什么是膜分离技术,类型及应用特点
常规膜分离技术有微滤、超滤、纳滤、反渗析,以及结合电化学技术的电渗析、连续电除盐等。
1.1
微滤技术
微滤(MF)
又称微孔过滤,根据筛分原理以压力差作为推动力的膜分离过程。膜的孔径范围通常在0.1~20
μm,能从气相或液相中截留大直径的菌体、悬浮固体及其他污染物。微滤膜一般由陶瓷、金属等无机材料,或醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等有机材料制造。
1.2
超滤技术
超滤分离技术(UF)
也是由压力驱动的膜分离过程,膜的孔径在0.001
5~0.02
μm
之间,推动压力在100~1000
kPa。通常截留相对分子质量在1
000~300
000,股超滤膜能对大分子有机物(蛋白质、细菌)
、胶体、悬浮固体等进行分离,广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源,是替代活性炭过滤器和多介质过滤器的优良产品。
1.3
纳滤技术
纳滤(NF)
是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术,其截留相对分子质量在100~1
000,孔径为几纳米,故称为纳滤。纳滤膜的截留特征是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征,对小分子有机物等与水、无机元素进行分离,实现脱盐与浓缩的同时进行。
1.4
反渗透技术
反渗透膜(RO)
的截留对象是除水以外的所有离子、小分子,如可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质等。以膜两侧静压为推动力实现对水的净化提纯,获得高质量纯水。广泛应用于生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理等生产环节。
1.5
电渗析与连续电除盐技术
电渗析分离技术(ED)
是一种利用电能的膜分离技术,在直流电场的作用下,以电位差为推动力,利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性,使某种离子通过膜转移到另一侧,从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。
将电渗析技术与离子交换技术有机结合而成的连续电除盐(EDI)
技术是在电场的作用下进行水的电解,通过离子交换膜的离子选择通过功能,结合阴阳树脂的加速离子迁移能力,去除进水中大部分的离子,以使产水达到电导率低于0.2
μs
/cm,符合锅炉补给水的要求。既克服了电渗析不能深度脱盐的缺点,又弥补了离子交换不能连续工作、需消耗酸碱再生的不足。
2
新型膜分离技术
在传统膜分离技术广泛用于工业生产的同时,越来越多的新工艺对膜分离技术提出更高的要求:一方面要提高膜的工作性能,增加膜通量、减轻膜污染、降低压力驱动消耗等;
另一方面力求尽力降低成本,简化膜的制造技术,延长单膜使用时间。由此诞生了渗透汽化膜、液膜和动态膜等新型膜分离技术。
膜分离法的介绍
膜分离法是利用有机聚合膜渗透选择性,从气体混合物中分离 出富氧气体 .理想的薄膜材料应具有很 高的选择性和渗透性.或者说是:利用空气中各组分透过高分子分离膜的渗透速率不同,在压力差驱动下,将空气中的氧气富集来...
莱特.莱德⑴膜:能够把流体相分隔为互不相通的两部分,这两部分之间能存在“传质”的薄的物质。⑵膜的特征:一是无论厚度多少都必须有两个界面,两个界面分别与两侧流体相接触,二是要具有选择透过性,可允许一侧流体中一种或几种物质通过,而不允许其他物质通过。⑶膜分离:利用膜的选择透过性能将离子或分子或某些微粒从水中分离出来的过程。用膜分离溶液时,使溶质通过膜的方法称为渗析,使溶剂通过膜的方法称为渗透。⑷膜分离的特点:⑸根据溶质或溶剂透过膜的推动力和膜种类不同,水处理中膜分离法通常可以分为:电渗析、反渗透、超滤、微滤。膜分离法是利用特殊结构的薄膜对废水中的某些成分进行选择性透过的一类方法的总称。水过膜的过程称为渗透,水中溶质透过膜的过程成为渗析。常用于废水处理的膜分离方法有电渗析(ED)、反渗透(R0)、微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)等,这些分离方法的基本特陛对比见表5—8。与常规分离技术相比,膜分离过程具有无相变、能耗低、工艺简单、不污染环境、易于实现自动化等优点,可以在常温下进行。在废水处理领域,常被用做污水回用前的一种水质深度处理工艺,其中电渗析和反渗透有时也被用做高含盐废水或含金属离子废水进生物法处理系统前的预处理。气体膜分离技术是20世纪70年代开发成功的新一代气体分离技术,其原理是在压力驱动下,借助气体中各组分在高分子膜表面上的吸附能力以及在膜内溶解-扩散上的差异,即渗透速率差来进行分离的。现已成为比较成熟的工艺技术,并广泛用于许多气体的分离,提浓工艺。工业发达国家称之为“资源的创造性技术”,目前主要有两种工艺流程,即正压法和负压法,前者适用于氧氮同时应用或对氧浓度要求较高的场合。早在80年代初,许多发达国家都投入了大量人力物力来研究膜法富氧技术,特别是日本,其通产省就资助了旭硝子等7家公司和研究所参加“膜法富氧燃烧技术研究组”。由于能源紧张,日本先后有近20家推出膜法富氧装置。膜法的主要特点是无相变,能耗低,装置规模根据处理量的要求可大可小,而且设备简单,操作方便安全,启动快,运行可靠性高,不污染环境,投资少,用途广等优点。各种气体分离方法的规模,经济性,技术成熟程度,能耗和用途如下:高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄层物材料。主要有聚酸胺类,聚酸亚胺类,聚砜类,聚乙烯酸类,丙烯类衍生物聚合物及纤维素类等。但大多数高分子材料均存在PO2和αO2/N2相互制约的关系且不耐高温、易腐蚀等缺点。聚砜是一种机械性能优良、耐热性好、耐微生物降解、价廉易得的膜材料。由于以聚砜制成的膜具有膜薄、内层孔隙率高且微孔规则等特点,
因而常作为气体分离膜的基本材料。
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