膜法分離簡(jiǎn)介1748年，Nollet觀察到水可以通過覆蓋在盛有酒精溶液瓶口的豬膀胱進(jìn)入瓶中發(fā)現(xiàn)；19世紀(jì)中葉發(fā)現(xiàn)了透析現(xiàn)象才重視；1864年，MoritzTraube制成了第一張人造合成膜亞鐵氰化銅膜；1950年，W.Juda等試制成功第一張實(shí)用價(jià)值的離子交換膜；1960年，Loeb和Sourirajan創(chuàng)制了提高鹽截留率和水通量的不對(duì)稱二醋酸纖維素反滲透膜，制成了第一張高性能膜?？梢哉f，非對(duì)稱膜的研制成功，使反滲透過程從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)應(yīng)用。膜法分離技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史經(jīng)過200年的發(fā)展，形成了較為完整和系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論；近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為分離膜的研究和制造創(chuàng)造了良好的條件；例如：高分子學(xué)科、近代分析技術(shù)；現(xiàn)代工業(yè)的需求；節(jié)能、低品位原材料再利用、消除環(huán)境污染的生產(chǎn)新技術(shù)等。膜分離技術(shù)迅猛發(fā)展的原因膜分離技術(shù)特點(diǎn)（一）膜分離是一個(gè)高效的分離行為；90%的乙醇水溶液、N2和H2的分離,與萃取等的對(duì)比。能耗非常低；相比傳統(tǒng)分離：蒸餾、蒸發(fā)、等多數(shù)分離過程的工作溫度在室溫；在醫(yī)藥工業(yè)、生物技術(shù)、食品加工等方面膜分離技術(shù)特點(diǎn)（二）規(guī)模和處理能力可在很大范圍內(nèi)變化，而其效率、設(shè)備單價(jià)、運(yùn)行費(fèi)等變化不大；設(shè)備體積小、占地較少等；可以方便的插入現(xiàn)行生產(chǎn)工業(yè)，不必進(jìn)行較大改變。膜分離設(shè)備本身沒有運(yùn)動(dòng)的部件，很少需要維護(hù)，可靠度很高；按膜的材料分：醋酸纖維素膜、聚砜膜、聚砜酰胺等按膜的結(jié)構(gòu)分：對(duì)稱膜、非對(duì)稱膜、液膜等按膜的用途分：反滲透、超濾、微濾電滲析等按膜的作用機(jī)理分：多孔膜、致密膜等膜的分類按孔徑分類的分離膜主要膜分離過程

膜的種類膜的功能分離驅(qū)動(dòng)力透過物質(zhì)被截留物質(zhì)微濾多孔膜、溶液的微濾、脫微粒子壓力差水、溶劑、溶解物懸浮物、細(xì)菌類、微粒子超濾脫除溶液中的膠體、各類大分子壓力差溶劑、離子和小分子蛋白質(zhì)、各類酶、細(xì)菌、病毒、乳膠、微粒子反滲透和納濾脫除溶液中的鹽類及低分子物壓力差水、溶劑無機(jī)鹽、糖類、氨基酸、BOD、COD等透析脫除溶液中的鹽類及低分子物濃度差離子、低分子物、酸、堿無機(jī)鹽、尿素、尿酸、糖類、氨基酸電滲析脫除溶液中的離子電位差離子無機(jī)、有機(jī)離子滲透氣化溶液中的低分子及溶劑間的分離壓力差、濃度差蒸汽液體、無機(jī)鹽、乙醇溶液氣體分離氣體、氣體與蒸汽分離濃度差易透過氣體不易透過氣體膜的種類微濾膜:

0.1到10微米細(xì)菌和微細(xì)的懸浮固體超濾膜:0.005到0.05微米,乳化油,顏色,膠體鈉濾膜:0.0005到0.005微米糖,染料,界面活性劑,礦物質(zhì)反滲透:0.0001到0.001微米,鹽,金屬離子,礦物質(zhì)純水膜透過操作方式各類膜分子截留率微濾膜 0.1-1微米超濾膜 6K-100K分子截留率超薄濾膜 500-6,000分子截留率 鈉濾膜 150-500分子截留率反滲透膜 50–150分子截留率普遍應(yīng)用于化工、電子、輕工、紡織、冶金、電力、石油、食品等行業(yè)。

微濾：35.71%反滲透：13.04%超濾：19.10%電滲析：3.42%血液透析：17.70%氣體分離：9.32%其它:1.71%

膜分離技術(shù)應(yīng)用簡(jiǎn)介主要工業(yè)汽車涂裝業(yè)飲用水主要工業(yè)發(fā)電業(yè)半導(dǎo)體及微電子行業(yè)主要工業(yè)飲料制品制藥及醫(yī)療業(yè)反滲透系統(tǒng)膜組件部分基本原理分離機(jī)理反滲透膜、組件、裝置反滲透－基本原理純水鹽溶液半透膜滲透壓(b)滲透平衡純水鹽溶液半透膜(a)滲透純水鹽溶液半透膜外加壓力(c)反滲透滲透：水從稀溶液一側(cè)通過半透膜向濃溶液一側(cè)自發(fā)流動(dòng)的過程。反滲透：當(dāng)在濃溶液上加壓力，且該壓力大于于滲透壓時(shí)，濃溶液中的水就會(huì)通過半透膜流向稀溶液，使得濃溶液的濃度更大，這一過程是滲透的相反的程。反滲透－分離機(jī)理氫鍵理論

Reid）等人提出的，基于一些離子和分子能夠通過膜的氫鍵的結(jié)合而發(fā)生聯(lián)系，從而通過這些聯(lián)系發(fā)生線形排列型的擴(kuò)散來進(jìn)行傳遞

優(yōu)先吸附—毛細(xì)孔流理論

索里拉金等人提出了優(yōu)先吸附——毛細(xì)孔流理論

溶解-擴(kuò)散理論

Lonsdale和Riley

氫鍵理論膜的表面層膜的表面層雜質(zhì)等離子優(yōu)先吸附—毛細(xì)孔流理論膜元件膜元件純水界面{主體溶液壓力反滲透－反滲透膜、組件、裝置膜材料醋酸纖維素類反滲透膜；

芳香含氮高分子反滲透膜；聚哌嗪類復(fù)合膜；膜性能應(yīng)具備：

脫鹽率高、透水率大；機(jī)械強(qiáng)度好，耐壓密；化學(xué)穩(wěn)定性好；使用壽命長(zhǎng)、性能衰減??；制膜容易，價(jià)格低廉，原料充沛；還有其他耐溶劑、高溫、氯等

雙層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)反滲透－反滲透膜材料醋酸纖維素類反滲透膜

反滲透－反滲透膜材料芳香含氮高分子反滲透膜反滲透－反滲透膜組件板式組件：

系緊螺栓式、耐壓容器式管式組件：

內(nèi)壓式、外壓式螺旋卷式組件中空纖維組件各種組件性能比較卷式膜結(jié)構(gòu)中心管產(chǎn)品水濃水ATD進(jìn)水方向流道膜片膜片流道外殼材料收集通道膜的動(dòng)畫效果反滲透原理反滲透的簡(jiǎn)單流程圖給水產(chǎn)品水qV,f,cfqV,b,cb濃水qV,p,cp反滲透—衡量膜性能的主要參數(shù)

水通量

溫度；

pH；壓力；

濃度；

透鹽率

電解度；極性；離子電價(jià)；水合程度；分子量；異構(gòu)體的支鏈程度；

通量衰減系數(shù)反滲透原理1、反滲透裝置重要指標(biāo)水的回收率Y(以％表示)：Y=qV,p×100%qV,fqV,f給水流量，m3/hqV,p產(chǎn)品水流量，m3/h2、反滲透裝置重要指標(biāo)水的脫鹽率SR(以％表示)：SR=cf－cp×100%cfSR=cfA－cp×100%cfAcf，cp分別為給水和產(chǎn)品水的濃度，mol/L或cfA平均給水濃度，mol/LRO原理簡(jiǎn)介給水產(chǎn)水濃水75％回收率100m3/h75m3/h25m3/h90％脫鹽率100mg/l鈣離子13.3mg/l鈣離子360mg/l鈣離子反滲透－反滲透裝置的組合形式

多級(jí)串聯(lián)式；多級(jí)組合式；帶有中間升壓泵的三段組合式；濃縮循環(huán)方式；典型反滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)典型反滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)典型多段反滲透系統(tǒng)簡(jiǎn)單多級(jí)反滲透給水一級(jí)產(chǎn)水一級(jí)濃水二級(jí)產(chǎn)水二級(jí)濃水膜分離技術(shù)近幾年來在中國(guó)電力行業(yè)的應(yīng)用概況為什么膜分離技術(shù)近幾年得到了最快速的發(fā)展？不同水源（市政廢水、循環(huán)水排污水、地表水、地下水）所采用的膜處理工藝介紹近幾年來中國(guó)膜法水處理的典型工程介紹為什么膜分離技術(shù)近幾年得到了最快速的發(fā)展？為什么膜分離技術(shù)近幾年得到了最快速的發(fā)展？1.工業(yè)節(jié)水十五規(guī)劃。北京高井電廠關(guān)于循環(huán)排污水回用問題——證實(shí)了超濾作為反滲透預(yù)處理的必要性和可行性；2.電廠環(huán)保的要求。山西古交電廠是我國(guó)第一個(gè)30萬千瓦以上機(jī)組采用EDI技術(shù)的電廠。自此，空冷機(jī)組和燃機(jī)電廠開始普遍采用EDI；3.地表水水質(zhì)的變化。江河湖泊水系工業(yè)和生活污染加重，華東、華南海水倒灌，影響原有水處理系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。4.中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，特別是能源化工等基礎(chǔ)工業(yè)。帶來日益增長(zhǎng)的項(xiàng)目機(jī)遇；5.膜分離工藝的設(shè)計(jì)、應(yīng)用日趨成熟。膜法工藝高效、便捷、運(yùn)行管理方便。不同水源所采用的膜處理工藝介紹市政污水工業(yè)廢水除COD，氨氮…超濾+反滲透EDI/混床超濾+反滲透鍋爐補(bǔ)給水循環(huán)水排污循環(huán)水系統(tǒng)EDI/混床廢水處理系統(tǒng)不同水源所采用的膜處理工藝介紹1、地下水：即井水，一般水質(zhì)穩(wěn)定，污染可能性低，水中溶解氧少，二價(jià)Fe、Mn、H2S等還原性物質(zhì)多，微生物和菌類較少。僅需簡(jiǎn)單的預(yù)處理。例如：設(shè)置多介質(zhì)過濾、加阻垢劑、5um保安過濾器即可，也可能需要除鐵除錳。2、地表水：受季節(jié)的影響較大，有發(fā)生微生物和膠體兩方面高度污染的可能性。所需的預(yù)處理較復(fù)雜。包括：絮凝/助凝、澄清、多介質(zhì)過濾、超濾、脫氯、加酸、加阻垢劑等。3、工業(yè)和市政廢水：含有更復(fù)雜的有機(jī)和無機(jī)成分。有些有機(jī)物甚至?xí)?yán)重影響反滲透產(chǎn)水量的下降甚至膜的降解。因此必須有更加周全的預(yù)處理。包括：酸堿中和、三級(jí)生化處理、加氯氧化、澄清多介質(zhì)過濾、超濾、脫氯、加酸、加阻垢劑等工藝。4、循環(huán)排污水：高硬度、高堿度、高pH值，經(jīng)循環(huán)系統(tǒng)濃縮后已處于過飽和狀態(tài)；水中投加的藥劑量及藥劑種類很多，水質(zhì)成分復(fù)雜；有機(jī)物及細(xì)菌微生物的含量較高。預(yù)處理工藝的選擇要慎重。膜法的預(yù)處理工藝介紹CODNH3－N懸浮物膠體、鐵、鋁油（石灰）混凝澄清砂濾活性炭超濾

有機(jī)污染物和膠體類物質(zhì)對(duì)高分子膜影響較大；含有特定污染物的工業(yè)廢水需要特別留意；各種常規(guī)預(yù)處理工藝常被用來提高系統(tǒng)