(好資料)1.8膜技術(shù)--水處理教案(清華大學(xué)精品課程)

第八章 膜技術(shù)(membrane technologies)第1節(jié) 概述一、定義在某種推動(dòng)力的作用下，利用某種隔膜特定的透過性能，使溶質(zhì)或溶劑分離的方法稱為膜分離。分離溶質(zhì)時(shí)一般叫滲析；分離溶劑時(shí)一般叫滲透。二、分類與特點(diǎn)根據(jù)推動(dòng)力的不同，膜分離有下列幾種： 濃度差：擴(kuò)散滲析 電位差：電滲析 壓力差：反滲透(RO, reverse osmosis)：MW，反滲透。一般壓力在幾十公斤。二、反滲透膜性能指標(biāo) 脫鹽率（C0C）/C0100，一般高達(dá)90以上。 透水率（L/m2.d） 膜種類：1） 醋酸纖維素膜（CA）2）芳香族聚酰胺膜 結(jié)構(gòu)：表皮層、過渡層、多孔支撐層 反滲透機(jī)理：尚不十分清楚。選擇性吸附毛細(xì)管流機(jī)理：由于膜表面的親水性，優(yōu)先吸附水分子而排斥鹽分子，因此在膜表皮層形成兩個(gè)水分子（1nm）的純水層，施加壓力，純水層的分子不斷通過毛細(xì)管流過反滲透膜?？刂票砥拥目讖椒浅Ｖ匾?，影響脫鹽效果和透水性，一般為純水層厚度的一倍時(shí)，稱為膜的臨界孔徑，可達(dá)到理想的脫鹽和透水效果。 膜組件： 板框式、管式（有內(nèi)壓和外壓兩種）、卷式：膜表面積大、透水量大、紊流效果好、中空纖維三、應(yīng)用1） 苦咸水、海水淡化2） 與離子交換聯(lián)用，制取超純水3） 處理重金屬廢水，回收重金屬：如處理鍍鎳廢水，鎳回收率可達(dá)99。4） 廢水脫鹽深度處理 美國加州21世紀(jì)水處理回用廠，就是將二級(jí)生物處理出水，經(jīng)一定的預(yù)處理后經(jīng)反滲透處理后回灌地下水。第5節(jié) 超濾一、原理 與反滲透一樣是在壓力差下工作，但由于膜孔較大，無滲透壓，可在較低壓力下工作。一般幾公斤。分離機(jī)理：小孔篩分作用。一般以截留分子量來表示孔徑特征，此外也與物質(zhì)形狀和性質(zhì)有關(guān)。分離范圍：截留分子量10001000000的物質(zhì)，如細(xì)菌、蛋白質(zhì)、顏料、油類等膜組件形式與反滲透類似。但既有有機(jī)膜，也有無機(jī)膜。二、 超濾過程中的濃差極化dmCbCm在膜分離過程中，大分子溶質(zhì)被膜所截留并不斷累積在膜表面上，使溶質(zhì)在膜面處的濃度Cm高于主體溶液中的濃度Cb，從而形成濃度差Cm-Cb，并促使溶質(zhì)的反向擴(kuò)散。這種現(xiàn)象稱為濃差極化。Jw：水通量 K：傳質(zhì)系數(shù) D/dm 當(dāng)Cm增加到Cg時(shí)，膜面大分子物質(zhì)生成凝膠層。一旦凝膠層形成，透水量并不因壓力的增加而增加。Rm:膜阻力； Rg：凝膠層阻力減緩濃差極化現(xiàn)象的措施：（1）提高料液流速，增加膜面的紊動(dòng)程度；（2）對(duì)膜面不斷清洗；（3）控制料液濃度三、應(yīng)用1給水1） 去除細(xì)菌、膠體等物質(zhì)。家庭用膜式凈水器2）