膜组件种类及应用
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。
各类膜组件的性能比较及影响因素分析
各类膜组件的性能比较及影响因素分析膜组件是膜分离技术的核心部分，广泛应用于水处理、气体分离、电池等领域。
在不同应用中，不同类型的膜组件拥有独特的性能和功能。
本文将对各类膜组件的性能进行比较，并分析影响其性能的因素。
首先，我们来介绍一些常见的膜组件类型。
常见的膜组件包括反渗透（RO）膜、超滤（UF）膜、纳滤（NF）膜和微滤（MF）膜。
RO膜主要用于水处理领域，能够有效去除溶解性离子、大分子有机物和微生物。
UF膜用于从水中去除大分子有机物、胶体颗粒和浑浊物质。
NF膜的孔径介于RO膜和UF膜之间，用于除去溶解性离子、胶体和有机物。
MF膜的孔径最大，用于去除悬浮物、微生物和大颗粒。
各类膜组件的性能比较涉及到多个方面的考虑。
首先是截留率，即膜组件对目标物质的分离效率。
RO膜在水处理中具有很高的截留率，能够有效去除大部分离子和有机物。
UF和NF膜的截留率相对较低，但对大分子有机物的去除效果较好。
而MF膜主要用于去除悬浮物和微生物，截留率较低。
其次是通量，指的是单位时间内通过膜的物质量。
RO膜具有较低的通量，主要受限于膜孔径和分子尺寸。
UF、NF和MF膜的通量相对较高，可用于大量产水。
通量的提高可以通过增加工作压力、调整进料浓度和温度来实现。
膜选择还需考虑膜的稳定性和耐久性。
RO膜对氧化剂和酸碱性环境较为敏感，需要防止膜的破损和污垢堵塞。
而UF、NF和MF膜在使用过程中相对稳定，适用于较复杂的水质环境。
此外，膜的材料也会影响性能。
常见的膜材料有聚酯、聚醚、聚氨酯、聚丙烯等。
不同材料的膜具有不同的热稳定性、化学稳定性和机械强度。
选择适合应用环境的材料能够提高膜的性能和寿命。
在实际应用中，膜组件的性能受到多种因素的影响。
首先是进料水的水质。
水中的溶解物、悬浮物和微生物会影响膜的通量和寿命。
因此，在使用膜组件前，通常需要对进料水进行预处理，如过滤、调整酸碱度和添加抗菌剂。
其次是操作条件的影响。
膜组件的工作压力、温度和流速都会对性能产生影响。
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。
光学膜主要用途和构成要素
光学膜主要用途和构成要素光学膜是一种应用广泛的薄膜材料，其主要用途是用于光学器件和光学元件中，可以用来改变光的传播性质和增强光学器件的性能。
光学膜的构成要素包括薄膜材料、薄膜的厚度和层次结构等。
光学膜的主要用途包括以下几个方面：1. 抗反射膜：光学膜可以用来制作抗反射膜，抗反射膜可以减少光的反射，提高光的透射率和透射亮度，常用于光学镜片、眼镜等领域。
2. 镀膜镜片：光学膜可以用于制造光学镜片，可以根据具体的应用要求，选择不同的材料和镀膜工艺，制作出具有特定光学性能的镜片，常用于显微镜、望远镜、摄像机等光学设备。
3. 光学滤波器：光学膜可以用来制作光学滤波器，可以选择不同的材料和工艺，制作出具有特定波长特性的滤波器，常用于激光器、光谱仪等光学系统。
4. 光学薄膜：光学膜可以制作成不同的结构和形状，可以根据具体的应用需求，采用不同的层次结构和薄膜材料，制作成具有特定光学性能的光学器件或光学元件。
光学膜的构成要素包括以下几个方面：1. 薄膜材料：光学膜的性能取决于薄膜材料的选择，常见的光学膜材料包括二氧化硅、二氧化钛、氟化镁、氟化镁镓等，不同的材料具有不同的光学特性和机械性能，可以根据具体的应用需求进行选择。
2. 薄膜的厚度：光学膜的厚度对光学性能有重要影响，可以通过控制薄膜的厚度，调节光学膜的折射率、透射率和反射率等光学性能。
3. 层次结构：光学膜可以采用单层、多层或复合结构，通过设计不同的层次结构，可以实现对光学性能的调节和优化，常见的光学膜结构包括单层膜、多层膜、增透膜等。
总的来说，光学膜在光学领域有着广泛的应用，其主要用途包括抗反射膜、镀膜镜片、光学滤波器、光学薄膜等，其构成要素包括薄膜材料、薄膜的厚度和层次结构等。
随着光学技术的不断发展和进步，光学膜将在更多领域发挥重要作用，并且不断得到改进和完善。
平板MBR膜组件的应用介绍
平板MBR膜组件的应用介绍
2020.07.27
平板MBR膜组件的应用介绍
平板MBR膜生物反应器是将膜组件放在生物反应器后端，通过泵的抽吸过滤将膜出水过滤出来，由于膜浸没在反应器中，因此也称为浸没式膜生物反应器。
MBR膜生物反应器中常用的膜组件有平板膜和中空纤维超滤膜，主要靠空气和水流对膜清洗，防止膜污染，同时这两种膜都可以做成一体式设备，相对于分置式来说，一体式具有能耗低、运行费用低、工艺操作简单等特点。
MBR膜组件可以在以下几方面应用：
城市污水处理
可用于城市污水处理厂的原有工艺改造和扩容。
有些建设很久的污水处理厂采用的工艺为生物法，会出现出水水质不达标，运行不稳定的问题，可以改建成活性污泥-膜分离技术工艺，将膜组件置于二沉池中，处理规模会因此增加，同时剩余污泥量减少。
中水回用系统
主要将建筑生活污水经过MBR膜组件处理后，可以直接进行回用，例如用于冲厕、冲洗地面、洗车等使用，实现水资源的再生利用。
高浓度生活污水处理
主要指的是粪便污水的处理，常规的处理工艺需要先将污水稀释，MBR膜组件可以不稀释直接处理该污水，并且出水水质可以达到预期的效果，
其他废水处理
MBR膜组件同样也可以处理有机废水，例如蛋白质加工废水、油脂废水等。
MBR膜系统具有出水水质好、占地面积小、运行管理方便等特点，在污水处理方面有着其他设备不能相比的优势。
各种薄膜的区别和应用
| PC、PET、PMMA、PI、PP等膜片材特性及应用一、PC薄膜1. 特性一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色或微黄色热塑性工程塑料，具有优良的物理机械性能，尤其是耐冲击性优异，拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高、蠕变性小、尺寸稳定；具有良好的耐热性和耐低温性，在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能、尺寸稳定性、电性能和阻燃性。
使用温度：-30～120℃，厚度：0.07～1.0mm，表面效果：光面、沙面、拉丝面2. 适用范围：艾柯特胶带阻燃PC薄膜广泛用于电子元器件、电器外壳、开关面板、接线盒及充电器外壳、汽车仪器仪表及有阻燃要求的面板印刷等。
印刷级磨砂PC薄膜适用于特种印刷、头盔、标牌、铭板、防护罩等。
防刮花PC薄膜应用于手机、MP3、MP4、DVD、背光源等电子产品的视窗镜片。
二、PET薄膜1. 特性PET膜又名耐高温聚酯薄膜。
具有优异的物理性能、化学性能及尺寸稳定性、透明性、可回收性。
机械性能优良，其强韧性是所有热塑性塑料中最好的，抗张强度和抗冲击强度比一般薄膜高得多，且挺力好，尺寸稳定，还具有优良的耐热、耐寒性和良好的耐化学药品性和耐油性。
使用温度：-60～120℃，厚度：0.125mm-0.35mm，表面效果：光面、沙面、拉丝面2. 适用范围：艾柯特胶带PET薄膜分为：PET热收缩膜、PET抗静电膜、PET高光亮膜、PET反光膜、化学涂布膜等，其中化学涂布膜主要是为了提高PET薄膜的表面性能，用丙烯酸乳液涂布可提高PET的印刷适性，用聚氨酯水溶液涂布能加强镀铝层与PET基膜的结合力；PET高光亮膜因其优异的机械性能和光学性能主要应用于高档真空镀铝产品和激光防伪基膜；PET反光膜因其优良的光学性能以及耐老化、热稳定好等特点，主要应用于反光广告牌、交通反光标识和工业安全标志等。
三、PMMA薄膜1. 特性PMMA膜又名聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，无毒环保，具有良好的化学稳定性和耐候性。
良好的综合力学性能，在通用塑料中居前列，而且PMMA树脂在破碎时不易产生尖锐的碎片。
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。
第二章 第四节膜组件
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A cross-flow hollow fiber module used to obtain better flow distribution and reduce concentration polarization (the Tyobo Hollosep reverse osmosis module). Feed enters through the perforated central pipe and flows towards the module shell
2013-7-9
32
板框式膜组件特点
构造比较简单，且可单独更换膜片；
可作为试验机，将各种膜样品同时安装在一起进 行性能检测；
流道的断面积可适当增大，压降较小，线速度可 达1~5m/s，且不易被纤维屑等异物堵塞； 为促进膜组件内的湍流效果，不少厂家将原液导 流板的表面设计成各式凹凸或波纹结构或在膜面 配置筛网等物。
39
Horizontal DDS plate-and-frame ultrafiltration system. Courtesy of Alfa Laval Nakskov A/S, Naksvov, Denmark
2013-7-9
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四. 膜组件形式之四——螺旋卷式
螺旋卷式(简称卷式)膜组件的结构是由中间为多孔 支撑材料，两边是膜的“双层结构”装配组成的。 其中三个边沿被密封而粘结成膜袋状，另一个开 放的边沿与一根多孔中心产品水(液)收集管连接， 在膜袋外部的原水侧再垫一层网眼型间隔材料 （隔网），也就是把膜~多孔支撑体~膜~原水侧隔 网依次叠合，绕中心集水管紧密地卷在一起，形 成一个膜元件，再装进圆柱型压力容器里，构成 一个螺旋卷式膜组件。
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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
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 各种膜构型的特点对比 卷式膜设备
•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。
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
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
纳滤废水处理
废水达标排放
COD:100-200 色度:10-20
二级蒸发浓缩 50-70Brix
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 •2、耐受高温下的过滤及浓缩
• 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。
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Fra bibliotek➢ 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
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
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。
➢ 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
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
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!
谢谢观看！ 2020
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
生物曝气池
沉淀池
处理水
水
传统式活性污
泥法
原
污水
•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
膜构型➢ 中各空纤种维膜构平板型的卷特式点对比管式
性质
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