膜分離技術在水處理中的應用及發(fā)展現(xiàn)狀與展望

1、膜分離技術在水處理的應用及發(fā)展膜分離技術在水處理的應用及發(fā)展現(xiàn)狀與展望現(xiàn)狀與展望主講人：胡淇凇主講人：胡淇凇 曹曹 禺禺 生工生工1001班班2021-12-152一 膜的簡介及原理三 膜技術的發(fā)展現(xiàn)狀及展望二 膜在水處理中的應用分類2021-12-153一、膜的簡介及原理1、什么是膜分離v膜分離（MembraneSeparation）是以選擇性透過膜為分離介質，在膜兩側一定推動力的作用下，使原料中的某組分選擇性地透過膜，從而使混合物得以分離，以達到提純、濃縮等目的的分離過程。2021-12-1542、膜分離的推動力v（1）借助外界能量，物質發(fā)生由低位到高位的流動；v（2）借助本身的化學位差，

2、物質發(fā)生由高位到低位的流動。2021-12-1553、膜分離方法（1）壓力推動v反滲透、納濾、超濾、微濾均為壓力推動的膜過程，即在壓力的作用下，溶劑及小分子通過膜，而鹽、大分子、微粒等被截留，其截留程度取決于膜結構。2021-12-1562021-12-157v反滲透膜幾乎無孔，可以截留大多數(shù)溶質（包括離子）而使溶劑通過，操作壓力較高，一般為210MPa；v納濾膜孔徑為25nm，能截留部分離子及有機物，操作壓力為0.73MPa；v超濾膜孔徑為220nm，能截留小膠體粒子、大分子物質，操作壓力為0.11MPa；v微濾膜孔徑為0.0510m，能截留膠體顆粒、微生物及懸浮粒子，操作壓力為0.050.

3、5MPa。2021-12-1582021-12-159二、膜材料及分類 1、常用膜材料v有機高聚物膜：纖維素類、聚砜類、聚酰胺類、聚酯類、含氟高聚物、聚烯烴等v無幾分離膜：陶瓷膜、玻璃膜、金屬膜和分子篩炭膜等 2021-12-15102、膜的種類v（1）對稱膜：又稱為均質膜，是一種均勻的薄膜，膜兩側截面的結構及形態(tài)完全相同。包括致密的無孔膜和對稱的多孔膜兩種。傳質阻力由膜的總厚度決定，降低膜的厚度可以提高透過速率。 2021-12-1511v（2）非對稱膜：橫斷面具有不對稱結構。包括一體化非對稱膜和復合膜兩類。分離效能主要或完全由很薄的皮層決定，傳質阻力小，其透過速率較對稱膜高得多。 2021

4、-12-1512三、膜分離的特點v（1）膜分離是一個高效分離過程，可以實現(xiàn)高純度的分離；v（2）大多數(shù)膜分離過程不發(fā)生相變化，因此能耗較低；v（3）膜分離通常在常溫下進行，特別適合處理熱敏性物料；v（4）膜分離設備本身沒有運動的部件，可靠性高，操作、維護都十分方便；v（5）處理能力和規(guī)模選擇性強；v（6）體積小，占地少。 2021-12-1513膜分離裝置一、膜分離系統(tǒng)組成1、膜分離系統(tǒng)的構成v膜器件、泵、過濾器、閥、儀表、管路等2、常用膜器件的類型v板框式、圓管式、螺旋卷式、中空纖維式、毛細管式2021-12-15142021-12-1515膜的用途v濃縮：目的產物以低濃度形式存在，因此需要

5、除去溶劑；（截留物為產物）v純化：除去雜質；v分離：將混合物分成兩種或多種目的產物；v反應促進：把化學反應或生化反應的產物連續(xù)取出，能提高反應速率或提高產品質量。2021-12-1516膜的應用膜海水淡化海水淡化工業(yè)廢水處理工業(yè)廢水處理城市廢水資源化城市廢水資源化天然氣天然氣生物質利用生物質利用能源能源水資源水資源傳統(tǒng)工業(yè)傳統(tǒng)工業(yè)生態(tài)環(huán)境除塵除塵COCO2 2 控制控制制制 藥藥食食 品品化工與石化化工與石化電電 子子冶冶 金金燃料電池燃料電池潔凈燃燒潔凈燃燒2021-12-1517膜技術的工業(yè)應用工業(yè)領域工業(yè)領域應用舉例應用舉例金屬工藝金屬工藝金屬回收；污染控制；富氧燃燒金屬回收；污染控制；

6、富氧燃燒 紡織及制革工業(yè)紡織及制革工業(yè)余熱回收；藥劑回收；污染控制余熱回收；藥劑回收；污染控制造紙工業(yè)造紙工業(yè)代替蒸餾；污染控制；纖維及藥劑回收代替蒸餾；污染控制；纖維及藥劑回收食品及生化工業(yè)食品及生化工業(yè)凈化；濃縮；消毒；代替蒸餾；副產品回收凈化；濃縮；消毒；代替蒸餾；副產品回收化學工業(yè)化學工業(yè)有機物除去或回收；污染控制；氣體分離；藥劑回收和再利有機物除去或回收；污染控制；氣體分離；藥劑回收和再利用用醫(yī)藥及保健醫(yī)藥及保健人造器官；控制釋放；血液分離；消毒；水凈化人造器官；控制釋放；血液分離；消毒；水凈化水處理水處理海水、苦咸水淡化；超純水制備；電廠鍋爐用水凈化；廢水海水、苦咸水淡化；超純水制

7、備；電廠鍋爐用水凈化；廢水處理處理國防工業(yè)國防工業(yè)艦艇淡水供應；戰(zhàn)地醫(yī)院污水凈化；低放射性水處理；野戰(zhàn)艦艇淡水供應；戰(zhàn)地醫(yī)院污水凈化；低放射性水處理；野戰(zhàn)供水供水2021-12-1518l城市污水l工業(yè)廢水l飲用水l海水淡化l苦咸水脫鹽膜技術在水處理中的應用分類膜技術在水處理中的應用分類2021-12-1519v城市污水具有量大、集中、水質較為穩(wěn)定的特點，是一種潛在的水資源。v城市污水深度處理通常以污水處理廠的二級或三級排放液為水源，用反滲透（RO）對它進行最后的脫鹽，脫COD、BOD以及微量有機物和重金屬離子的脫除，出水水質可達到飲用水標準。 城市污水處理2021-12-1520在工業(yè)廢水中

8、的應用在工業(yè)廢水中的應用在含油廢水處理中的應用在含油廢水處理中的應用v油田回注水、金屬表面切削液、冷軋乳化液、冷軋乳化液、清洗液廢水等 在化工及石化廢水處理中的應用在化工及石化廢水處理中的應用 v主要用于回收化工廢水中的貴重金屬及其氧化物等。在其它工業(yè)廢水處理中的應用在其它工業(yè)廢水處理中的應用 v造紙工業(yè)的黑水和白水處理、紡織廢水中PVA回收等。2021-12-1521在飲用水中的應用在飲用水中的應用v水的凈化與純化是從水中去除懸浮物、細菌、病毒、無機物、農藥、有機物和溶解氣體等，在這方面，膜分離技術發(fā)揮了其獨特的作用。膜分離中的微濾、超濾和納濾所組成的水處理方法，對去除水中的微米級的顆粒優(yōu)于

9、常規(guī)水處理技術中的過濾能力，而且還具有去除過濾所不具備的納米級微粒的能力，可有效去除水中的懸浮物、細菌、病毒、無機物、農藥、有機物和溶解氣體等雜質。 2021-12-15222021-12-1523海水淡化預處理系統(tǒng)海水氯氣FeClSO4陽離子聚電介質攪拌槽絮凝槽重力過濾器活性炭過濾器氯氣0.5m筒式過濾器阻垢劑 加酸（H2SO4）去膜組件海水淡化預處理系統(tǒng)0.5m筒式過濾器去膜組件深進水加酸阻垢劑軟化水處理中的預處理2021-12-1524苦咸水脫鹽脫鹽裝置的共同單元：n供給水吸入系統(tǒng)n預處理系統(tǒng)n反滲透膜n產品水后處理n動力回收系統(tǒng)水源供水泵預處理系統(tǒng)高壓泵反滲透膜單元后處理系統(tǒng)分配汽提、

10、消毒能量回收系統(tǒng)濃液排放典型脫鹽系統(tǒng)單元可降低能耗2540沖擊式水輪泵反轉泵2021-12-1525膜分離技術發(fā)展現(xiàn)狀n醫(yī)療、醫(yī)藥領域醫(yī)療、醫(yī)藥領域n生物工程領域生物工程領域n食品工業(yè)領域食品工業(yè)領域n環(huán)境工程領域環(huán)境工程領域n氣體膜分離方面氣體膜分離方面2021-12-1526存在的問題：v1、在操作中膜面會發(fā)生污染，使膜性能降低，故有必要采用與工藝相適應的膜面清洗方法;v2、從目前獲得的膜性能來看，其耐藥性、耐熱性、耐溶劑能力都是有限的，故使用范圍受限;v3、單獨采用膜分離技術效果有限，因此往往都將膜分離工藝與其他分離工藝組合起來使用。2021-12-1527膜分離技術的展望v應致力于開拓將以上的膜分離技術應致力于開拓將以上的膜分離技術用于更廣用于更廣闊的應用領域闊的應用領域。v我國膜技術種類甚少，當前膜多為化學制劑，我國