膜分离原理技术与设备演示幻灯片.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,膜分离设备,主讲人：李菲菲,1,一、膜分离的基本原理,1,、什么是膜分离,膜分离（,MembraneSeparation,）是以选择性透过膜为分离介质，在膜两侧一定推动力的作用下，使原料中的某组分选择性地透过膜，从而使混合物得以分离，以达到提纯、浓缩等目的的分离过程。,2,2,、膜分离的推动力,（,1,）借助外界能量，物质发生由低位到高位的流动；,（,2,）借助本身的化学位差，物质发生由高位到低位的流动。,3,3,、膜分离方法,（,1,）压力推动,反渗透、纳滤、超滤、微滤均为压力推动的膜过程，即在压力的作用下，溶剂及小分子通过膜，而盐、大分子、微粒等被截留，其截留程度取决于膜结构。,4,（,2,）其他推动力,电渗析,采用带电的离子交换膜，在电场作用下膜能允许阴、阳离子通过，可用于溶液去除离子。,气体分离,是依据混合气体中各组分在膜中渗透性的差异而实现的膜分离过程。,渗透汽化,是在膜两侧浓度差的作用下，原料液中的易渗透组分通过膜并汽化，从而使原液体混合物得以分离的膜过程。,5,反渗透膜,几乎无孔，可以截留大多数溶质（包括离子）而使溶剂通过，操作压力较高，一般为,2,10MPa,；,纳滤膜,孔径为,2,5nm,，能截留部分离子及有机物，操作压力为,0.7,3MPa,；,超滤膜,孔径为,2,20nm,，能截留小胶体粒子、大分子物质，操作压力为,0.1,1MPa,；,微滤膜,孔径为,0.05,10m,，能截留胶体颗粒、微生物及悬浮粒子，操作压力为,0.05,0.5MPa,。,4,、常见膜的区别,6,7,8,膜分离法,传质推动力,分离原理,应用举例,微,滤（,MF）,压差0.050.5,筛分,除菌，回收菌，分离病毒,超滤,压差0.11.0,筛分,蛋白质、多肽和多糖的回收和浓缩,反渗透,压差1.010,筛分,盐、氨基酸、糖的浓缩、淡水制造,渗析,浓差,筛分,脱盐，除变性剂,电渗析,电位差,电荷、筛分,脱盐，氨基酸和有机酸分离,渗透气化,压差、温差,溶质与膜的亲和作用,有机溶剂与水的分离，共沸物的分离,各种膜分离法的原理和应用范围,9,5,、常见膜的工作原理,电渗析器工作原理,阴极,阳极,失电子,得电子,10,反渗透工作原理,11,12,二、膜材料及分类,1,、常用膜材料,有机高聚物膜,：纤维素类、聚砜类、聚酰胺类、聚酯类、含氟高聚物、聚烯烃等,无机分离膜,：陶瓷膜、玻璃膜、金属膜和分子筛炭膜等,13,2,、膜的种类,（,1,）,对称膜,：,又称为均质膜，是一种均匀的薄膜，膜两侧截面的结构及形态完全相同。包括致密的无孔膜和对称的多孔膜两种。,（2）,非对称膜,：横断面具有不对称结构。包括一体化非对称膜和复合膜两类。,14,非对称膜的结构示意图,对称膜的结构示意图,15,三、常用的膜器件,（一）板框式膜器件,1,、基本部件,平板膜、支撑盘、间隔盘。三种部件相互交替、重叠、压紧。,16,2,、特点,组装比较简单，可以简单地增加膜的层数以提高处理量；,操作比较方便。,板框式膜组件组装零件太多；装填密度低；膜的机械强度要求较高。,3,、应用,超滤（,UF,）、微滤（,MF,）、反渗透（,RO,）、电渗析（,ED,）,17,4,、板框式反渗透膜组件,季紧螺栓型,-,装配图,18,进水,透过水,浓缩水,耐压容器,透水板,半透膜,5,、工作过程,19,板式超滤膜装置,20,（二）圆管式膜器件,1,、基本部件,管状膜、圆筒形支撑体、管束板、不锈钢外壳、端部密封,2,、特点,流动状态好，流速易控制；,结构简单，容易清洗，安装、操作方便；,装填密度较小，单位体积内有效膜面积小；,耐高压，无死角，适宜于处理高黏度及固体含量较高的料液，比其他形式应用更为广泛。,21,3,、类型与结构,管式膜组件又分为内压型和外压型两种。,内压型有单管式和管束式两种。,22,23,24,（三）螺旋卷式膜器件,1,、基本部件,膜、多孔支撑层、原料水隔网、多孔中心管,构成：两层膜三边封口，构成信封状膜袋，膜袋内填充多孔支撑层，一层膜袋衬一层隔网，从膜袋开口端开始绕多孔中心管卷绕而形成螺旋卷式膜器件。,25,26,密封,密封,密封,螺旋卷式膜组件一个膜叶结构示意图,多孔透水材料,膜，上下两层,27,28,2,、特点,结构紧凑，装填密度高,制作简单，安装、操作方便,适合低流速、低压下操作,制作工艺复杂，膜清洗困难,29,3,、工作过程,原料从端部进入组件后，在隔网中的流道沿平行于中心管方向流动，而透过物进入膜袋后旋转着沿螺旋方向流动，最后汇集在中心收集管中再排出，浓液则从组件另一端排出。,30,进水口,耐压容器,连接器,膜组件,密封圈,端盖,透过液,浓缩液,4,、膜组件的结构与组装,31,32,（四）中空纤维式膜器件,1,、基本构成,（,1,）中空纤维膜,将膜材料制成外径为,80,400m,、内径为,40,100m,的空心管，即为中空纤维膜。,（,2,）中空纤维膜组件,将大量的中空纤维一端封死，另一端用环氧树脂浇注成管板，装在圆筒形压力容器中，就构成了中空纤维膜组件。,33,2,、特点,结构紧凑，装填密度很高；,清洗困难；,中空纤维膜一旦损坏无法维修，只能更换膜组件；,液体在管内流动时阻力很大，易阻塞。,34,3,、,工作过程,（,1,）内压式,料液从空心纤维管内流过，透过液经纤维管膜流出管外，这是常用的操作方式。,（,2,）外压式,料液从一端经分布管在纤维管外流动，透过液则从纤维膜管内流出。,35,外压式（周进中出）,内压式（中进周出）,36,4,、中空纤维膜设备操作,（,1,）操作过程,过滤、浓缩反洗清洗正洗,（,2,）操作注意事项,中空纤维组件必须在湿态下使用与保存。长期停用时，用,0.5%,甲醛或次氯酸钠水溶液保存。,37,操作过程,38,谢谢收看，请您鼓掌。,奇迹的时刻。,加载中,39,