取得比较理性的除磷效果。
MBR对细菌和病毒的去除特性 几乎所有的MBR工艺都取得了对致病菌和病毒的有效去 除，出水中肠道病毒、总大肠杆菌、粪链球菌、粪大肠 杆菌和大肠埃悉氏杆菌等都低于检测限，甚至达到检不 出的水平。从清洁角度讲，MBR工艺堪称消毒工艺中的一 项“绿色技术”。
所需水力停留时间（HRT）短，容积负荷高 抗冲击负荷能力强
MBR中膜对有机物去除的强化机理 机理1：膜孔的筛滤作用 机理2：膜孔和膜表面的吸附作用 机理3：沉积层的筛滤/吸附作用
理化学作用；因浓差极化使溶质 由于浓差极化及其导致的凝胶层 吸附、沉积在膜表面或膜孔内 的形成。
浓差极化：当溶剂向膜面流动，溶质向膜面流动的速度与浓 度梯度使溶质向本体溶液扩散的速度达到动态平衡的现象。
4.膜组件 按一定的技术要求，由膜组成的分离元件。 五种形式：板框式、螺旋卷式、圆管式、毛细管式、中 平板膜 管式膜 空纤维式
在污水处理中的研究和应用
膜生物反应器的基本概念及其发展
膜技术基础 膜生物反应器技术 膜生物反应器的现状与发展
两相之间的一个具有选择透过性的薄层屏障 膜可以在离子或分子范围内进行分离 1.膜的定义 膜分离是在某种推动力作用下进行的物理过程 以膜的孔径和截留分子量区别膜的分离过程
2.膜的分类
依据膜孔径：微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜 依据材料：无机膜、有机膜 依据材质：均质、非均质 依据带电性：荷电的、电中性的 依据传递过程：主动运输、被动传递
MBR对磷的去除特性 对于MBR工艺来说，一般具有很长的泥龄，从这个意义上 讲不利于磷的去除。多数MBR工艺还是采用投加絮凝剂的 化学法。 Pedro A.C等利用生物膜-膜反应器，在高有机物负荷条 件下，取得比较理性的除磷效果。
MBR对细菌和病毒的去除特性 几乎所有的MBR工艺都取得了对致病菌和病毒的有效去 除，出水中肠道病毒、总大肠杆菌、粪链球菌、粪大肠 杆菌和大肠埃悉氏杆菌等都低于检测限，甚至达到检不 出的水平。从清洁角度讲，MBR工艺堪称消毒工艺中的一 项“绿色技术”。
所需水力停留时间（HRT）短，容积负荷高 抗冲击负荷能力强
MBR中膜对有机物去除的强化机理 机理1：膜孔的筛滤作用 机理2：膜孔和膜表面的吸附作用 机理3：沉积层的筛滤/吸附作用
《饮用水膜处理技术》课件
饮用水膜处理技术的发展历程
01
02
03
04
20世纪初
膜分离技术开始应用于饮用水 处理领域。
20世纪60年代
反渗透技术的出现和应用，推 动了膜分离技术在饮用水处理
领域的发展。
20世纪80年代
超滤和微滤技术的出现和应用 ，进一步扩大了膜分离技术在 饮用水处理领域的应用范围。
21世纪初
随着膜材料和制备技术的不断 发展，膜分离技术在饮用水处 理领域的应用越来越广泛。
总结词
大型水库采用膜处理技术，确保供水水质和安全性。
详细描述
某大型水库利用膜处理技术进行饮用水处理，包括反渗透和超滤等工艺，有效去除了水中的杂质、重金属和有害 物质，保证了供水水质的安全和可靠性。该技术的应用还提高了水资源的利用效率，为周边地区提供了稳定可靠 的饮用水源。
05
饮用水膜处理技术的优势与挑战
饮用水膜处理技术的优势
高效分离性能
节能环保
膜技术能够实现高效分离，去除水中的悬 浮物、胶体、细菌、病毒等杂质，提供高 纯度的饮用水。
膜处理技术通常在常温下操作，不需加热 ，能耗较低。同时，膜技术可以减少化学 药剂的使用，降低对环境的影响。
易于自动化
应用范围广
膜处理技术可以实现自动化操作，减少人 工干预，提高生产效率。
根据处理要求和水质特点，选择适宜的膜组件，如超滤膜、纳滤 膜或反渗透膜。
确定膜组件排列方式
根据处理规模和要求，确定膜组件的排列方式，如并联、串联、错 流等。
安装与调试
按照设计要求正确安装膜组件，并进行系统调试，确保正常运行。
产水收集与后处理
产水收集
通过管道、泵站等设施，将膜组 件产出的净水收集起来。
膜处理技术
提高水质：膜处理技术可以提高水质降低对环境的影响
节能减排：降低能源消耗减少污染物排放 资源回收：实现水资源的循环利用减少对环境的影响 经济效益：降低生产成本提高经济效益 环境友好：减少对环境的污染保护生态环境
应用领域：废水处理、海水 淡化、气体分离等
研发方向：提高膜材料的性 能和稳定性
技术挑战：降低成本、提高 生产效率、解决环境问题
应用：主要用于 水处理、食品加 工、医药等领域
特点：操作简单、 成本低、效率高
局限性：不能去 除小分子物质如 盐、有机物等
纳滤技术是一种介于超滤和反渗透之间的膜分离技术
纳滤膜的孔径在1-10纳米之间可以截留分子量在200-1000道尔顿之间的物质
纳滤技术广泛应用于水处理、食品加工、制药等领域 纳滤技术具有操作压力低、能耗低、膜污染程度低等优点
膜技术在新能源领域的应用：如太阳能电池、燃料电池等 膜技术在环境治理领域的应用：如废水处理、废气处理等 膜技术在资源回收领域的应用：如海水淡化、盐碱地改造等 膜技术在生物医药领域的应用：如药物分离、生物反应器等
汇报人：
医疗废水处理：用 于医疗废水处理保 护环境和人类健康
降低生产成本：减少废水处理 费用降低能源消耗
提高产品质量：提高产品纯度 降低杂质含量
增加产品附加值：提高产品市 场竞争力增加企业利润
减少环境污染：减少废水排放 降低环境污染风险
减少废水排放：膜处理技术可以有效减少废水排放降低对环境的污染
节约水资源：膜处理技术可以回收利用废水节约水资源降低对环境的影响 减少化学物质排放：膜处理技术可以减少化学物质排放降低对环境的污染技术特Fra bibliotek：高效、节能、环保
发展趋势：随着全球水资源短缺问题日益严重海水淡化技术将得到更广泛的应用
节能减排：降低能源消耗减少污染物排放 资源回收：实现水资源的循环利用减少对环境的影响 经济效益：降低生产成本提高经济效益 环境友好：减少对环境的污染保护生态环境
应用领域：废水处理、海水 淡化、气体分离等
研发方向：提高膜材料的性 能和稳定性
技术挑战：降低成本、提高 生产效率、解决环境问题
应用：主要用于 水处理、食品加 工、医药等领域
特点：操作简单、 成本低、效率高
局限性：不能去 除小分子物质如 盐、有机物等
纳滤技术是一种介于超滤和反渗透之间的膜分离技术
纳滤膜的孔径在1-10纳米之间可以截留分子量在200-1000道尔顿之间的物质
纳滤技术广泛应用于水处理、食品加工、制药等领域 纳滤技术具有操作压力低、能耗低、膜污染程度低等优点
膜技术在新能源领域的应用：如太阳能电池、燃料电池等 膜技术在环境治理领域的应用：如废水处理、废气处理等 膜技术在资源回收领域的应用：如海水淡化、盐碱地改造等 膜技术在生物医药领域的应用：如药物分离、生物反应器等
汇报人：
医疗废水处理：用 于医疗废水处理保 护环境和人类健康
降低生产成本：减少废水处理 费用降低能源消耗
提高产品质量：提高产品纯度 降低杂质含量
增加产品附加值：提高产品市 场竞争力增加企业利润
减少环境污染：减少废水排放 降低环境污染风险
减少废水排放：膜处理技术可以有效减少废水排放降低对环境的污染
节约水资源：膜处理技术可以回收利用废水节约水资源降低对环境的影响 减少化学物质排放：膜处理技术可以减少化学物质排放降低对环境的污染技术特Fra bibliotek：高效、节能、环保
发展趋势：随着全球水资源短缺问题日益严重海水淡化技术将得到更广泛的应用
饮用水膜处理技术课件
膜分离原理
膜分离原理是指利用具有选择透过性的薄膜材料，在外力推动下对混合物进行分 离、提纯和富集的过程。
在饮用水膜处理中，膜分离原理主要应用于过滤、超滤、纳滤和反渗透等工艺， 以去除水中的悬浮物、细菌、病毒、重金属离子等有害物质，同时保留对人体有 益的矿物质和微量元素。
膜的种类与特性
膜的种类繁多，根据孔径大小 可分为微滤膜、超滤膜、纳滤 膜和反渗透膜等。
03
该技术具有占地面积小、操作简便、处理效果好等优点，尤其适用于 缺水地区和应急供水。
04
然而，饮用水膜处理技术也存在一些不足，如膜污染、高成本、对特 定污染物处理效果不佳等问题，需要进一步改进和完善。
对饮用水膜处理技术的建议与展望
发展前景
加强国际合作与交流，共同推进饮用水 膜处理技术的发展，为全球供水安全作 出贡献。
技术优势
膜处理技术可有效去除水中的细菌、 病毒、重金属等有害物质，提高饮用 水品质。
实际效果
该流域内饮用水质得到显著提升，满 足国家水质标准，保障居民健康。
某山区饮用水处理案例
案例概述
某山区饮用水处理厂采用膜处理技术，确保 山区居民饮用水质安全可靠。
技术优势
膜处理技术可有效应对山区原水波动，确保 水质稳定达标。
技术优势
膜处理技术具有高效、低能耗 、环保等优点，提高饮用水品
质，满足国家水质标准。
实际效果
该处理厂膜处理技术运行稳定 ，水质优良，为该市居民提供
安全可靠的饮用水。
某河流域饮用水处理案例
案例概述
某河流域饮用水处理厂采用膜处理技 术，确保流域内饮用水质安全可靠。
处理流程
原水经过预处理后，通过超滤膜和反 渗透膜等多级处理，去除杂质和有害 物质。
mbr工艺课件PPT
02
采用MBR工艺处理制药废水，保障废水处理效果稳定，同时降
低处理成本。
印染废水处理
03
应用MBR工艺处理印染废水，实现废水的净化、回用和资源化
利用。
水资源回用案例
景观水回用
01
将MBR工艺应用于景观水回用，提高水景效果，同
时实现水资源的循环利用。
雨水收集回用
02 应用MBR工艺处理和回用雨水，减轻城市排水压力
MBR工艺在中水回用领域的应用
MBR工艺在中水回用领域的应用主要包括建筑中水、工业用水和农田灌溉等。它能够将 污水处理后的出水进行深度处理，实现中水的回用，节约水资源。
MBR工艺在工业废水处理领域的应用
MBR工艺在工业废水处理领域的应用主要包括制药、化工、造纸、印染等行业产生的废 水处理。它能够有效地去除废水中的有害物质，实现废水的净化和水资源的再利用。
04
CATALOGUE
mbr工艺运行与维护
运行管理
01
工艺流程
详细描述MBR工艺的各个流程环节，如污水进入、预处理、生物反应
、膜过滤等。
02
操作规程
说明MBR工艺的运行操作规程，包括各个设备的启动、运行和停止操
作。
03
运行参数监控
列出需要监控的工艺参数，如污泥浓度、MLSS、跨膜压差等，并解释
如何通过这些参数来评估MBR工艺的运行状态。
MBR工艺发展现状
目前，MBR工艺的技术已经比较成熟，膜材料的研发和生产已经实现了工业化 。同时，MBR工艺在污水处理和中水回用等领域的应用已经得到了广泛的认可 和推广。
mbr工艺应用领域
MBR工艺在污水处理领域的应用
MBR工艺在污水处理领域的应用主要包括生活污水、工业废水和市政污水的处理。它能 够有效地去除污水中的悬浮物、有机物、氨氮、磷等污染物，同时实现污水的净化和中水 回用。
《膜法处理废水》课件
详细描述
纳滤膜处理技术是一种以压力为驱动 力，利用纳滤膜的选择性分离作用， 将废水中的特定离子、有机定领域应用
详细描述
纳滤膜处理技术主要应用于特定领域 的废水处理，如含重金属离子、有机 物和微生物的废水处理。
纳滤膜处理技术
总结词
高效去除污染物
详细描述
THANKS
感谢观看
在工业废水处理方面，膜法处理技术 可以有效去除重金属离子、油类、有 机物等有害物质。
在海水淡化方面，膜法处理技术是实 现海水淡化的重要手段之一，可以有 效去除海水中的盐分和杂质，生产出 符合饮用水标准的水。
02
CATALOGUE
膜法处理废水的种类
反渗透膜处理技术
总结词
高效分离技术
详细描述
反渗透膜处理技术是一种高效的废水处理方法，利用半透膜，在压力作用下使 水分子和离子透过膜，而大分子和颗粒物被截留，从而达到净化废水的目的。
超滤膜处理技术
总结词
出水质量高
详细描述
超滤膜处理技术能够去除废水中 的大部分悬浮物、胶体和大分子 物质，使出水质量较高，满足国 家排放标准或回收利用标准。
超滤膜处理技术
总结词：维护简便
详细描述：超滤膜处理技术操作简单，维护方便，使用寿命 长，能够降低长期运营成本。
纳滤膜处理技术
总结词
选择性分离
海水淡化案例
总结词
海水淡化是膜法处理废水的重要应用领域之一，可以 有效去除海水中的盐分和其他杂质，提供安全的饮用 水。
详细描述
海水淡化案例包括各种规模的海水淡化厂，如中东地 区的沙特阿拉伯、阿联酋等国家的大型海水淡化厂， 以及一些岛屿和沿海地区的中小型海水淡化设施。在 这些案例中，膜法处理技术可以有效去除海水中的盐 分和其他杂质，提供符合饮用水标准的淡水。同时， 膜法处理技术还可以通过优化工艺、提高产水效率等 方式降低生产成本，实现大规模的海水淡化生产。
纳滤膜处理技术是一种以压力为驱动 力，利用纳滤膜的选择性分离作用， 将废水中的特定离子、有机定领域应用
详细描述
纳滤膜处理技术主要应用于特定领域 的废水处理，如含重金属离子、有机 物和微生物的废水处理。
纳滤膜处理技术
总结词
高效去除污染物
详细描述
THANKS
感谢观看
在工业废水处理方面，膜法处理技术 可以有效去除重金属离子、油类、有 机物等有害物质。
在海水淡化方面，膜法处理技术是实 现海水淡化的重要手段之一，可以有 效去除海水中的盐分和杂质，生产出 符合饮用水标准的水。
02
CATALOGUE
膜法处理废水的种类
反渗透膜处理技术
总结词
高效分离技术
详细描述
反渗透膜处理技术是一种高效的废水处理方法，利用半透膜，在压力作用下使 水分子和离子透过膜，而大分子和颗粒物被截留，从而达到净化废水的目的。
超滤膜处理技术
总结词
出水质量高
详细描述
超滤膜处理技术能够去除废水中 的大部分悬浮物、胶体和大分子 物质，使出水质量较高，满足国 家排放标准或回收利用标准。
超滤膜处理技术
总结词：维护简便
详细描述：超滤膜处理技术操作简单，维护方便，使用寿命 长，能够降低长期运营成本。
纳滤膜处理技术
总结词
选择性分离
海水淡化案例
总结词
海水淡化是膜法处理废水的重要应用领域之一，可以 有效去除海水中的盐分和其他杂质，提供安全的饮用 水。
详细描述
海水淡化案例包括各种规模的海水淡化厂，如中东地 区的沙特阿拉伯、阿联酋等国家的大型海水淡化厂， 以及一些岛屿和沿海地区的中小型海水淡化设施。在 这些案例中，膜法处理技术可以有效去除海水中的盐 分和其他杂质，提供符合饮用水标准的淡水。同时， 膜法处理技术还可以通过优化工艺、提高产水效率等 方式降低生产成本，实现大规模的海水淡化生产。
第四章-膜技术ppt课件
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
3）控制蒸发沉淀
控制蒸发沉淀是将聚合物溶解在一个溶剂 和非溶剂的混合物中（这种混合物作为聚合物 的溶剂）。由于溶剂比非溶剂更容易挥发，所 以蒸发过程中非溶剂和聚合物的含量会越来越 高，最终导致聚合物沉淀并形成带皮层的膜。
①平板式组件； ②管式组件； ③毛细管组件； ④中空纤维组件； ⑤螺旋卷式组件。
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
一、平板式膜组件
平板式膜 组件，又 叫板框式 膜组件， 结构类似 于板框式 压滤机。
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
膜的定义
膜从广义上可以为两相之间的一个不连续区间。 这个区间的三维量度中的一度和其余两度相比 要小很多。膜一般很薄，厚度从几微米、几十 微米至几百微米之间。而长度、厚度则以米计。
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
2）蒸气相沉淀
将由聚合物和溶剂组成的刮涂薄膜置于被 溶剂饱和的非溶剂蒸汽气氛中。由于蒸气相中 溶剂浓度很高，故防止了溶剂从膜中挥发出来。 随着非溶剂渗入到刮涂的薄膜中，膜便逐渐形 成。利用这种方法可以得到无皮层的的多孔膜。 在浸没沉淀法中，有时采用在空气中蒸发的步 骤，如溶剂与水互溶，此时会产生蒸气相沉淀。 用浸没沉淀法制备中空纤维膜时，常采用蒸发 步骤，此时溶剂与蒸汽相非溶剂交换而导致沉 淀。
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膜处理技术
3、应用
1．给水 去除细菌、胶体等物质。家庭用膜式净水器 与反渗透联合制备纯水 2．废水 回收分离有用物：涂料、羊毛脂、染料、纸
浆等 废水深度处理 膜－生物反应器
膜处理技术
超滤设备
膜处理技术
2.3反渗透和纳滤
一、反渗透 二、纳滤
二者均是将低分子量的溶质（无机盐、葡萄 糖等）从溶剂中分离出来。纳滤称低压反渗 透。
π= i R T C
i：范特霍尔系数
C：溶液的浓度。R气体常数。
当在盐水侧施加压力P>π，反渗透。一般压力在几
十公斤。
膜处理技术
渗透与反渗透现象
纯水
咸水
半透膜 （a)渗透
纯水
咸
咸水
半透膜 （c)反渗透
膜处理技术
2、反渗透膜
★性能指标 脱盐率＝（C0－C）/C0×100％，一般高
膜处理技术
选择性吸着-毛细管机理示意
纯 t水
层
膜
2t
膜组件： 板框式、管式（有内压和外压两种）、卷式
（膜表面积大、透水量大、紊流效果好）、 中空纤维式。
膜处理技术
3、应用
1）苦咸水、海水淡化 2）与离子交换联用，制取超纯水 3）处理重金属废水，回收重金属：如处理镀
镍废水，镍回收率可达99％。 4）废水脱盐深度处理 美国加州21世纪水处理回用厂，就是将二级
主要有纤维素、聚酰胺、芳香杂环等，无机 膜材料主要有陶瓷、玻璃和金属等。
膜处理技术
2、膜应具有的特点
1、良好的渗透性 2、高效的选择性 3、一定的化学稳定性和机械强度 4、耐污染使用寿命长 5、易制备加工 6、抗压性
膜处理技术
3、膜组件的性能变化
①膜污染：附着层和孔堵塞 ②劣化：物理性、化学性、生物性。
2、错流过滤
错流操作对减少浓差极化和结垢是必要和可能的，近年 来微滤的错流操作技术发展很快，有代替死端过滤的趋势。
膜处理技术
二、超滤
1、原理 2、超滤过程中的浓差极化 3、应用
膜处理技术
1、原理
与反渗透一样是在压力差下工作，但由于膜孔较大， 无渗透压，可在较低压力下工作。一般几公斤。
分离机理：小孔筛分作用。一般以截留分子量来表 示孔径特征，此外也与物质形状和性质有关。
第 二部分 膜滤技术
概述 超滤 反渗透 电渗析 应用
膜处理技术
2.1概述
一、定义 二、分类与特点
膜处理技术
一、定义
在某种推动力的作用下，利用某种隔膜特定 的透过性能，使溶质或溶剂分离的方法称为 膜分离。
分离溶质时一般叫渗析； 分离溶剂时一般叫渗透。
膜处理技术
1、膜的种类
膜有天然膜和人工合成的。 人工合成的主要为有机膜和无机膜。有机的
达90％以上。 透水率（L/m2.d）
膜种类： 1）醋酸纤维素膜（CA） 2）芳香族聚酰胺膜
膜处理技术
膜处理技术
反渗透机理
尚不十分清楚。 选择性吸附－毛细管流机理：由于膜表面的
亲水性，优先吸附水分子而排斥盐分子，因 此在膜表皮层形成两个水分子（1nm）的纯 水层，施加压力，纯水层的分子不断通过毛 细管流过反渗透膜。控制表皮层的孔径非常 重要，影响脱盐效果和透水性，一般为纯水 层厚度的一倍时，称为膜的临界孔径，可达 到理想的脱盐和透水效果。
膜处理技术
2.2微滤和超滤
一、微滤 二、超滤
膜处理技术
一、微滤
1、原理 2、微滤的操作模型
膜处理技术
1、原理
在压差推动力作用下进行的液相分离过程，属于精 密过滤，但由于膜孔较大，无渗透压，可在较低压 力下工作。一般几公斤。
分离机理：小孔筛分作用。在一定的压力差作用下， 原料液中水和小的溶质粒子从高压侧透过膜到低压 侧，产生透过液，而被膜截流的大粒子组分使剩余 滤液中的浓度增大成为浓缩液。
生物处理出水，经一定的预处理后经反渗透 处理后回灌地下水。
膜处理技术
二、纳滤
1、分离原理 2、纳滤膜 3、应用
膜处理技术
1、分离原理
纳滤与反渗透的分离原理是相同的，其 差别在于分离溶质的大小，纳滤所需的压力 则介于反渗透和超滤之间，其膜孔径在纳米 级范围内。
膜处理技术
2、纳滤膜
分离范围：截留分子量1000－的物质，如细菌、蛋 白质、颜料、油类等
膜组件形式与反渗透类似。但既有有机膜，也有无 机膜。
膜处理技术
2、超滤过程中的浓差极化
在膜分离过程中，大分子
溶质被膜所截留并不断累
Cm
积在膜表面上，使溶质在
膜面处的浓度Cm高于主体 Cb
溶液中的浓度Cb，从而形
m
成浓度差Cm-Cb，并促使
膜处理技术
一、反渗透
1、渗透压和反渗透原理 2、反渗透膜 3、应用
膜处理技术
1、渗透压和反渗透原理
渗透压：
当用一张半透膜将纯水和盐水分开，纯水会透过半 透膜向盐水扩散，使盐水侧溶液水面升高，直到动 态平衡。渗透的推动力就是渗透压，这是正渗透。
任何溶液都存在渗透压π，只是一般没表现出来。
溶质的反向扩散。这种现
象称为浓差极化。
膜处理技术
Jw
K
ln
Cm Cb
Jw：水通量 K：传质系数 ＝D/m 当Cm增加到Cg时，膜面大分子物质生成凝胶层。 一旦凝胶层形成，透水量并不因压力的增加而
增加。
Jw
P Rm Rg
Rm:膜阻力； Rg：凝胶层阻力
膜处理技术
减缓浓差极化现象的措施： （1）提高料液流速，增加膜面的紊动程度； （2）对膜面不断清洗； （3）控制料液浓度
分离范围：截留分子量超过500000的更大的分子。
膜处理技术
2、微滤的操作模型
1、死端过滤
也称无流动过滤，其操作简便易行，适用于实验室等小 规模场合，对于固体含量低于0.1％的料液通常采用这种形 式；固体含量在0.1％－0.5％的料液通则需进行预处理；而 对于固体含量超过0.5％的料液通常采用错流过滤过程。
膜处理技术
二、分类与特点
根据推动力的不同，膜分离有下列几种： 浓度差：扩散渗析 电位差：电渗析 压力差：反渗透 （压力差1.0~10.0MPa）
纳滤（压力差0.5~2.5MPa） 超滤（压力差0.1~0.5MPa） 微滤（压力差0.01~0.2MPa）
膜处理技术
膜分离的特点： 可在一般温度下操作，没有相变； 浓缩分离同时进行； 不需投加其他物质，不改变分离物质的性质； 适应性强，运行稳定。
3、应用
1．给水 去除细菌、胶体等物质。家庭用膜式净水器 与反渗透联合制备纯水 2．废水 回收分离有用物：涂料、羊毛脂、染料、纸
浆等 废水深度处理 膜－生物反应器
膜处理技术
超滤设备
膜处理技术
2.3反渗透和纳滤
一、反渗透 二、纳滤
二者均是将低分子量的溶质（无机盐、葡萄 糖等）从溶剂中分离出来。纳滤称低压反渗 透。
π= i R T C
i：范特霍尔系数
C：溶液的浓度。R气体常数。
当在盐水侧施加压力P>π，反渗透。一般压力在几
十公斤。
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渗透与反渗透现象
纯水
咸水
半透膜 （a)渗透
纯水
咸
咸水
半透膜 （c)反渗透
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2、反渗透膜
★性能指标 脱盐率＝（C0－C）/C0×100％，一般高
膜处理技术
选择性吸着-毛细管机理示意
纯 t水
层
膜
2t
膜组件： 板框式、管式（有内压和外压两种）、卷式
（膜表面积大、透水量大、紊流效果好）、 中空纤维式。
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3、应用
1）苦咸水、海水淡化 2）与离子交换联用，制取超纯水 3）处理重金属废水，回收重金属：如处理镀
镍废水，镍回收率可达99％。 4）废水脱盐深度处理 美国加州21世纪水处理回用厂，就是将二级
主要有纤维素、聚酰胺、芳香杂环等，无机 膜材料主要有陶瓷、玻璃和金属等。
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2、膜应具有的特点
1、良好的渗透性 2、高效的选择性 3、一定的化学稳定性和机械强度 4、耐污染使用寿命长 5、易制备加工 6、抗压性
膜处理技术
3、膜组件的性能变化
①膜污染：附着层和孔堵塞 ②劣化：物理性、化学性、生物性。
2、错流过滤
错流操作对减少浓差极化和结垢是必要和可能的，近年 来微滤的错流操作技术发展很快，有代替死端过滤的趋势。
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二、超滤
1、原理 2、超滤过程中的浓差极化 3、应用
膜处理技术
1、原理
与反渗透一样是在压力差下工作，但由于膜孔较大， 无渗透压，可在较低压力下工作。一般几公斤。
分离机理：小孔筛分作用。一般以截留分子量来表 示孔径特征，此外也与物质形状和性质有关。
第 二部分 膜滤技术
概述 超滤 反渗透 电渗析 应用
膜处理技术
2.1概述
一、定义 二、分类与特点
膜处理技术
一、定义
在某种推动力的作用下，利用某种隔膜特定 的透过性能，使溶质或溶剂分离的方法称为 膜分离。
分离溶质时一般叫渗析； 分离溶剂时一般叫渗透。
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1、膜的种类
膜有天然膜和人工合成的。 人工合成的主要为有机膜和无机膜。有机的
达90％以上。 透水率（L/m2.d）
膜种类： 1）醋酸纤维素膜（CA） 2）芳香族聚酰胺膜
膜处理技术
膜处理技术
反渗透机理
尚不十分清楚。 选择性吸附－毛细管流机理：由于膜表面的
亲水性，优先吸附水分子而排斥盐分子，因 此在膜表皮层形成两个水分子（1nm）的纯 水层，施加压力，纯水层的分子不断通过毛 细管流过反渗透膜。控制表皮层的孔径非常 重要，影响脱盐效果和透水性，一般为纯水 层厚度的一倍时，称为膜的临界孔径，可达 到理想的脱盐和透水效果。
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2.2微滤和超滤
一、微滤 二、超滤
膜处理技术
一、微滤
1、原理 2、微滤的操作模型
膜处理技术
1、原理
在压差推动力作用下进行的液相分离过程，属于精 密过滤，但由于膜孔较大，无渗透压，可在较低压 力下工作。一般几公斤。
分离机理：小孔筛分作用。在一定的压力差作用下， 原料液中水和小的溶质粒子从高压侧透过膜到低压 侧，产生透过液，而被膜截流的大粒子组分使剩余 滤液中的浓度增大成为浓缩液。
生物处理出水，经一定的预处理后经反渗透 处理后回灌地下水。
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二、纳滤
1、分离原理 2、纳滤膜 3、应用
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1、分离原理
纳滤与反渗透的分离原理是相同的，其 差别在于分离溶质的大小，纳滤所需的压力 则介于反渗透和超滤之间，其膜孔径在纳米 级范围内。
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2、纳滤膜
分离范围：截留分子量1000－的物质，如细菌、蛋 白质、颜料、油类等
膜组件形式与反渗透类似。但既有有机膜，也有无 机膜。
膜处理技术
2、超滤过程中的浓差极化
在膜分离过程中，大分子
溶质被膜所截留并不断累
Cm
积在膜表面上，使溶质在
膜面处的浓度Cm高于主体 Cb
溶液中的浓度Cb，从而形
m
成浓度差Cm-Cb，并促使
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一、反渗透
1、渗透压和反渗透原理 2、反渗透膜 3、应用
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1、渗透压和反渗透原理
渗透压：
当用一张半透膜将纯水和盐水分开，纯水会透过半 透膜向盐水扩散，使盐水侧溶液水面升高，直到动 态平衡。渗透的推动力就是渗透压，这是正渗透。
任何溶液都存在渗透压π，只是一般没表现出来。
溶质的反向扩散。这种现
象称为浓差极化。
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Jw
K
ln
Cm Cb
Jw：水通量 K：传质系数 ＝D/m 当Cm增加到Cg时，膜面大分子物质生成凝胶层。 一旦凝胶层形成，透水量并不因压力的增加而
增加。
Jw
P Rm Rg
Rm:膜阻力； Rg：凝胶层阻力
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减缓浓差极化现象的措施： （1）提高料液流速，增加膜面的紊动程度； （2）对膜面不断清洗； （3）控制料液浓度
分离范围：截留分子量超过500000的更大的分子。
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2、微滤的操作模型
1、死端过滤
也称无流动过滤，其操作简便易行，适用于实验室等小 规模场合，对于固体含量低于0.1％的料液通常采用这种形 式；固体含量在0.1％－0.5％的料液通则需进行预处理；而 对于固体含量超过0.5％的料液通常采用错流过滤过程。
膜处理技术
二、分类与特点
根据推动力的不同，膜分离有下列几种： 浓度差：扩散渗析 电位差：电渗析 压力差：反渗透 （压力差1.0~10.0MPa）
纳滤（压力差0.5~2.5MPa） 超滤（压力差0.1~0.5MPa） 微滤（压力差0.01~0.2MPa）
膜处理技术
膜分离的特点： 可在一般温度下操作，没有相变； 浓缩分离同时进行； 不需投加其他物质，不改变分离物质的性质； 适应性强，运行稳定。