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最全膜分离技术详解 (一)

来源:水处理新视野      点击:54      时间:2021-02-01
导读:中国的膜技术从60 年代中期起步研究NBA投注软件,长时间在实验室内和中试规模徘徊。从“七五”计划开始,国家科委把膜技术列为国家重大科研项目加以支持NBA投注软件,膜技术取得较大进展NBA投注软件,特别是改革开放的国策促进了广泛的国际交流NBA投注软件NBA投注软件,膜技术在国民经济发展中的重要性日益增大NBA投注软件,国内膜工业产值也逐渐增加NBA投注软件NBA投注软件。近10 年来NBA投注软件,中国的膜技术的总体水平有了很大的进展NBA投注软件NBA投注软件,但与国际技术先进国家的差距仍然很大NBA投注软件NBA投注软件。问题主要表现在:生产现代化、产业化程度低NBA投注软件NBA投注软件NBA投注软件,原料不规范,工艺参数未严格控制NBA投注软件NBA投注软件NBA投注软件,产品质量不稳定NBA投注软件NBA投注软件;膜的品种少NBA投注软件,应用范围小NBA投注软件。尤其应用的工艺设计NBA投注软件NBA投注软件NBA投注软件、系统成套能力NBA投注软件NBA投注软件、膜组件水平、相关机电产品等方面NBA投注软件,尚未达到国际先进水平NBA投注软件NBA投注软件,远不能满足国内市场需求,膜技术存在着很大的发展空间NBA投注软件NBA投注软件。
 
一、概述
 
膜是一层薄的阻挡层,在外界能量作用下NBA投注软件NBA投注软件,凭借各组分在膜中传质的选择性差异NBA投注软件NBA投注软件,对多组分的流体物质进行分离NBA投注软件NBA投注软件、分级NBA投注软件、提纯和富集的方法NBA投注软件NBA投注软件。
 
1、膜的定义
 
膜是一种起分子级分离过滤作用的介质NBA投注软件NBA投注软件NBA投注软件,当溶液或混和气体与膜接触时,在压力下,或电场作用下,或温差作用下,某些物质可以透过膜,而另些物质则被选择性的拦截NBA投注软件NBA投注软件,从而使溶液中不同组分,或混和气体的不同组分被分离NBA投注软件NBA投注软件,这种分离是分子级的分离NBA投注软件。
 
一种最通用的广义定义是“膜”为两相之间的一个不连续区间NBA投注软件NBA投注软件。因而膜可为气相NBA投注软件、液相和固相NBA投注软件NBA投注软件NBA投注软件,或是他们的组合NBA投注软件NBA投注软件。简单的说,膜是分隔开两种流体的一个薄的阻挡层。描述膜传递速率的膜性能是膜的渗透性NBA投注软件NBA投注软件NBA投注软件。
 
以常见的超滤过程为例NBA投注软件NBA投注软件NBA投注软件,分离机理主要为筛分:膜表面有微孔,流体流经膜一侧的表面时NBA投注软件NBA投注软件,部分较小的分子随部分溶剂穿过膜到达另一侧NBA投注软件NBA投注软件NBA投注软件,形成透析液NBA投注软件,而大分子则被截留在原来的一侧NBA投注软件NBA投注软件NBA投注软件,形成截留液NBA投注软件,从而达到了将大分子溶质与小分子溶质及溶剂分离开的目的。
 
形象地说,膜就像一张筛网NBA投注软件NBA投注软件,可以拦下大的NBA投注软件、透过小的NBA投注软件。但这张筛网与众不同的是它的孔径很小,进行的是大小分子的分离NBA投注软件。我们只要选择合适孔径的膜,就可以进行所需的分子级分离。
 
2NBA投注软件、膜分离技术的定义
 
把上述的膜制成适合工业使用的构型NBA投注软件NBA投注软件NBA投注软件,与驱动设备(压力泵NBA投注软件、或电场NBA投注软件NBA投注软件NBA投注软件、或加热器、或真空泵) NBA投注软件NBA投注软件NBA投注软件、阀门NBA投注软件、仪表和管道联成设备NBA投注软件。在一定的工艺条件下操作,就可以来分离水溶液或混和气体NBA投注软件NBA投注软件。透过膜的组分被称为透过流分。这种分离技术被称为膜分离技术。
 
3NBA投注软件NBA投注软件、膜的种类
 
分离膜包括:反渗透膜(0. 0001~0. 001μm) NBA投注软件,纳滤膜(0. 001 ~ 0. 01μm)超滤膜(0. 01 ~ 0. 1μm) 微滤膜(0. 1~10μm)NBA投注软件、电渗析膜NBA投注软件、渗透气化膜NBA投注软件、液体膜NBA投注软件、气体分离膜NBA投注软件NBA投注软件NBA投注软件、电极膜等NBA投注软件NBA投注软件。他们对应不同的分离机理,不同的设备NBA投注软件,有不同的应用对象NBA投注软件。膜本身可以由聚合物NBA投注软件,或无机材料,或液体制成,其结构可以是均质或非均质的NBA投注软件,多孔或无孔的NBA投注软件,固体的或液体的NBA投注软件NBA投注软件,荷电的或中性的。膜的厚度可以薄至100μm NBA投注软件,厚至几毫米NBA投注软件NBA投注软件。不同的膜具有不同的微观结构和功能NBA投注软件NBA投注软件NBA投注软件,需要用不同的方法制备。制膜方法一直是膜领域的核心研究课题,也是各公司严格保密的核心技术NBA投注软件NBA投注软件NBA投注软件。
 
4NBA投注软件、按微观结构分:
 
对称膜、不对称膜NBA投注软件、复合膜、多层复合膜等。
 
5NBA投注软件NBA投注软件NBA投注软件、按宏观结构分:
 
平板膜、卷式膜NBA投注软件、管式膜NBA投注软件、毛细管膜NBA投注软件、中空纤维等NBA投注软件NBA投注软件。
 
无论在实验室或工业规模的生产中NBA投注软件,膜都被制成一定形式的组件作为膜分离装置的分离单元NBA投注软件。在工业上应用并实现商品化的膜组件主要有平板型NBA投注软件、圆管型、螺旋卷型和中空纤维型NBA投注软件NBA投注软件,相应的膜的几何形状分为平板式NBA投注软件、管式、毛细管式和中空纤维式NBA投注软件NBA投注软件。后三种皆为管状膜NBA投注软件NBA投注软件NBA投注软件,它们的差别主要是直径不同:直径>10mm的为管式膜NBA投注软件;直径在0.5~10mm之间的是毛细管式膜;直径<0.5mm的为中空纤维膜。管状膜直径越小则单位体积里的膜面积越大NBA投注软件NBA投注软件。
 
二NBA投注软件、膜及膜过程的分类
 
膜分离过程常用的是以压差为动力的液体分离膜NBA投注软件。依据膜孔径和截留特性的不同,可分为微滤NBA投注软件NBA投注软件NBA投注软件、超滤NBA投注软件NBA投注软件、纳滤和反渗透,见下图。
 
三、膜过滤方式
 
传统过滤方式为死端过滤:料液一进一出NBA投注软件,因滤材表面被堵塞,而导致过滤速度迅速减少NBA投注软件NBA投注软件。
 
膜系统大多采用错流过滤:流体一进二出NBA投注软件,流动方向与膜表面平行,削薄膜面的浓差极化层NBA投注软件NBA投注软件NBA投注软件、减少过滤阻力NBA投注软件,膜面不易堵塞NBA投注软件NBA投注软件,过滤速度较快NBA投注软件。如下图所示NBA投注软件。
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