瓶-灌裝純凈水處理-超濾

超濾教學內(nèi)容本子任務(wù)是介紹瓶/灌裝純凈水處理的技術(shù)方法，本節(jié)主要介紹知識點1：超濾——操作方式。教學目標（1）知識目標掌握超濾的操作方式及運行方式；（2）技能目標能夠區(qū)分超濾不同的操作方式；（3）素質(zhì)態(tài)度要求態(tài)度端正，積極主動學習，積極和教師和同學教學交流遇到的疑問和學習心得。一、內(nèi)容引入超濾的操作方式連續(xù)加水透過液超濾的操作方式可分為重過濾和錯流過濾兩大類。重過濾：靠料液的液柱壓力為推動力,操作濃差極化和膜污染嚴重,很少采用,

錯流操作工藝流程又可分為間歇式和連續(xù)式。1、超濾的操作方式壓力壓力濃縮液錯流過濾死過濾錯流過濾與死過濾進料液透過液透過液進料液1）直流超濾（間歇直流方式和連續(xù)直流超濾）重過濾-間歇加入水UFRE-UF膜透過液透過液100在重過濾中保持體積不變連續(xù)加水透過液重過濾-連續(xù)2.錯流超濾間歇超濾截留液全循環(huán)方式截留液部分循環(huán)方式連續(xù)錯流截留液無循環(huán)截留液部分循環(huán)多級超濾膜組合①間歇式開式回路流程,將一批料液加入貯槽,用泵加壓后送往膜組件,使之連續(xù)排出透過液,濃縮液則返回槽中與貯槽中原料液混合后送往膜組件。如此循環(huán)操作,直到濃縮液濃度達到預定值為止。操作簡單,濃縮速度快,所需膜面積小,但全循環(huán)時泵的能耗高。為了降低能耗,可采用部分循環(huán)操作,閉式回路流程。間歇操作通常在實驗室中和小型中試廠使用。2超濾的運行方式料液槽截留液料液泵透過液間隙錯流-截留液全循環(huán)料液槽回流線料液泵透過液循環(huán)回路循環(huán)泵間隙錯流-截留液部分循環(huán)②連續(xù)連續(xù)式超濾過程：可分為單級和多級。單級連續(xù)式操作過程的效率較低,多級連續(xù)式操作。將幾個循環(huán)回路串聯(lián)起來,每一個回路即為一級,每一級都在一個固定的濃度下操作,從第一級到最后一級濃度逐漸增加。最后一級的濃度是最大的,即為濃縮產(chǎn)品。適合在大規(guī)模生產(chǎn)中使用,特別適用于食品工業(yè)領(lǐng)域。料液泵料液槽料液透過液濃縮液連續(xù)錯流-單級-無循環(huán)料液槽料液（F）透過液（P）濃縮液或截留液（R）連續(xù)錯流-單級-截留液部分循環(huán)料液泵料液泵連續(xù)錯流-多級循環(huán)料液槽料液滲透液濃縮液循環(huán)泵循環(huán)泵循環(huán)泵作業(yè)超濾的運行方式有哪些？超濾教學內(nèi)容本子任務(wù)是介紹瓶/灌裝純凈水處理的技術(shù)方法，本節(jié)主要介紹知識點1：超濾——機理及種類。教學目標（1）知識目標掌握超濾的分離機理；了解超濾膜的種類；（2）技能目標能夠解釋超濾的分離機理；（3）素質(zhì)態(tài)度要求態(tài)度端正，積極主動學習，積極和教師和同學教學交流遇到的疑問和學習心得。一、內(nèi)容引入超濾1超濾的發(fā)展歷史1861年，Schmidt首次公開牛心胞膜截留阿拉伯膠實驗結(jié)果。1867年，Traube第一次制取人工超濾膜。（瓷板鐵青化銅）1907年，Bchhold定義“超濾”。1960年，Loeb與Sourirajan共同研制出CA超濾膜1963年，Michaels創(chuàng)辦Amicon公司專門從事超濾膜生產(chǎn)與銷售。1965年以后已商業(yè)化、工業(yè)化70年代，首次研制出管式超濾膜與組件。80年代先后研制出中空纖維、板式、卷式超濾膜與組件90年代已進入商業(yè)化與工業(yè)化的生產(chǎn)。超濾過程基本原理如圖所示。在以靜壓差為推動力的作用下,原料液中溶劑和小于超濾膜孔的小分子溶質(zhì)將透過膜成為濾出液或透過液,而大分子物質(zhì)被膜截留,使它們在濾剩液中的濃度增大。2超濾原理3超濾的截留范圍截留率=0%水鹽可溶性固體截留率=部分BODCOD 小分子原料液滲透液非對稱膜懸浮固體膠體大分子物質(zhì)截留率=100%原料流量壓力4超濾膜的種類1）無機多孔陶瓷膜：Al2O3,ZrO2，多孔金屬2）有機聚合物膜：聚砜/聚醚砜/磺化聚砜聚偏二氟乙烯聚丙烯腈纖維素類聚酰亞胺/聚醚酰亞胺聚酯肪酰胺聚醚醚酮超濾膜多數(shù)為非對稱膜；頂層膜厚：0.1~1μm；多孔支撐層厚

~150μm；超濾膜的孔徑范圍：1~100nm；超濾膜的分離機理：篩分機理，但膜表面化學性質(zhì)也起重要作用；超濾過程的推動力：壓力0.1~0.6MPa。作業(yè)查閱資料，詳細介紹在國內(nèi)應(yīng)用超濾技術(shù)的實際案例。超濾教學內(nèi)容本子任務(wù)是介紹瓶/灌裝純凈水處理的技術(shù)方法，本節(jié)主要介紹知識點1：超濾——應(yīng)用領(lǐng)域。教學目標（1）知識目標了解超濾技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域；（2）技能目標能夠根據(jù)實際工程需要設(shè)計超濾的工藝流程；（3）素質(zhì)態(tài)度要求態(tài)度端正，積極主動學習，積極和教師和同學教學交流遇到的疑問和學習心得。一、內(nèi)容引入現(xiàn)場照片模塊化的設(shè)計和小的占地空間現(xiàn)場照片模塊化的設(shè)計和小的占地空間UF應(yīng)用領(lǐng)域制藥/生化：——蛋白質(zhì)的純化、脫鹽與濃縮；

——生化產(chǎn)品的澄化；

——各種發(fā)酵全液的濃縮；

——經(jīng)澄化的生化制品液的濃縮；——酶的提取；——醫(yī)藥產(chǎn)品的除菌；

——去除熱原

超濾在水處理中的應(yīng)用食品工業(yè)：——牛奶和乳清蛋白的濃縮；

——奶酪的生產(chǎn)；

——酒和食醋的過濾；

——果汁的澄清；

——明膠的濃縮；

——食用油的精煉；

——淀粉和糖的濃縮環(huán)境工程：——地表水的純化；

——汽車清洗水的循環(huán)使用；

——含油廢水的處理；

——印刷油黑的去除；

——垃圾滲瀝液的處理；

——感光乳劑的濃縮與回收金屬加工：——油/水乳化液的分離；

——除油漬浴液的處理油漆應(yīng)用：——（汽車）電泳涂漆的過濾；

——水基噴濺的回收紡織/造紙：——上漿液的回收；

——膠乳的回收；

——涂層顏料的循環(huán)；

——造紙工業(yè)廢液處理化學工業(yè)：——各種化工廢水處理過程；

——染料脫鹽；——膠乳液的濃縮；——催化劑的回收電子工業(yè)：——高（超）純水的預過濾大唐王灘地點：中國，2005產(chǎn)水量：28800噸/天元件數(shù)：10×60支SFP26601海水淡化上的應(yīng)用中國鋼鐵業(yè)最大的廢水回用系統(tǒng)，55000t/d；流程：調(diào)pH－曝氣－混凝澄清－砂濾－超濾－反滲透2鋼鐵煉鋼廢水回用UF法處理軋鋼乳化油廢水工藝流程UF的應(yīng)用含油廢水膜法處理工藝流程圖含油<5mg/l懸浮物含量<1mg/l超濾組件超濾體系油去除率>95%增壓泵注水站砂濾罐脫水站來水含油5000mg/l藥箱加藥泵效率80%~95%含量<1000mg/l除油罐沉降罐加絮凝劑排水口含量30～50mg/l懸浮物<20mg/l3.印染廢水回用規(guī)模：1000m3/h前的運行過程是穩(wěn)定的：超濾運行6個月：一次化學清洗；壓差穩(wěn)定在0.4bar以下RO運行情況：脫鹽率>97%，一次化學清洗4.石化廢水回用項目SFP2660規(guī)模(m3/h)560裝置數(shù)10膜支數(shù)(pcs)600回收率>95%飲用水方面采用膜凈化飲用水是膜技術(shù)的最主要應(yīng)用。傳統(tǒng)的水處理包括投藥、凝聚、絮凝、沉淀、過濾和殺菌等過程；新的規(guī)則要求去除三氯甲烷（THM）和其他合成有機物。UF在去除對人有害的微生物方面是很有效的。家用凈水器就是活性炭吸附技術(shù)與UF技術(shù)雜化的成功范例。UF也已成為我國目前在礦泉水生產(chǎn)中的主體凈化設(shè)備。5、在水處理中的應(yīng)用原水格柵/預濾NF（混凝）MF/UF出水原水格柵/預濾（混凝）MF/UF出水深度凈化Ⅰ深度凈化Ⅱ日本“新MAC21”項目中典型膜過濾系統(tǒng)流程（a）（b）地點：中國,時間：2007年占地：7×18m2

產(chǎn)水量:40,000噸/天 元件數(shù):7×56支SFP28605.飲用水應(yīng)用衛(wèi)生填埋是世界范圍內(nèi)垃圾處理的主要方式，這將產(chǎn)生大量垃圾滲瀝液。垃圾滲瀝液的成分相當復雜，它不僅含有高濃度的有機物，而且還含有高濃度的氨氮、堿度和重金屬等若任其排放將嚴重污染周圍農(nóng)田及水系。UF的應(yīng)用6、填埋場垃圾滲瀝液的處理作業(yè)選擇課堂中介紹的其中一個案例，詮釋超濾技術(shù)在整個案例的工藝流程中的作用。超濾教學內(nèi)容本子任務(wù)是介紹瓶/灌裝純凈水處理的技術(shù)方法，本節(jié)主要介紹知識點1：超濾——影響因素及濃差極化。教學目標（1）知識目標了解影響超濾效果的因素；

了解超濾的濃差極化現(xiàn)象；（2）技能目標能夠區(qū)分不同因素對超濾的影響；能闡述濃差極化的現(xiàn)象；（3）素質(zhì)態(tài)度要求態(tài)度端正，積極主動學習，積極和教師和同學教學交流遇到的疑問和學習心得。一、內(nèi)容引入超濾①操作壓力壓差較小的范圍內(nèi),滲透通量隨壓差增長較快;當壓差較大時,隨壓差的增加滲透通量增長逐漸減慢,臨界滲透通量：當膜表面形成凝膠層時,滲透量趨于定值不再隨壓差而變化

②料液流速超濾過程采用錯流操作,可清除一部分極化邊界層。為了進一步減薄邊界層厚度,提高傳質(zhì)系數(shù),可增加料液的流速和湍流程度1、超濾操作的影響因素③溫度

料液溫度升高,粘度降低,有利于增大流體流速和湍動程度,減輕濃差極化,提高傳質(zhì)系數(shù),提高滲透通量。④截留液濃度

隨著超濾過程的進行,截留液濃度不斷增加,極化邊界層增厚,容易形成凝膠,會導致滲透通量的降低。因此,對不同體系的截留液濃度均有允許最大值。⑤料液預處理：混凝、過濾、吸附⑥膜的清洗：定期清洗，保持一定的通透量1、超濾操作的影響因素溫度、壓力與通量的關(guān)系溫度與通量關(guān)系70050060080090010001100102030405011001