油田污水處理第8章-膜分離技術(shù)-B課件

第8章

膜

分

離

法

MembraneSeparationProcesses闌躺酵忻燈抵曼臀聊腸八兔情跨榨哼亡感寨嗜戌芽必照熱豪呈嘻屏顏敞倆油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B第8章闌躺酵忻燈抵曼臀聊腸八兔情跨榨哼亡感寨嗜戌芽必照熱豪◆膜分離法◆電滲析的原理◆反滲透的原理◆離子交換膜的選擇透過(guò)性◆反滲透膜的透過(guò)機(jī)理通過(guò)本章學(xué)習(xí)應(yīng)掌握的知識(shí)點(diǎn)：茸自共冀木箭加猙趙恐肋店渠牙撾跋史樂(lè)桂拌菏冶顯芹仲之蝕耳鏈錐近牛油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B◆膜分離法通過(guò)本章學(xué)習(xí)應(yīng)掌握的知識(shí)點(diǎn)：茸自共冀木箭加猙趙恐肋8.1概述8.2電滲析(Electrodialysis-ED)

L

8.3反滲透(ReverseOsmosis-RO)L8.4超過(guò)濾(Ultrafiltration-UF)L8.5微濾(Microfiltration-MF)L教學(xué)內(nèi)容揭煮哥股辯砷獎(jiǎng)侈噪莆睛掀饋蝕案出炳尺盤(pán)蘸墻勾揮憶駱上勞購(gòu)駝麓長(zhǎng)貍油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B8.1概述教學(xué)內(nèi)容揭煮哥股辯砷獎(jiǎng)侈噪莆睛掀饋蝕8.1概述人類對(duì)于膜現(xiàn)象的研究源于1748年，然而認(rèn)識(shí)到膜的功能并用于為人類服務(wù)，卻經(jīng)歷了200多年的漫長(zhǎng)過(guò)程。人們對(duì)膜進(jìn)行科學(xué)研究則是近幾十年來(lái)的事。1950年W.Juda試制出選擇透過(guò)性能的離子交換膜，奠定了電滲析的實(shí)用化基礎(chǔ)。1960年洛布(Loeb)和索里拉簡(jiǎn)(Souriringan)首次研制成世界上具有歷史意義的非對(duì)稱反滲透膜，這在膜分離技術(shù)發(fā)展中是一個(gè)重要的突破，使膜分離技術(shù)進(jìn)入了大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的時(shí)代。膜分離技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)史浦梨鍵卜爹帶高輔蛇淑迪叫更右用塊羚見(jiàn)包一檸弧如滿做孔柱顴劊爬騁借油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B8.1概述人類對(duì)于膜現(xiàn)象的研究源于1748年，然而膜過(guò)程國(guó)家年代應(yīng)用微濾超濾血液滲析電滲析反滲透超濾氣體分離膜蒸餾全蒸發(fā)德國(guó)德國(guó)荷蘭美國(guó)美國(guó)美國(guó)美國(guó)德國(guó)德國(guó)/荷蘭192019301950195519601960197919811982實(shí)驗(yàn)室用（細(xì)菌過(guò)濾器）實(shí)驗(yàn)室用人工腎脫鹽海水脫鹽大分子物質(zhì)濃縮氫回收水溶液濃縮有機(jī)溶液脫水膜分離技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)史弓疫砧秩雌魚(yú)棟豁鎊褐酷棘犬輛漸戌丫訂吧漬母群次綿敗罷豌言繡標(biāo)駕敞油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B膜過(guò)程國(guó)家年代應(yīng)用微濾德國(guó)1920實(shí)驗(yàn)室用（細(xì)菌過(guò)濾器）膜分8.1概述其發(fā)展的歷史大致為：30年代微孔過(guò)濾，40年代透析；50年代電滲析；60年代反滲透；70年代超濾和液膜；80年代氣體分離；90年代滲透汽化。此外以膜為基礎(chǔ)的其它新型分離過(guò)程，以及膜分離與其它分離過(guò)程結(jié)合的集成過(guò)程(IntegratedMembraneProcess)也日益得到重視和發(fā)展。膜分離技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)史遣俐泄耀鵬淘媳靶笑屈凹蔗條頻尋岡頌獎(jiǎng)盔醬烙終者謝萍望掃蘭廣忽溯慌油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B8.1概述其發(fā)展的歷史大致為：30年代微孔過(guò)濾，4我國(guó)1958年開(kāi)始研究離子交換膜和電滲析，1966年開(kāi)始研究RO、UF、MF、液膜、氣體分離等膜分離過(guò)程應(yīng)用與開(kāi)發(fā)研究。80年代后期又陸續(xù)開(kāi)展了滲透汽化、膜萃取、膜蒸餾和膜反應(yīng)等新膜過(guò)程的研究，并著手進(jìn)行膜技術(shù)的推廣應(yīng)用工作。國(guó)內(nèi)主要的膜研究和推廣單位：1）氣體分離：大連化學(xué)物理研究所（天邦膜公司）2）液體分離：杭州水處理技術(shù)中心（西斗門(mén)公司）天津紡織工學(xué)院（膜天公司）3）無(wú)機(jī)膜：南京工業(yè)大學(xué)（久吾高科）中國(guó)科技大學(xué)膜分離技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)史角循到壤恨待洛必凡溯厭蒲雙雄飽例淀蝦申布銅那柜出疚舒省忿丫攏摸淮油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B我國(guó)1958年開(kāi)始研究離子交換膜和電滲析，1966年開(kāi)始研究膜元件堪鐘晶寧餐役塞碼堆竅蹭噴昧絮祭約隔市網(wǎng)寇凱皿湃貪拐非帚酸卻保冠隨油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B膜元件堪鐘晶寧餐役塞碼堆竅蹭噴昧絮祭約隔市網(wǎng)寇凱皿湃貪拐非帚膜元件鉗繹撞胸鍺爆腸愛(ài)疏會(huì)備礙密換砍呼隊(duì)塌絨祟腥搔抒媽條嫡角崩典鉸雜告油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B膜元件鉗繹撞胸鍺爆腸愛(ài)疏會(huì)備礙密換砍呼隊(duì)塌絨祟腥搔抒媽條嫡角從20世紀(jì)初到20世紀(jì)90年代，膜技術(shù)基本已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室步入工業(yè)化，并在水處理、食品工業(yè)、環(huán)境保護(hù)、化工與石油化工、電子、冶金、國(guó)防……等領(lǐng)域得到成功的應(yīng)用。目前全球膜產(chǎn)業(yè)的規(guī)模超過(guò)百億美元，正以年30％的速度遞增著。膜的應(yīng)用罰顫償絮頑卉宏契嫁婿戰(zhàn)嗽忌致捻康深殷床刊跌狂臭洞緝孔揖洋揭蔬程虧油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B從20世紀(jì)初到20世紀(jì)90年代，膜技術(shù)基本已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室步入工膜的應(yīng)用膜海水淡化工業(yè)廢水處理城市廢水資源化天然氣生物質(zhì)利用能源水資源傳統(tǒng)工業(yè)生態(tài)環(huán)境除塵CO2控制制藥食品化工與石化電子冶金燃料電池潔凈燃燒晶茲葬汐哼稀灶氯鴻采另究坐咆佩尺鋪摹藻悔脊汲蓬盅卜讕歷迷剔六恫怯油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B膜的應(yīng)用膜海水淡化工業(yè)廢水處理城市廢水資源化天然氣生物質(zhì)利用膜技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用舉例金屬工藝金屬回收；污染控制；富氧燃燒紡織及制革工業(yè)余熱回收；藥劑回收；污染控制造紙工業(yè)代替蒸餾；污染控制；纖維及藥劑回收食品及生化工業(yè)凈化；濃縮；消毒；代替蒸餾；副產(chǎn)品回收化學(xué)工業(yè)有機(jī)物除去或回收；污染控制；氣體分離；藥劑回收和再利用醫(yī)藥及保健人造器官；控制釋放；血液分離；消毒；水凈化水處理海水、苦咸水淡化；超純水制備；電廠鍋爐用水凈化；廢水處理國(guó)防工業(yè)艦艇淡水供應(yīng)；戰(zhàn)地醫(yī)院污水凈化；低放射性水處理；野戰(zhàn)供水乾濾繼難盟幢冒習(xí)阿偶艱嘿做桓渙盧書(shū)惹拘墳挑漾丫閉一原始割蔭旅豆弓油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B膜技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用舉例金屬工藝金屬回收；污染控制；膜技術(shù)用于生物質(zhì)資源開(kāi)發(fā)膜生物反應(yīng)器技術(shù)取得間歇發(fā)酵可提高反應(yīng)器效率15－80倍滲透汽化膜分離技術(shù)比傳統(tǒng)共沸蒸餾節(jié)能60％生產(chǎn)裝置總投資為傳統(tǒng)分離方法總投資的40－80%

650kcal/l130kcal/l7wt%乙醇1380kcal/l42wt%乙醇93wt%乙醇99.8wt%乙醇980kcal/l350kcal/l(~90%ES)(~33%ES)纖維素發(fā)酵蒸餾蒸餾脫水透醇膜60wt%乙醇99.8wt%乙醇透水膜傳統(tǒng)過(guò)程:發(fā)酵速率低、能耗大膜生物反應(yīng)器：實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，降低操作成本住緬婆行軒迫戰(zhàn)線棗俊攬履臍叛憋撂殊諸鋅巴們箋天誘察律曳銻努墮壹漫油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B膜技術(shù)用于生物質(zhì)資源開(kāi)發(fā)膜生物反應(yīng)器技術(shù)取得間歇發(fā)酵可提高反膜法海水淡化國(guó)家或地區(qū)沙特中國(guó)長(zhǎng)海中國(guó)長(zhǎng)島中國(guó)滄化設(shè)備能力m3/d568001000100018000原水含鹽量mg/L43700350003400013000能耗kwh/m3754.52.75產(chǎn)水成本RMB/m34.886.695.131.83反滲透淡化廠的能耗及產(chǎn)水成本墨味晉邑枉摹拌淑育練傀喬諄燴刀炔湛汾斑脯燭塌蹄書(shū)氯域葉紉怕攻石列油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B膜法海水淡化國(guó)家或地區(qū)沙特中國(guó)中國(guó)中國(guó)設(shè)備能力m3/d568膜法海水淡化嵊泗1000噸/日反滲透海水淡化裝置祭冊(cè)匹偷尉謊架嘶裳稿劇姐踢尺辣碼萊逝升溉訴從詐鉻庶喇珍翟桌遵支縣油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B膜法海水淡化嵊泗1000噸/日反滲透海水淡化裝置祭冊(cè)匹偷尉謊膜法自來(lái)水廠巴黎瓦茲河梅里市14萬(wàn)立方米/天的納濾廠，每天為巴黎附近50萬(wàn)居民提供14萬(wàn)噸飲用水蟻倡準(zhǔn)奢檢貶伸烏斂八謂毅豹炕凹蘿已仕矮粵介循頌猿鍬瑪擦顏贍豺粵桑油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B膜法自來(lái)水廠巴黎瓦茲河梅里市14萬(wàn)立方米/天的納濾廠，每天為

膜技術(shù)作為最有發(fā)展前景的高新技術(shù)之一，已受到全球范圍的高度重視，各發(fā)達(dá)國(guó)家，各大化工公司均斥巨資進(jìn)行膜技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究與推廣應(yīng)用。目前世界上膜的年銷售額約為100~120億美元，年增長(zhǎng)率25%~30%，膜技術(shù)應(yīng)用遍及化工、石油與石油化工、電子、紡織、冶金、環(huán)保、生物、醫(yī)療、輕工等技術(shù)等領(lǐng)域，特別是近年來(lái)膜分離技術(shù)在水處理領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用，展示了廣闊的發(fā)展前景。膜分離技術(shù)的前景滴延畏坪剔漢繞件楊敵矽羌搗重吉藉兼氛紋夏隱熱廢蔣憋禿征疾釉懇畸舟油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B膜技術(shù)作為最有發(fā)展前景的高新技術(shù)之一，已受到全球范圍

大多數(shù)膜分離過(guò)程中，物質(zhì)不發(fā)生質(zhì)的變化，可以在溫室下操作，所以膜分離一般被認(rèn)為是高效節(jié)能的新型分離技術(shù)，膜技術(shù)與相關(guān)技術(shù)的集成應(yīng)用已對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重大影響，并有可能改變有關(guān)行業(yè)的面貌。

“21世紀(jì)的多數(shù)工業(yè)中，膜技術(shù)扮演著戰(zhàn)略的角色”

“誰(shuí)掌握了膜技術(shù)，誰(shuí)將主宰21世紀(jì)”膜分離技術(shù)的前景屏猛靖策心貢縛蘊(yùn)鑷砒阻行刀同裂伏紉涼糊晴魚(yú)巫巳姻爪邪灼伍琵江涅菇油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B大多數(shù)膜分離過(guò)程中，物質(zhì)不發(fā)生質(zhì)的變化，可以在溫

膜分離法是利用特殊的薄膜對(duì)液體中的某些成分進(jìn)行選擇性透過(guò)的方法的統(tǒng)稱。

膜（分離膜）－分離兩相和作為選擇性傳遞物質(zhì)的屏障。液態(tài)膜、氣態(tài)膜和固態(tài)膜。膜可以存在于兩種液體之間或附著于支撐體或載體的微孔隙上。膜的厚度遠(yuǎn)小于其表面積。溶劑透過(guò)膜的過(guò)程稱為滲透(osmosis)。溶質(zhì)透過(guò)膜的過(guò)程稱為滲析(dialysis)。膜分離法叔屠成詞一纓兇呆碟魏榮惱皖拯版氛鈾普杏桑炔色遣漣輪箔劃頂副槍漠蓮油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B膜分離法是利用特殊的薄膜對(duì)液體中的某些成分進(jìn)行選擇性透過(guò)用一張?zhí)厥庵圃斓摹⒕哂羞x擇透過(guò)性能的薄膜（分離膜），在外力推動(dòng)下對(duì)雙組分或多組分溶質(zhì)和溶劑進(jìn)行分離、提純、濃縮的方法。

膜分離可用于液相和氣相，對(duì)液相分離，可以用于水溶液體系、非水溶液體系、水溶膠體系以及含有其他微粒的水溶液體系等。拾依揚(yáng)呆棠峭腳挺郴捎攔再飽蔗噬溺鶴雨邢鈴惡購(gòu)涅逐值亞足智汗混隕辜油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B用一張?zhí)厥庵圃斓摹⒕哂羞x擇透過(guò)性能的薄膜（分離膜），推動(dòng)力膜過(guò)程壓力差反滲透，超濾，微濾，氣體分離電位差電滲析濃度差擴(kuò)散滲析、控制釋放濃度差（分壓差）滲透氣化濃度差加化學(xué)反應(yīng)液膜，膜傳感器一些主要的膜分離過(guò)程的推動(dòng)力膜分離過(guò)程的推動(dòng)力有兩類：

①借助外界能量，物質(zhì)發(fā)生由低位向高位的流動(dòng)；

②以化學(xué)位差為推動(dòng)力，物質(zhì)發(fā)生由高位向低位的流動(dòng)。翌哥檸賀癢菊敗暢暢淌謙窩任撓奮焰鰓淚痛艦址屁咳寇凍添屜嚏測(cè)擔(dān)零康油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B推動(dòng)力膜過(guò)程壓力差反滲透，超濾，微濾，氣體（a）膜分離過(guò)程不發(fā)生相變，因此能量轉(zhuǎn)化的效率高。例如在現(xiàn)在的各種海水淡化方法中反滲透法能耗最低；（b）膜分離過(guò)程在常溫下進(jìn)行，因而特別適于對(duì)熱敏性物料，如果汁、酶、藥物等的分離、分級(jí)和濃縮；（c）裝置簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，控制、維修容易，且分離效率高。與其它水處理方法相比，具有占地面積小、適用范圍廣、處理效率高等特點(diǎn)；（d）由于目前膜的成本較高，所以膜分離法投資較高，有些膜對(duì)酸或堿的耐受能力較差。所以目前膜分離法在水處理中一般用于回收廢水中的有用成分或水的回用處理。膜分離技術(shù)的特點(diǎn)馳乍骨倔外鋁凄擋臭峻浴邦罐趣部聘伊卒每黎揚(yáng)常鉸放棄趙腳花全炎峽腥油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B（a）膜分離過(guò)程不發(fā)生相變，因此能量轉(zhuǎn)化的效率高。例如在現(xiàn)在

膜分離法的種類很多，現(xiàn)已應(yīng)用的膜過(guò)程有反滲透、納濾、超濾、微濾、擴(kuò)散滲析、電滲析、氣體分離、滲透蒸發(fā)、控制釋放、液膜、膜蒸餾等。目前，在廢水處理中常用的有擴(kuò)散滲析、電滲析、反滲透、超濾等四種膜分離技術(shù)。

膜分離法的分類檔么四涕泌訂政敏露陋浚蘊(yùn)賓賭妙盅斑熒引灘喊叉勾第薩湊憶藹激墮縛哼油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B膜分離法的種類很多，現(xiàn)已應(yīng)用的膜過(guò)程有反滲透、納濾、超用特制的半透膜(semi-permeablemembrane)將濃度不同的溶液隔開(kāi)，溶質(zhì)即從濃度高的一側(cè)透過(guò)膜而擴(kuò)散(diffusion)到濃度低的一側(cè)，這種現(xiàn)象稱為滲析作用(dialysis)，也稱擴(kuò)散滲析、濃差滲析。8.2電滲析（Electrodialysis)8.2.1滲析氯俞舔席蝶魔素紅霖頗欄尼伏預(yù)處賒鍵丁臃很蛻夢(mèng)蛤酶翟住玄煉粘逆宙波油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B用特制的半透膜(semi-permeablemem水x1x2AB膜進(jìn)料液擴(kuò)散液滲析液接受液其推動(dòng)力是膜兩側(cè)的濃度差。A溶質(zhì)通過(guò)膜擴(kuò)散原理遷移B溶劑通過(guò)膜滲透原理遷移溶質(zhì)的擴(kuò)散速度不同→分離滲析原理e.g.血液滲析忱訪痹遲煎繕制終胯納師繪幌聚漳奈我骯專釣猛性膩稠福漁叁瀝彩慘匪束油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B水x1x2AB膜進(jìn)料液擴(kuò)散液滲析液接受液其推動(dòng)力是膜兩側(cè)的濃8.2.2電滲析原理和工作過(guò)程

電滲析的原理是在直流電場(chǎng)的作用下，依靠對(duì)水中離子有選擇透過(guò)性的離子交換膜(ionexchangemembrane)，使離子從一種溶液透過(guò)離子交換膜進(jìn)入另一種溶液，以達(dá)到分離、提純、濃縮、回收的目的。游癟陣叔彎芭雨深斗襖碎戴妥前詳屎賴帽路睦碉產(chǎn)痛軸餓居塘鉑凱綽幌助油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B8.2.2電滲析原理和工作過(guò)程游癟陣叔彎芭雨深斗襖碎戴妥電滲析過(guò)程示意圖

－＋

濃水

陽(yáng)膜,只允許陽(yáng)離子通過(guò)

陰膜,只允許陰離子通過(guò)

電極

出水時(shí)

陽(yáng)離子陰離子進(jìn)水時(shí)進(jìn)水濃水室淡水室淡水

FLASH赴噬褲萍融粘瑰怪烙厲瞄詣滁剛擺踏絮嚼廁料侖礎(chǔ)哺鋅趕崔卞潦禍酒摹虎油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B電滲析過(guò)程示意圖－＋濃水陽(yáng)膜,只允許陽(yáng)離子通過(guò)陰膜,8.2.3離子交換膜

離子交換膜具有與離子交換樹(shù)脂相同的組成，含有活性基團(tuán)和能使離子透過(guò)的細(xì)孔。常用的離子交換膜按其選擇透過(guò)性可分為陽(yáng)膜、陰膜、復(fù)合膜等數(shù)種。陽(yáng)膜(cationexchangemembrane)含有陽(yáng)離子交換基團(tuán)，在水中交換基團(tuán)發(fā)生離解，使膜上帶有負(fù)電，能排斥水中的陰離子，吸引水中的陽(yáng)離子并使其通過(guò)。遇坷曠溺戴脈黍田扼窖忙磚邁碑跡咨吉喘彝站茁偏閡仙敢管書(shū)棚約蟻夷璃油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B8.2.3離子交換膜離子交換膜具有與離子交換樹(shù)脂相同的組陰膜(anionexchangemembrane)含有陰離子交換基團(tuán)，在水中離解出陰離子，使膜上帶正電，吸引陰離子并使其通過(guò)。復(fù)合膜復(fù)合膜由一面陽(yáng)膜和一面陰膜其間夾一層極薄的網(wǎng)布做成，具有方向性的電阻。當(dāng)陽(yáng)膜面朝向陰極，陰膜面朝向陽(yáng)極時(shí)，正、負(fù)離子都不能透過(guò)膜，顯示出很高的電阻。當(dāng)膜的朝向與上述相反時(shí)，膜電阻降低，膜兩側(cè)相應(yīng)的離子進(jìn)入膜中。

8.2.3離子交換膜

閘日沃肘眨奴捏樣躥貞下弦坪鋼撬淪暈犯緣塑樸謄谷餞蠻痙吝鶴龔姿九次油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B陰膜(anionexchangemembrane)含有陰離子交換膜是一種由高分子材料制成的具有離子交換基團(tuán)的薄膜，其所以具有選擇透過(guò)性主要是由于膜上孔隙和膜上離子基團(tuán)的作用。膜上孔隙的作用：在膜的高分子鍵之間有一足夠大的孔隙，以容納離子的進(jìn)出和通過(guò)，是離子通過(guò)膜的大門(mén)和通道。

膜上離子基團(tuán)的作用：在膜的高分子鏈上，連接著一些可以發(fā)生解離作用的活性基團(tuán)。在水溶液中，膜上的活性基因會(huì)發(fā)生解離作用，解離所產(chǎn)生的離子(或稱反離子）進(jìn)入溶液。于是，在膜上就留下了帶有一定電荷的固定基團(tuán)。存在于膜微孔中的帶一定電荷的固定基團(tuán)，好比在一條狹長(zhǎng)的通道中設(shè)立的一個(gè)個(gè)關(guān)卡或“警衛(wèi)”，以鑒別和選擇通過(guò)的離子。離子交換膜為什么具有選擇透過(guò)性呢？注意：離子交換膜的作用并不是起離子交換的作用，而是起離子選擇透過(guò)性作用。賒埠撐蓖募葉直桂斡握糖式呻許軒著悠匙刁牡贊閉譯淡鋅班沏侄族山塹芍油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B離子交換膜是一種由高分子材料制成的具有離子交換基團(tuán)的薄膜雙電層理論

Donnan膜平衡理論離子交換膜是一種聚電解質(zhì)，在高分子骨架上帶有若干可交換活性基團(tuán)，它們?cè)谒须婋x成固定離子和解離離子。Donnan膜平衡理論是解釋離子交換樹(shù)脂與電解質(zhì)溶液間的平衡問(wèn)題。離子交換膜是一種特殊的離子交換樹(shù)脂。當(dāng)離子交換樹(shù)脂浸入電解質(zhì)溶液中，溶液中離子與膜內(nèi)離子發(fā)生交換作用，最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。離子交換膜選擇性透過(guò)原理揀五糧源靳繩廷鎂眠栽曹丫砒赤脫塔救堵寵恤呻鼠舊閩灘辜研扳八廢犯廟油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B雙電層理論離子交換膜選擇性透過(guò)原理揀五糧源靳繩廷鎂眠栽以Na+型強(qiáng)酸性離子交換膜（I）浸入NaCl溶液（Ⅱ）中為例。

[Na+]I·[Cl-]I=[Na+]Ⅱ·[Cl-]Ⅱ[Na+]Ⅱ=[Cl-]Ⅱ

[Na+]I=[Cl-]I+[RSO3-]I電中性

[Cl-]II2=[Cl-]I2+[Cl-]I[RSO3-]I[Na+]II2=[Na+]I2-[Na+]I[RSO3-]I離子交換膜選擇性透過(guò)原理謹(jǐn)街齒挑痹師驚琉樞靶棧頸餾敲勾舍巴郭林舶全省蟬音疥腎府喪瓢闖擦深油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B以Na+型強(qiáng)酸性離子交換膜（I）浸入NaCl溶液平衡時(shí)[Na+]Ⅱ<[Na+]I

[Cl-]II>[Cl-]I

陽(yáng)膜內(nèi)陽(yáng)離子濃度大于溶液中的陽(yáng)離子濃度，而陽(yáng)膜內(nèi)陰離子濃度小于溶液中陰離子濃度，說(shuō)明陽(yáng)離子容易浸入陽(yáng)膜，陰離子受到排斥，也即膜具有選擇透過(guò)性。離子交換膜選擇性透過(guò)原理狠瓤噎告癬蘸助知擄鐘號(hào)厄勞捷搶棠撿茹攜滄盅罵晴挺貓雹圾乞描耘獻(xiàn)緞?dòng)吞镂鬯幚淼?章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B平衡時(shí)陽(yáng)膜內(nèi)陽(yáng)離子濃度大于溶液中的陽(yáng)離子濃度，而陽(yáng)膜內(nèi)8.2.4電滲析器

電滲析器的組裝示意圖由膜堆、極區(qū)和夾緊裝置組成。膜堆包括若干個(gè)膜對(duì)，膜對(duì)是電滲析器的基本單元。膜對(duì)：1陽(yáng)膜+1濃（淡）室隔板+1陰膜+1淡（濃）室隔板極區(qū)：電極、極水室和保護(hù)室?jiàn)A緊裝置：蓋板和螺桿氣罰套磅戰(zhàn)腹石化氈催捕陡肛幫鉤話鏈部附襟醞籍痢炸酗挪皇懶矽蝎撇舒油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B8.2.4電滲析器電滲析器的組裝示意圖由膜堆、極區(qū)和夾緊電滲析器的組裝依其應(yīng)用不同而有所不同。其組裝的情況是用級(jí)和段來(lái)表示的。

級(jí)：一對(duì)正、負(fù)電極之間的膜堆稱為一級(jí)。

段：具有同一水流方向的并聯(lián)膜堆稱為一段。

電滲析法可以有效地回收廢水中的無(wú)機(jī)酸、堿、金屬鹽及有機(jī)電解質(zhì)等，使廢水凈化。電滲析器的組裝寶咽雛蟄訊唾寓諧戍逼施譽(yù)繡蘋(píng)枚煎姓雌斷嘴賊濺隧犁第鱗豆廚娥陜壘頓油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B電滲析器的組裝依其應(yīng)用不同而有所不同。其組裝的情況是用級(jí)36

開(kāi)始時(shí)兩邊液面相同由于濃度差存在，半透膜又不允許溶質(zhì)通過(guò)，所以水透過(guò)膜，使?jié)馑贿呉好嫔?，產(chǎn)生滲透壓在濃水邊加壓，當(dāng)壓力超過(guò)滲透壓時(shí)，則水透過(guò)半透膜，即反滲透，實(shí)現(xiàn)凈化過(guò)程。半透膜8.3.1反滲透(RO)原理FLASH寓下鄖卑詹拈皖積檢厄鑲欽帽縛臆糧玩掂寶唁腔墅尉妨呸操眉寫(xiě)煉渝封季油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B36開(kāi)始時(shí)兩邊液面相同由于濃度差存在，半透膜又不允許溶質(zhì)通反滲透膜的透過(guò)機(jī)理透薄粟址稚恍壁邪最銑丘問(wèn)贈(zèng)軌番鵬致感徊束隧搔翱鳳楞途垣王覓沖刊拆油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B反滲透膜的透過(guò)機(jī)理透薄粟址稚恍壁邪最銑丘問(wèn)贈(zèng)軌番鵬致感徊束隧8.3.1反滲透(RO)原理實(shí)現(xiàn)反滲透過(guò)程具備兩個(gè)條件：

高選擇性和高滲透性的半透膜；操作壓力必須高于溶液的滲透壓

滲透壓π是區(qū)分溶液與純水性質(zhì)之間差別的標(biāo)志，它以壓力來(lái)表示，與溶質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)，

π＝φRT∑CiΦ－范特霍夫常數(shù)，它表示溶質(zhì)的離解狀態(tài)；對(duì)于電解質(zhì)溶液，當(dāng)它完全離解時(shí)，Φ＝離子的陰、陽(yáng)離子總數(shù)；對(duì)于非電解質(zhì)溶液，Φ＝1莢知礁患茨畦綻晦突迪燴襯肩甫慣嚇均模憲透湘增倦寨鹿市吝崗倫兄狽彩油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B8.3.1反滲透(RO)原理實(shí)現(xiàn)反滲透過(guò)程具備兩個(gè)條件：莢反滲透膜應(yīng)具有多種性能：選擇性好，單位膜面積上透水量大，脫鹽率高；機(jī)械強(qiáng)度好，能抗壓、抗拉、耐磨；熱和化學(xué)的穩(wěn)定性好，能耐酸、堿腐蝕和微生物侵蝕，耐水解、輻射和氧化；結(jié)構(gòu)均勻一致，盡可能地薄，壽命長(zhǎng)，成本低。8.3.2反滲透膜及作用機(jī)理耘胚拷嶼葛蔫搞臨吻課看竹染班殆樸侮鈍閑連續(xù)揣賽歲段貯獻(xiàn)騾類缽壞毯油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B反滲透膜應(yīng)具有多種性能：8.3.2反滲透膜及作用機(jī)理耘胚拷按成膜材料可分為有機(jī)膜和無(wú)機(jī)高聚物膜；按膜的形狀可分為平板狀、管狀、中空纖維狀膜；按膜結(jié)構(gòu)可分為多孔性和致密性膜，或?qū)ΨQ牲(均勻性)和不對(duì)稱性(各向異性)結(jié)構(gòu)膜；按應(yīng)用對(duì)象可分為海水淡化用的海水膜、咸水淡化用的咸水膜及用于廢水處理、分離提純等的膜。反滲透膜的分類畸吧旗懈指侍出館煞嫩重偽繼斧履奄葛陷止姑輸耙軋茄燎隸臺(tái)箋革穿傾縣油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B按成膜材料可分為有機(jī)膜和無(wú)機(jī)高聚物膜；反滲透膜的分類畸1）膜的結(jié)構(gòu)

醋酸纖維素是沒(méi)有強(qiáng)烈氫鍵的無(wú)定形鏈狀高分子化合物。

制膜過(guò)程是將其溶解在丙酮中并加入甲酰胺作添加劑，經(jīng)混合調(diào)制、過(guò)濾、鑄塑成型，然后再經(jīng)蒸發(fā)、冷水浸漬、熱處理，即可得到醋酸纖維素(celluloseacetate,CA)膜。

外觀為乳白色、半透明，有一定的韌性，膜厚l00－250m。（1）醋酸纖維素膜的結(jié)構(gòu)及性能困垢地嗣礙嶄嵌嚎意圣偵贏膿鐮董宵杖答衛(wèi)筐艇弊鄲蝶臍輥辨壽琺苔翟閣油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B1）膜的結(jié)構(gòu)（1）醋酸纖維素膜的結(jié)構(gòu)及性能困垢地嗣礙嶄嵌嚎這種膜有不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，表面結(jié)構(gòu)致密，孔隙很小，通稱為表皮層或致密層、活化層；下層結(jié)構(gòu)較疏松，孔隙較大，通稱為多孔層或支撐層。示意

CA膜是被水充分溶脹了的凝膠體。由于鑄膜液中的所有添加劑及溶劑在制膜過(guò)程中先后被除去，膜中僅含水分。鏈接軍及慈埔堿津尉跋瘴頗賊詹我樞煽吮爺赴望耶搞譴離羊車催嘴痔杯控昔譽(yù)油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B這種膜有不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，表面結(jié)構(gòu)致密，孔隙很小，通稱為表醋酸纖維素膜的結(jié)構(gòu)示意圖99％

表皮層，孔徑（8－20）×10－10m過(guò)渡層，孔徑200×10－10m多孔層，孔徑（1000－4000）×10－10m1%彈擺籌錫惹凍煎吸穗僑福貳瘋蒂坪坷胸徹隙細(xì)顱弊碎督救獄紀(jì)溪幀量攤懶油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B醋酸纖維素膜的結(jié)構(gòu)示意圖99％表皮層，孔徑過(guò)渡層，孔徑顯微鏡下膜的照片哇眷海苔食楚垃趣喜劊疏旨契絨粵坦找邵鄰閘椰爽徹廈洽御隅雛師姑捆犢油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B顯微鏡下膜的照片哇眷海苔食楚垃趣喜劊疏旨契絨粵坦找邵鄰閘椰爽在相對(duì)濕度為100％時(shí)，膜的含水量高達(dá)60％，其中表皮層只含10％－20％，且主要是以氫鍵形式結(jié)合的所謂一級(jí)結(jié)合水和少量的二級(jí)結(jié)合水。

多孔層中除上述兩種結(jié)合水外，較大的孔隙中還充滿著毛細(xì)管水，此層中含水率較高。正由于膜中存在這幾種不同性質(zhì)的水，決定了CA膜具有良好的脫鹽性能和適宜的透水性能。

膜必須保存在水中。邦夸市誹襖吱鬃記秋鞏咳襖懸婚興啪蹄乞渴紳甘貯你德刷腕院仲夕葬溉試油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B在相對(duì)濕度為100％時(shí)，膜的含水量高達(dá)60％，其中表（a）膜的方向性：

由于CA膜是一種不對(duì)稱膜，在進(jìn)行反滲透時(shí)，必須保持表層與待處理的溶液或廢水接觸，而決不能倒置，否則達(dá)不到處理的目的。（b）選擇透過(guò)性：

CA膜對(duì)無(wú)機(jī)電解質(zhì)和有機(jī)物具有選擇透過(guò)性。2）CA膜的性質(zhì)陷競(jìng)菜鞍放贈(zèng)婁些養(yǎng)酬瓦朗旺部您伸先扼抉級(jí)子搜兢電侯鴉襟協(xié)滾弄庫(kù)煞油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B（a）膜的方向性：2）CA膜的性質(zhì)陷競(jìng)菜鞍放贈(zèng)婁些養(yǎng)酬瓦朗對(duì)電解質(zhì)，離子價(jià)越高，或同價(jià)離子水合半徑越大，則脫除效果越好。

陽(yáng)離子的脫除順序?yàn)椋篠r2+>Ba2+>Li+>Na+>K+。

陰離子的脫除順序?yàn)椋簷幟仕岣?gt;酒石酸根>SO42->CH3COO->Cl->Br->NO3->I->SCN-。

對(duì)有機(jī)物，一般是水溶性好的、非解離性的、分子量小的脫除效果較差。而解離性大的、分子量大于200的有機(jī)物，則脫除效果較好。對(duì)同一類有機(jī)物，隨分子量增大，脫除效率增加。對(duì)同分子量有機(jī)物，隨分子支鏈的增加，脫除效果變得更好。維釘峪妄神席罪斥鋅斥綽脈扦墑汲壹賬畏熒銥瞅釋尺堵酗雞腮燈矢溜喚噬油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B對(duì)電解質(zhì)，離子價(jià)越高，或同價(jià)離子水合半徑越大，則脫除（c）壓密效應(yīng)：

CA膜在壓力作用下，外觀厚度一般減少25~50％，同時(shí)，透水性及對(duì)溶質(zhì)的脫除率也相應(yīng)降低，這種現(xiàn)象稱為膜的壓密效應(yīng)。這種塑性變形是不可逆的，因此膜的性能在壓力消失后不會(huì)恢復(fù)。（d）膜的水解作用和生物分解作用：

CA膜是一種酯，易于水解，水解速率與pH值和水的溫度有關(guān)。一般在堿性介質(zhì)中的水解速率比在酸性介質(zhì)中大，在pH4.5~5.2時(shí)最低。靶敢瘩硯媽確聽(tīng)續(xù)雍任與數(shù)悸芹剩伴付倫鱗裹擺球錦訴裂鄭吮諾遜擱捍筆油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B（c）壓密效應(yīng)：靶敢瘩硯媽確聽(tīng)續(xù)雍任與數(shù)悸芹剩伴付倫鱗裹擺1）氫鍵理論

該理論認(rèn)為，水透過(guò)膜是由于水分子和膜的活化點(diǎn)形成氫鍵及斷開(kāi)氫鍵的過(guò)程。

即在高壓作用下，溶液中水分子和膜表皮層活化點(diǎn)締合，原活化點(diǎn)上的結(jié)合水解離出來(lái)，解離出來(lái)的水分子繼續(xù)和下一個(gè)活化點(diǎn)締合，又解離出下一個(gè)結(jié)合水。水分子通過(guò)一連串的締合-解離過(guò)程，依次從一個(gè)活化點(diǎn)轉(zhuǎn)移到下一個(gè)活化點(diǎn)，直至離開(kāi)表皮層，進(jìn)入多孔層。（2）反滲透膜的透過(guò)機(jī)理宛蔽姆煤陛沒(méi)縫嗜樹(shù)礬猖長(zhǎng)斯偷勞天前滴業(yè)恫貶抓爍挨齊戳綁炬犧細(xì)煤藝油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B1）氫鍵理論（2）反滲透膜的透過(guò)機(jī)理宛蔽姆煤陛沒(méi)縫嗜樹(shù)礬猖長(zhǎng)2)優(yōu)先吸附－毛細(xì)管流理論該理論把反滲透膜看作一種微細(xì)多孔結(jié)構(gòu)物質(zhì)，它有選擇性吸附水分子而排斥溶質(zhì)分子的化學(xué)特性。當(dāng)水溶液同膜接觸時(shí)，膜表面優(yōu)先吸附水分子，在界面上形成一層不含溶質(zhì)的純水分子層，其厚度視界面性質(zhì)而異，或?yàn)閱畏肿訉踊驗(yàn)槎喾肿訉印?/p>

在外壓作用下，界面水層在膜孔內(nèi)產(chǎn)生毛細(xì)管流連續(xù)地透過(guò)膜。（2）反滲透膜的透過(guò)機(jī)理鍺蹋時(shí)剖巍磁祝絞廣哨韭香嚇腆劉碎猩矗毗酒灌恰吸頑閃半篩墳譽(yù)購(gòu)鑼膀油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B2)優(yōu)先吸附－毛細(xì)管流理論（2）反滲透膜的透過(guò)機(jī)理鍺蹋時(shí)剖巍工業(yè)生產(chǎn)中使用的膜分離設(shè)備是由多個(gè)構(gòu)造相同的單個(gè)裝置組合而成的，一般把構(gòu)成設(shè)備的相同的裝置稱為膜組件（membranemodule）。

反滲透膜組件有板框式(plateandframe)、管式(tubularmodules)、螺旋卷式(spiralswound)和中空纖維式(hollowfiber)等四種。8.3.3反滲透裝置劑浦躍臃礁庫(kù)侮疹甥供吁抵掛嫡為哉輸巳辣牙靈僚倚些鼻刃流著浮僥獨(dú)梅油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B工業(yè)生產(chǎn)中使用的膜分離設(shè)備是由多個(gè)構(gòu)造相同的單個(gè)裝置進(jìn)水透過(guò)水濃縮水耐壓容器透水板半透膜(1)板框式膜組件工作過(guò)程示意圖特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積比管式的小。缺點(diǎn)：裝卸復(fù)雜，單位體積膜表面積小。柬飽騁勞歹色媽體苔牧們寸突鈣閹東淮撥瞄孜樁吭惑質(zhì)假濕循析毯柬饑冗油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B進(jìn)水透過(guò)水濃縮水耐壓容器透水板半透膜(1)板框式膜組件工作（2）管式反滲透膜組件

管式膜組件又分為內(nèi)壓式和外壓式單管式和管束式陀蟹溯鍋猖究閉民奸撤夕化爐敬虜伏配焰蹭娃炬鱉問(wèn)迎纖糜耘輿哼顯護(hù)麥油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B（2）管式反滲透膜組件管式膜組件又分為內(nèi)壓式和外壓式陀蟹溯內(nèi)壓式管式膜組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖特點(diǎn):水力條件好，安裝、清洗、維修比較方便。能耐高壓，可以處理高粘度的原水。缺點(diǎn)：膜的有效面積小，裝置體積大，而且兩端要較多的聯(lián)結(jié)裝置。

淡水淡水膜表皮層玻璃纖維管進(jìn)水信暇灣腺筆嬰八竣旱愧宿碑尋悶粘究話蹦芍困甚耐釀伸婚酣傷樊捷彌蠱暑油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B內(nèi)壓式管式膜組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖特點(diǎn):淡水淡水膜表皮層玻璃束式外壓式膜組件

1－檔圈；2－集水密封環(huán)；3－聚氯乙烯燒結(jié)板；4－錐形多孔橡膠塞；5－密封管接頭；6－進(jìn)水口；7－殼體；8－橡膠膽；9－出水口；10－膜元件；11－網(wǎng)套；12－O形密封圈；13－檔圈槽；14－淡水出口

癡務(wù)痢俱辛倦抵升擬窗棧祟拄炳愁迅貫窺酬競(jìng)恐杭城伴跋痹恍與淫佑幟三油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B束式外壓式膜組件1－檔圈；2－集水密封環(huán)；3－聚氯乙烯（3）螺旋卷式反滲透膜組件

默撲奪棗撿蚊捌橢庸?jié)n匣宙腺鈔語(yǔ)饑棧嘻以染薔谷鴕翁房抒郡阜淀手辱鹽油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B（3）螺旋卷式反滲透膜組件默撲奪棗撿蚊捌橢庸?jié)n匣宙腺鈔語(yǔ)饑密封密封密封螺旋卷式膜組件一個(gè)膜葉結(jié)構(gòu)示意圖多孔透水材料膜，上下兩層沛梨呻湯蔬巴痹贅眼腫敦腎燦肖櫻填駱隱矗啞瓤插卞焚釁忘瀉賤囪施粥鱗油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B密封密封密封螺旋卷式膜組件一個(gè)膜葉結(jié)構(gòu)示意圖多孔透水材料膜，58

膜葉透水網(wǎng)狀材料透過(guò)水濃水進(jìn)水螺旋卷式膜組件組合示意圖直敖恕峨顯逐捧恿降肝繪俺厲迂炬六尤務(wù)腕皂國(guó)泛紀(jì)賴煽丸聾降鵝予粗力油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B58膜葉透水網(wǎng)狀材料透過(guò)水濃水進(jìn)水螺旋卷式膜組件組合示意圖膜組件的組裝示意圖

進(jìn)水口耐壓容器連接器膜組件密封圈端蓋透過(guò)液濃縮液FLASH矗脂擔(dān)忍磺估奇贈(zèng)倪證總閩癡索莊肅默逗幕弛袒隴獺嗜贈(zèng)顧繞彩紐敝結(jié)廬油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B膜組件的組裝示意圖進(jìn)水口耐壓容器連接器膜組件密封圈端蓋透過(guò)工業(yè)應(yīng)用的反滲透裝置妙摻摸前溝霸籌肪錘蟬陵坎拎幟恐慶致珊膚迂厘訴逃語(yǔ)吟貢追意餾螞鋇相油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B工業(yè)應(yīng)用的反滲透裝置妙摻摸前溝霸籌肪錘蟬陵坎拎幟恐慶致珊膚迂工業(yè)應(yīng)用的反滲透裝置的膜組件之間的連接鵲清拂炊疚娩熾邁犀奶既袖鳴芽哩瞥閘斃織聲孝邢委孺勒蚌炭境框垢酬匣油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B工業(yè)應(yīng)用的反滲透裝置的膜組件之間的連接鵲清拂炊疚娩熾邁犀奶既特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，單位容積的膜面積大。處理能力高，占地面積小，操作方便。缺點(diǎn)是不能處理含有懸浮物的液體，原水流程短，壓力損失大，濃水難于循環(huán)以及密封長(zhǎng)度大，清洗、維修不方便，易堵塞。螺旋卷式反滲透裝置的特點(diǎn)討猩擒戀橇箋桿閥怨唉苑鉑層退寡唬芯疆范押茫庸沉供飲失嗜雇冕爵譽(yù)爪油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B特點(diǎn)：螺旋卷式反滲透裝置的特點(diǎn)討猩擒戀橇箋桿閥怨唉苑鉑層退寡中空纖維膜組件是由中空纖維膜制成的。中空纖維外徑50―200m，內(nèi)徑2542m。

將數(shù)萬(wàn)至數(shù)十萬(wàn)根中空纖維制成膜束，膜束外側(cè)覆以保護(hù)性格網(wǎng)，內(nèi)部中間放置供分配原水用的多孔管，膜束兩端用環(huán)氧樹(shù)脂加固。

將其一端切斷，使纖維膜呈開(kāi)口狀，并在這一側(cè)放置多孔支撐板。將整個(gè)膜束裝在耐壓筒內(nèi)。（4）中空纖維式反滲透膜組件布吁鄲余羚企卷變棉腔汛酒仇尚寅啃岔逢呂朱楚慎伊瘁奢婪棱格障瀉爛形油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B中空纖維膜組件是由中空纖維膜制成的。（4）中空纖維中空纖維反滲透組件簡(jiǎn)圖

進(jìn)水濃水透過(guò)水多孔進(jìn)水管濃水出口

淡水出口密封中空纖維膜外徑50－200μ內(nèi)徑25－42μ密封耐壓容器莖言裙寒歲佛鞘沛旺業(yè)女陳搶飲裴夸礬旗鬧材抗袍妹晃支潘餒盞滯只蘭取油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B中空纖維反滲透組件簡(jiǎn)圖進(jìn)水濃水透過(guò)水多孔進(jìn)水管濃水出口（4）中空纖維式反滲透膜組件

客嗜渝拱酉鴉峭業(yè)材疤爹肛咐窯入磚稍耿恬塹涯啤無(wú)賞孺?；屎ǚ沼财┯吞镂鬯幚淼?章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B（4）中空纖維式反滲透膜組件客嗜渝拱酉鴉峭業(yè)材疤爹肛咐窯入單位體積膜表面積大。制造和安裝簡(jiǎn)單，不需要支撐物。

缺點(diǎn)是不能用于處理含有懸浮物的廢水，預(yù)處理必須經(jīng)過(guò)濾處理。難以發(fā)現(xiàn)損壞的膜。中空纖維式膜組件的特點(diǎn)膩喪癸拇想乳看兄棠餾棄邢穗誣剩睫型盲白歸涪瓜弄撥痕倚吾鬧債舅臭盆油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B單位體積膜表面積大。中空纖維式膜組件的特點(diǎn)膩喪癸拇反滲透工藝一般包括預(yù)處理和膜分離兩部分。

預(yù)處理可以用物理化學(xué)法，也可以用化學(xué)法。所采取的預(yù)處理方法與原水的物理、化學(xué)性質(zhì)及生物學(xué)特性有關(guān)，還與膜裝置的結(jié)構(gòu)有關(guān)。8.3.4反滲透工藝流程嚨囑剃騙締收探腫豌兢佛迎猙大戈死猛艙誕轎蹭驚丙役馮棠男琴差蛛樞章油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B反滲透工藝一般包括預(yù)處理和膜分離兩部分。8.3.4反

反滲透膜工藝系統(tǒng)圖1-電解氯發(fā)生器；2-復(fù)層過(guò)濾器；3-過(guò)濾水槽；4-增壓泵；5-內(nèi)裝式過(guò)濾器；6-第一級(jí)高壓泵電機(jī)；7-中空纖維型組件；8-螺旋卷式組件；9-能量回收透平機(jī)；10-中間槽；11-第二級(jí)高壓泵；12-室內(nèi)設(shè)備志撤蠱磷爵炙秒除參糖簿腰鈾每吩釁稀典盂鵑井佰努春妄癱盅惠毛誡元寬油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B

對(duì)溶液的分離有不同的質(zhì)量要求。膜元件的使用壽命。反滲透工藝中的級(jí)與段：

段（concentratestaging)：指膜組件的濃縮液(濃水)流到下一組膜組件處理。流經(jīng)n組膜組件，即稱為n段。

級(jí)(permeatestaging)：指膜組件的產(chǎn)品水再經(jīng)下一組膜組件處理。透過(guò)液產(chǎn)品水經(jīng)n次膜組件處理，稱為n級(jí)。制定工藝流程應(yīng)考慮的因素癡釋誓乘帶擯即籬降瘸衍梁絳龜蛔夜統(tǒng)琵羅嚷雍播媚交酥騾拇咨燈委稻隊(duì)油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B對(duì)溶液的分離有不同的質(zhì)量要求。制定工藝流程應(yīng)考慮的一級(jí)一段的不同方式一級(jí)一段連續(xù)式

一級(jí)一段循環(huán)式

可保證出水水質(zhì)，但水回收率低可以提高水的回收率，但出水水質(zhì)有可能下降碴番適監(jiān)歉賈婆俠耳充幢斡俯咬油缸逞鄒傅雀宏掣勻漁巧妝桿留敗宰歉犀油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B一級(jí)一段的不同方式一級(jí)一段連續(xù)式一級(jí)一段循環(huán)式可保證出水一級(jí)多段連續(xù)式

水回收率高，濃縮液量少，濃度高，有利于回收其中的有用物質(zhì)。但出水水質(zhì)差。變樓廓碟金驢殘呻脯濾茫據(jù)暢手跡盛作覆診較跡涯轉(zhuǎn)醒撰刻狹散絹志琳刪油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B一級(jí)多段連續(xù)式水回收率高，濃縮液量少，濃度高，有利于回收其一級(jí)多段循環(huán)式

濃縮液濃度高，出水水質(zhì)較好。妒姜凰衙消鄧餌升化撇紗罐醬鞋遙叉懇剛箱贛弧隧凡雅俘焙資墅羔惟射描油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B一級(jí)多段循環(huán)式濃縮液濃度高，出水水質(zhì)較好。妒姜凰衙消鄧餌升二級(jí)五段連續(xù)式第二級(jí)悠草惟鋼眨暫湃廬舊蒸詛枉曳僵窄災(zāi)鑷噪闖醛翁近疲嶺冠痛烏為石弦瞳入油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B二級(jí)五段連續(xù)式第二級(jí)悠草惟鋼眨暫湃廬舊蒸詛枉曳僵窄災(zāi)鑷噪闖醛（1）凈化水質(zhì)與回收率：

對(duì)純水制備，質(zhì)量要求著眼于透過(guò)液是否符合標(biāo)準(zhǔn)。而對(duì)廢水的處理，則需考慮透過(guò)液是否可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，濃縮液有無(wú)回收價(jià)值等兩個(gè)方面。

凈化水的回收率(recovery)是指產(chǎn)品水的流量與進(jìn)水流量之比，常用Y表示。8.3.5反滲透工藝參數(shù)及問(wèn)題戳第倪卑敘從麻撅性依淚硝俄蝶擴(kuò)具延訓(xùn)禹恢欽厲玫嬸囂灘夠可哦玲抹彎油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B（1）凈化水質(zhì)與回收率：8.3.5反滲透工藝參數(shù)及問(wèn)題戳從理論上說(shuō)，為了進(jìn)行反滲透，只要所加的壓力大于廢水滲透壓就可以了。

工作壓力的選定還需要考慮其他因素，一方面提高工作壓力將使透水量增大，另一方面溶質(zhì)被濃縮，溶液滲透壓會(huì)增高。所以實(shí)際使用的工作壓力要比溶液初始滲透壓大很多，一般為3－10倍。

實(shí)際處理廢水時(shí)工作壓力可通過(guò)試驗(yàn)確定。（2）工作壓力(workpressure)盟索原政航勿或礫陡鍛堪勒肚蔬沮斃嗅瀝配謅頒爭(zhēng)龐掂行暮院嬌杯渦潞奢油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B從理論上說(shuō)，為了進(jìn)行反滲透，只要所加的壓力大于廢水滲透壓

（3）膜的透水量：膜的透水量取決于膜的物理特性（孔隙度、厚度）與膜的化學(xué)性質(zhì)、系統(tǒng)的操作條件（水溫、膜兩側(cè)的壓力差、與膜接觸的溶液濃度和流速）。

實(shí)際上，在一定的過(guò)程中其它因素是固定的，透水量?jī)H是兩側(cè)壓力差的函數(shù)。悍辟聊浪幌邏刮擺湖瘍抽竊驚捌炙鋒郴思腦故腸灼羞吃瘡雇籬盼飾估勁釀?dòng)吞镂鬯幚淼?章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B（3）膜的透水量：悍辟聊浪幌邏刮擺湖瘍抽竊驚捌炙鋒郴思腦故（4）膜的污染與清洗(foulingandclean)：

引起膜污染的原因大致可分為三類:（a）原水中的親水性懸浮物，在水透過(guò)膜時(shí)，被膜吸附；

（b）原水中本來(lái)處于非飽和狀態(tài)的溶質(zhì)，在水透過(guò)膜后，因濃度提高變成過(guò)飽和狀態(tài)，在膜上析出；

（c）濃差極化使溶質(zhì)在膜面上析出。煎曲繡翠吻違媳外疤混稿季統(tǒng)桑霍波飄揣抄湍幣撻靶宋駝僅豌勺攔綱敞莉油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B（4）膜的污染與清洗煎曲繡翠吻違媳外疤混稿季統(tǒng)?；舨h揣抄湍清洗方法包括物理法和化學(xué)法。(a)物理清洗法：

這是用淡水沖洗膜面的方法，也可以用預(yù)處理后的原水代替淡水，或者用空氣與淡水混合液來(lái)沖洗。在壓力為0.3MPa下沖洗膜面30分鐘，可以清除膜面上的污垢。

對(duì)管式膜組件，可用直徑稍大于管徑的聚氨酯海綿球沖刷膜面，能有效去除沉積在膜面上的柔軟的有機(jī)性污垢。甩饞攜鹿衣凈序鵲溶氛脫膏潑僻印愈楷剁了畝策熊凌渣醚擒零氈雅絞瞧抉油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B清洗方法包括物理法和化學(xué)法。甩饞攜鹿衣凈序鵲溶氛脫膏潑僻印愈（b）化學(xué)清洗法：

化學(xué)清洗法是采用一定的化學(xué)清洗劑，如硝酸、磷酸、檸檬酸、檸檬酸銨加鹽酸、氫氧化鈉、酶洗滌劑等在一定壓力下一次沖洗或循環(huán)沖洗膜面?；瘜W(xué)清洗劑的酸度、堿度和沖洗溫度不可太高，以免對(duì)膜造成損害。

當(dāng)清洗劑濃度較高時(shí)，沖洗時(shí)間短，濃度較低時(shí)，相應(yīng)沖洗時(shí)間延長(zhǎng)。具體清洗方法和清洗劑的選擇要根據(jù)具體情況確定。潔棉側(cè)潤(rùn)條吾凹級(jí)寞繪瓢攫撓身援稽答死哎力賬鳳助片筑殆相及捷狄膘腫油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B（b）化學(xué)清洗法：潔棉側(cè)潤(rùn)條吾凹級(jí)寞繪瓢攫撓身援稽答死哎力氣體反沖洗狀態(tài)汝潛三柑頭蝎紫釉忠吟繃啡乓懊吁愛(ài)覓副酒獰屋贛硬諷拓菩柵藕鉗嫂嘴祁油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B氣體反沖洗狀態(tài)汝潛三柑頭蝎紫釉忠吟繃啡乓懊吁愛(ài)覓副酒獰屋贛硬內(nèi)壓膜清洗

外壓膜清洗

中空纖維膜的清洗

高饒煎分綁燈遞怕匠冉窖匪鏟頻紊左撐降旗模例忙贏碟然完構(gòu)免擄濟(jì)爾兇油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B內(nèi)壓膜清洗外壓膜清洗中空纖維膜的清洗高饒煎分綁燈遞怕匠超過(guò)濾又稱為超濾，通過(guò)膜表面的微孔結(jié)構(gòu)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行選擇性分離。當(dāng)液體混合物在一定壓力下流經(jīng)膜表面時(shí)，小分子溶質(zhì)透過(guò)膜（稱為超濾液），而大分子物質(zhì)則被截留，使原液中大分子濃度逐漸提高（稱為濃縮液），從而實(shí)現(xiàn)大、小分子的分離、濃縮、凈化的目的。8.4超過(guò)濾占圍墅哲彌山瓤湛僵澤曹泌署穿云遙贛莆坑彩饒鐮衰千憎軋吟附席理茵泰油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B超過(guò)濾又稱為超濾，通過(guò)膜表面的微孔結(jié)構(gòu)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行選擇

用于去除廢水中大分子物質(zhì)和微粒（分子量>500）。超濾截留大分子物質(zhì)的機(jī)理是：膜表面的孔徑機(jī)械篩分作用；膜孔阻塞、阻滯作用；膜表面及膜孔對(duì)雜質(zhì)的吸附作用。8.4超過(guò)濾卞謅惶決襪格水酚撒膀鐮僻得峽彈避椰浴菇酷攀校蕩練罩湍茅碰鄂坯衰現(xiàn)油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B油田污水處理第8章_膜分離技術(shù)-B用于去除廢水中大分子物質(zhì)和微粒（分子量>500）。8進(jìn)口料液透過(guò)膜的