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。
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。
光学零件薄膜的分类方法
光学零件薄膜的分类方法光学零件薄膜是光学器件中重要的组成部分，广泛应用于光学仪器、光电子器件、光通信等领域。
根据其性质和功能的不同，光学零件薄膜可以分为多种类型，下面将从不同的角度对光学零件薄膜进行分类。
一、按照光学性质分类1. 反射膜：反射膜是将光线反射的薄膜，常用于镜片、反射镜等光学器件中。
其主要作用是将光线反射到特定的方向，具有高反射率和低散射率的特点。
2. 透射膜：透射膜是将光线透过的薄膜，常用于滤光器、透镜、光学滤光器等器件中。
透射膜可以根据需要实现特定波长的透射或滤波功能，具有高透射率和低反射率的特点。
3. 偏振膜：偏振膜是具有选择性透射或反射特定偏振方向光线的薄膜，常用于偏振片、偏振镜等器件中。
偏振膜可以将自然光中的非偏振光转化为偏振光，或者将特定偏振方向的光线滤除，具有良好的偏振效果。
二、按照薄膜材料分类1. 金属膜：金属膜是利用金属材料制备的薄膜，常用的金属包括铝、银、镀金等。
金属膜具有良好的导电性和反射性能，广泛应用于反射镜、反射板等光学器件中。
2. 介质膜：介质膜是利用非金属材料制备的薄膜，常用的材料包括二氧化硅、氮化硅、氧化铝等。
介质膜具有良好的光学性能和机械性能，广泛应用于滤光器、透镜、偏振片等光学器件中。
三、按照功能分类1. 抗反射膜：抗反射膜是通过在薄膜表面形成一层或多层特殊结构来减少反射，提高透射率的薄膜。
抗反射膜广泛应用于光学镜片、太阳能电池板等器件中，可以减少光的损失，提高光能利用效率。
2. 增透膜：增透膜是通过在薄膜表面形成一层或多层特殊结构来增加透射，提高透射率的薄膜。
增透膜广泛应用于透镜、显示屏等器件中，可以增强透射光的亮度和清晰度。
3. 分光膜：分光膜是将入射光按照不同波长进行分离的薄膜，常用于光谱仪、分光计等光学仪器中。
分光膜可以根据需要将入射光分为不同的波长，实现光谱分析和光学测量。
四、按照制备方法分类1. 蒸发膜：蒸发膜是利用蒸发技术将材料蒸发沉积在基底上形成的薄膜。
膜分离绪论之二-膜组件
(1)、板框式(Plate-and-Frame)膜组件
➢板框式是最早使用的一种膜组件。其设计类似于常规
的板框过滤装置, 膜被放置在可垫有滤纸的多孔的支撑
膜
板上,两块多孔的支撑板叠压在一起形成的料液流道空
组 件
间,组成一个膜单元,单元与单元之间可并联或串联连接。 不同的板框式设计的主要差别在于料液流道的结构上。 Nhomakorabea件
简
➢螺旋卷式膜组件已实现机械化生产，大大提高了卷筒
介
质量。螺旋卷式膜组件结构紧凑，单位体积内膜面积可
达200～800m2/m3，相对成本较低，但膜清洗比较困难。
膜 组 件
简 介
(4)、中空纤维(Hollow Fiber)膜组件
➢中空纤维膜组件的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。中空纤维膜组件也分
管式膜组件有外压式和内压式两种。
其设计类似于常规的板框过滤装置, 膜被放置在可垫有滤纸的多孔的支撑板上,两块多孔的支撑板叠压在一起形成的料液流道空间,组成
膜 一个膜单元,单元与单元之间可并联或串联连接。
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。 膜、料液通道网、以及多孔的膜支撑体等通过适当的方式被组合在一起,然后将其装人能承受压力的外壳中制成膜组件。
简 介
(3)、螺旋卷式(Spiral Wound)膜组件
➢目前,螺旋卷式膜组件被广泛地应用于多种膜分离过程。
膜、料液通道网、以及多孔的膜支撑体等通过适当的方
膜
式被组合在一起,然后将其装人能承受压力的外壳中制
组
成膜组件。通过改变料液和过滤液流动通道的形式,这 类膜组件的内部结构也可被设计成多种不同的形式。
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。
膜组件种类及应用
各种膜构型的特点对比
膜构型 性质 流道尺寸 (mm) 填装密度 0.6~1.1 高 0.5~1.0 中等 中空纤维 平板 卷式 聚合物 0.86~1.5 12.7~25. 2 4 中等 低 管式 陶瓷 2~19 低
膜污染
运行能耗 膜通量 设备价格 膜清洗 更换方式
高
低 一般 低
中等
中等 很好 高
中等
荷，能够稳定获得优质的出水水质
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
膜组件清洗池 好氧池改造成MBR池
沉淀池
新增风机
一段好氧 配水池 沉淀池 沉淀池 二段好氧 出水缓冲池
排放
RO浓水
碳滤+反渗透组
RO产水回用
Thank You!
S.L.
水
原 水
膜
外循环式膜分离 活性污泥法
污水 浸没式膜分离活 性污泥法 膜
处理水
气 泡
支持材 平板膜
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
钠滤 葡萄糖≤1% 低聚糖25
反渗透 葡萄糖25%
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。
2第二章分离膜与膜分离组件
第二章分离膜与膜分离组件第一节分离膜的种类一、高分子膜目前，市场销售的分离膜主要以高分子膜为主，它几乎涵盖了所有的膜过程，得到了广泛的应用，主要品种如下。
1．醋酸纤维素膜2．聚砜类膜3．聚丙烯腈膜4．聚酰胺类膜5．其它类聚合物膜（1）聚偏氟乙烯超滤膜该膜可以高压消毒，耐一般的溶剂，耐游离氯性强于聚砜超滤膜，广泛地用于超滤和微滤过程。
但该膜是疏水性的，经膜表面改性后可改善其亲水性，如Millipore公司的Durapore 膜。
（2）再生纤维素膜该膜的亲水性较强，对蛋白的吸附性较弱，耐溶剂性好，使用温度可达到75℃，如美国Amicon公司的YM系列超滤膜。
二、无机膜常用的无机分离膜为陶瓷膜、玻璃膜、金属膜（含碳）和沸石膜等。
第二节分离膜的制备高分子膜的制备方法有很多种，如热压成型法、相转化法、浸涂法、辐照法、表面化学改性法、等离子聚合法、拉伸成孔法、核径迹法、动力形成法等等。
无机分离膜的制备方法亦有多种，如烧结法、溶胶－凝胶法、分相法、压延法、化学沉淀法等等。
其中最主要的是溶胶－凝胶法一、均质对称膜的制备（一）致密均质膜致密膜一般指结构紧密的膜，其孔径在1.5nm以下，膜中的高分子以分子状态排列。
致密均质膜广泛用于表征膜材料的性质。
常用的制备方法是溶液浇注法，其制备过程为：将膜材料用适当的溶剂溶解，制成均匀的铸膜液，将铸膜液倾倒在铸膜板上，用特制刮刀使之铺展成具有一定厚度的均匀薄层，然后移置特定环境中让溶剂完全挥发，最后形成均匀薄膜。
（二）微孔均质膜1．拉伸法制微孔滤膜该方法主要用于聚烯烃类材料。
拉伸法制膜一般要经过二步。
首先将温度已达其熔点附近的高分子经过挤压、并在迅速冷却下制成高度定向的结晶膜，然后将该膜沿机械力方向再拉伸几倍，这一次拉伸破坏了它的结晶结构，并产生裂缝状的孔隙。
这种方法一般称为Celgard法。
Gore－Tex®型膜采用的是另一种采用拉伸成孔法，由聚四氟乙烯制备的微孔分离膜。