㈠ mbr膜片製作工藝關鍵控制點
摘要 膜生物反應器工藝中,膜分離的操作條件類似於傳統膜分離,主要控制因素有進水水質、膜面流速、溫度、操作壓力、pH 值、MLSS 等。
㈡ 膜通量受什麼因素影響
反滲透膜通量受壓力、溫度、回收率、給水含鹽量、給水pH值因素的影響。
1、進水壓力
膜進水壓力本身並不會影響鹽透過量,但是進水壓力升高使得驅動反滲透的凈壓力升高,使得產水量加大,同時鹽透過量幾乎不變,增加的產水量稀釋了透過膜的鹽分,降低了透鹽率,提高脫鹽率。當進水壓力超過一定值時,由於過高的回收率,加大了濃差極化,又會導致鹽透過量增加,抵消了增加的產水量,使得脫鹽率不再增加。
2、進水溫度
溫度對反滲透膜的運行壓力、脫鹽率、壓降影響最為明顯。溫度上升,滲透性能增加,在一定水通量下要求的凈推動力減少,因此實際運行壓力降低。同時溶質透過速率也隨溫度的升高而增加,鹽透過量增加,直接表現為產品水電導率升高。
3、進水pH值
各種膜組件都有一個允許的pH值范圍,進水pH值對產水量幾乎沒有影響。但是即使在允許范圍內,對脫鹽率有較大影響,一方面pH值對產品水的電導率也有一定的影響,這是因為反滲透膜本身大都帶有一些活性基團,pH值可以影響膜表面的電場進而影響到離子的遷移,pH值對進水中雜質的形態有直接影響,如對可離解的有機物,其截留率隨pH值的降低而下降。另一方面由於水中溶解的CO2受pH值影響較大,pH值低時以氣態CO2形式存在,容易透過反滲透膜,所以pH低時脫鹽率也較低,隨pH升高,氣態CO2轉化為HCO3-和CO32-離子,脫鹽率也逐漸上升,在pH7.5-8.5間,脫鹽率達到最高。
4、進水鹽濃度
滲透壓是水中所含鹽分或有機物濃度的函數,含鹽量越高滲透壓也增加,進水壓力不變的情況下,凈壓力將減小,產水量降低。透鹽率正比於膜正反兩側鹽濃度差,進水含鹽量越高,濃度差也越大,透鹽率上升,從而導致脫鹽率下降。對同一系統來說,給水含鹽量不同,其運行壓力和產品水電導率也有差別,給水含鹽量每增加l00ppm,進水壓力需增加約0.007MPa,同時由於濃度的增加,產品水電導率也相應的增加。
5、回收率
回收率對各段壓降有很大的影響,在進水總流量保持一定的條件下,回收率增加,由於流經反滲透高壓側的濃水流量減少,總壓降降低,回收率減少,總壓降增大,實際運行表明,反滲透膜回收率即使變化很小,也會使總壓差產生0.02MPa左右的變化。回收率對產品水電導率的影響取決於鹽透過量和產品水量,一般說來,系統回收率增大,會增加濃水中的含鹽量,並相應增加產品水的電導率。
㈢ 膜分離技術是什麼變化
物理
膜分離技術是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時,實現選擇性分離的技術,半透膜又稱分離膜或濾膜,膜壁布滿小孔,根據孔徑大小可以分為:微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)、反滲透膜(RO)等,膜分離都採用錯流過濾方式。
根據前瞻產業研究院《中國膜產業市場調研與投資戰略規劃分析報告》最新的監測數據顯示,近十幾年來,中國膜產業高速增長,總產值從1994年2億元上升到2008年200億元(膜行業總產值是指膜製品、膜組件、膜附屬設備及相關工程的總值,膜製品與膜組件是整個行業的核心);2009年、2010年中國膜產業產值分別為230億元和300億元左右,同比增長率達到30%。2011年,我國膜產業產值更是達400億元。
中國膜產業已經進入一個快速成長期,超濾、微濾、反滲透等膜技術在能源電力、有色冶金、海水淡化、給水處理、污水回用及醫葯食品等領域的工程應用規模迅速擴大,多個具有標志性意義的大型膜法給水工程、污水回用工程及海水淡化工程已經相繼建成。
前瞻產業研究院發布的《2014-2018年中國膜產業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》顯示,「十二五」期間,我國膜產業預計將保持20%-25%的年增長率,到2015年,我國膜產業產值將達到852億元左右。
膜分離的基本工藝原理是較為簡單的。在過濾過程中料液通過泵的加壓,料液以一定流速沿著濾膜的表面流過,大於膜截留分子量的物質分子不透過膜流回料罐,小於膜截留分子量的物質或分子透過膜,形成透析液。故膜系統都有兩個出口,一是迴流液(濃縮液)出口,另一是透析液出口。在單位時間(Hr)單位膜面積(m2)透析液流出的量(L)稱為膜通量(LMH),即過濾速度。影響膜通量的因素有:溫度、壓力、固含量(TDS)、離子濃度、黏度等。
由於膜分離過程是一種純物理過程,具有無相變化,節能、體積小、可拆分等特點,使膜廣泛應用在發酵、制葯、植物提取、化工、水處理工藝過程及環保行業中。對不同組成的有機物,根據有機物的分子量,選擇不同的膜,選擇合適的膜工藝,從而達到最好的膜通量和截留率,進而提高生產收率、減少投資規模和運行成本。
㈣ 膜過濾技術發展現狀及其優缺點,主要用於處理污水
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膜過濾技術在水處理中的應用
1、用反滲透和納濾處理垃圾填埋場滲瀝液
城市垃圾填埋場產生的滲瀝液中含有大量有機和無機污染物。由於成分復雜,組分變化大,污染物濃度高,所以很難用傳統方法處理。即使用生化法(好氧或厭氧)和活性炭吸附或臭氧氧化聯合流程進行處理,效果也不理想。傳統處理法的處理效果很大程度上取決於滲瀝液成份和填埋場運行年限。反滲透和納濾被認為是處理滲瀝液的有效方法。反滲透膜可同時去除有機和無機成分。濾過液可作為工藝循環水使用或排放。殘留液通過蒸發,可以獲得固態廢物。這些廢物可返回填埋場進行填埋。預處理可以採用簡單的過濾、生物處理、生物處理與混凝聯合以及微濾或超濾的方法。國外已有許
多填埋場都採用膜濾技術處理垃圾滲瀝液。國內這方面的研究還處在實驗研究階段。採用氨氮吹脫與厭氧工藝進行預處理後,採用膜生物反應器法處理城市垃圾
填埋場產生的滲瀝液,獲得了較好的效果。
2、用納濾處理紡織印染廢水
紡織印染業工藝過程中要產生大量高鹽度(>5%)、高色度(數萬至十幾萬)、高化學需氧量(CODCr數萬至十幾萬)、可生化性差的廢水[8]。在排放或回用之前,在傳統處理之後(如活性污泥法—沉降—砂濾)加上膜濾就可以降低水的色度和難生物降解的有機物、重金屬、營養物等的含量。超濾只能部分去除色度、不能被去除小分子有機染料。所以超濾處理後還不能循環使用,不過經過超濾後的滲透液可以達標排放。紡織印染廢水回用的最重要的指標是硬度、鹽度和色度。先生物處理再納濾就可以使廢水達到回用標准。經過納濾處理後,水在硬度、有機物濃度和色度等可以接近地下水的水平。滲透液的水質在很大程度上取決於膜的類型。小孔徑膜(NF70)可以用於脫色,但流量要低一些。通過納濾處理紡織行業水的循環利用率為80%—90%
3、超濾/微濾用於中水回用
缺點就是會產生膜污染:
膜處理技術在長期的運轉過程中,會引起膜的污染,導致過濾通量隨運行時間而逐漸下降。膜污染是膜濾應用的主要制約因素,它既能引起過濾通量的下降,又能影響處理效果
㈤ 膜濾技術的核心是膜技術.試述一種性能良好的膜應具有哪 些特點
膜的種類非常多,從工程應用的角度來看,至少需要考量以下因素
1、通量:指單位時間通過單位面積膜的物料的體積或質量。
對於生產膜的企業,通常會採用水通量來衡量膜的通量指標,實際上走水通量和走物料通量差異很大,大部分的企業採用純水或者自來水測試通量,而這些膜將來實際的應用場合可能是處理污水或者工業物料,污水或者工業物料的成分非常復雜,對膜表面的污染也是不同的,因此實際的通量也不同。
2、截留率:指膜對溶質的截留能力。
(1)截留率是1時,表示溶質全部被截留。截留率是0時,表示溶質能自由透過膜。
(2)截留率與分子量之間的關系稱為截斷曲線。質量好的膜應有陡直的截斷曲線,可使不同分子量的溶質完全分離;斜坦的截斷曲線會導致分離不完全。
截留率也是很重要的指標,代表著膜是否能達到預期的過濾效果,比如純水系統,如果截留率直接影響產水電導率;比如工業生產的截留率直接影響產品收率。
3、截留分子量:指截留曲線上截留率為90%的溶質的相對分子量。
截留分子量主要指納濾、超濾等級的膜指標,特別是在工業分離中,選擇合適的截留分子量,才能達到所需要的分離目的。截留分子量+截留率才是表徵膜過濾效果的完整參數。
4、抗污染性:
任何的膜過濾通量都是逐漸衰減的,抗污染性好的膜,通量衰減相對慢,同時清洗好恢復。抗污染性沒有具體的單一指標衡量,只能通過實際的參數判斷抗污染性好還是差。
5、其他:比如陶瓷膜會有孔徑、孔徑分布和孔隙率、完整性等指標。
㈥ p膜的關於p膜
①皮肉、筋骨、臟腑間的膜狀組織。《素問·舉痛論》:「脾與胃與膜相連耳。」
②病證名。出《神農本草經》卷二。眼生片狀薄膜,通常伴有血絲,從白睛發出,侵向黑睛,甚至遮蓋瞳神,影響視力。一般以血絲疏密和紅赤的濃淡不同,又有赤膜和白膜之分。
膜 一種紡織過濾布。高科技產物,天津工業大學膜技術居於世界前沿。 當壓力(ΔP)小於3.0 MPa時,Cu離子截留率(R1)隨著壓力(ΔP)的增加而上升;當壓力(ΔP)大於3.0 MPa時,Cu離子截留率(R1)隨著壓力(ΔP)增加而呈下降趨勢。這一現象的原因和納濾過程相似。當壓力(ΔP)小於3.0 MPa時,Cu離子截留率(R1)的正向變化趨勢可和納濾過程作同樣的解釋。當壓力(ΔP)大於3.0 MPa時,Cu離子截留率(R1)的反向變化趨勢。這可能是由於壓力已經達到反滲透膜最佳運行壓力范圍的上限。此時,膜攔截溶質的能力已大為減弱,溶質開始大量透過膜片,導致其截留率呈下降趨勢。
COD截留率(R2)隨著壓力(ΔP)的增加而上升。和Cu離子的上升變化趨勢的原因一樣,非平衡熱力學模型的Spiegler-Kedem方程能很好的解釋這一現象。 有一個問題:Cu離子的截留率(R1)和COD的截留率(R2)變化曲線不同,COD曲線沒有下降趨勢。這可能是由於反滲透膜對COD分子和Cu離子的截留能力有所差異。當運行壓力(ΔP)大於3.0 MPa時,膜對Cu離子的截留能力已經下降了很多,而對COD分子的截留能力下降不大。但可以發現,COD曲線隨著壓力的增加,已逐漸趨於平緩,這說明膜對COD的截留能力也在下降。
壓力實驗表明:SE抗污染反滲透膜的最佳運行壓力為3.0 MPa。 反滲透實驗採用3.0 MPa的壓力運行。反滲透濃縮實驗料液為納濾過程濃縮10倍的濃縮液,體積50L。
反滲透濃縮試驗採用濃水迴流方式,即濃水迴流入料液桶。濃縮倍數是按照料液桶內剩餘料液的體積與原始料液的體積比來確定。例如,料液桶內還剩下1/10料液時,即為濃縮10倍,取樣測試。
濃縮倍數對反滲透膜分離性能的影響曲線如圖11、12、13所示。
膜通量(Jw)隨著料液濃度(C)增加而降低。這一現象和納濾過程一樣,也可以根據優先吸附——毛細孔流模型來解釋。
在濃縮兩倍之前,Cu離子截留率(R1)隨濃縮倍數(n)增大而上升,之後則開始呈下降趨勢。這一現象可根據細孔理論來解釋。細孔理論的依據有兩點:其一是膜截留溶質分子主要考慮篩分作用的機理;其二是視溶質分子為剛性球。反滲透過程截留溶質(中性分子和電解質)主要是依靠篩分機理,因此可以用細孔理論來解釋。細孔理論表明:膜對溶質溶液的截留率在一定濃度范圍內隨溶液濃度的變化不大,可視為不變。在本實驗中,濃縮兩倍的濃度可能還未超出細孔理論所限定的范圍,溶質濃度雖然增加,但還不能大量通過膜片,因此溶質的透過量變化不是很大。而同時,膜通量(Jw)在下降,但下降趨勢不是很大。綜合溶質透過量和膜通量兩方面的因素,Cu離子的截留率呈略微上升的趨勢。濃縮2倍以後,該濃度值可能已經超過細孔理論所限定的范圍,溶質濃度的進一步增加導致其透過膜片的量開始逐步增加,因而Cu的截留率(R1)會呈下降趨勢。
在濃縮6倍之前,COD離子截留率(R2)隨濃縮倍數(n)增大而上升,之後則開始呈下降趨勢。這一現象的原因和Cu離子截留率變化的原因一樣。反滲透膜截留COD分子和Cu離子所依據的都是篩分原理,導致COD截留率在濃縮6倍時出現下降趨勢,可能是6倍濃度是超過細孔理論所限定范圍的臨界點。 項目濃度濃縮倍數 滲透液(mg/L) 濃縮液(mg/L) 截留率 膜通量(L/min)
Cu離子 COD Cu離子 COD Cu離子 COD
初 始 4.07 343 1478 2430 99.72% 85.88% 0.393
2 倍 6.06 552 2950 4375 99.79% 87.38% 0.346
4 倍 17.17 923 5889 8010 99.71% 88.48% 0.224
6 倍 47.78 1200 9183 11920 99.48% 90.16% 0.133
8 倍 121.49 4160 12216 15000 99.01% 72.27% 0.036
10 倍 220.45 5510 14325 17020 98.46% 67.63% 0.021 反滲透濃縮實驗的目的是希望能夠盡可能的濃縮料液,本次實驗是在納濾濃縮的基礎上將料液再濃縮10倍,實驗數據如表2所示。
由表2可以知道,在初始狀態時,料液Cu離子濃度為1478mg/L,滲透液濃度為4.07mg/L;料液濃縮10倍後,其濃度達到14625mg/L,透過液濃度為220.45mg/L。
在初始狀態時,料液COD值為2430mg/L,滲透液濃度為343mg/L;濃縮10倍後,濃縮液COD為17020mg/L,滲透液濃度為5510mg/L。
㈦ 影響微濾和超濾膜水通量的因素有哪些
膜通量是膜分離過程中重要的一項工藝參數,是指單位時間內通過單位膜面積上的流體量,影響膜通量的因素主要有四點:
1.壓力:在超濾中膜兩側壓力差△P對通量和截留率的影響,在超濾中,壓力升高引起膜面濃縮升高,則透過膜的溶質也增大,因而截留率減小。
2.濃度:當以微濾過濾菌體時,通量與濃度的關系不同於超濾,在谷氨基酸發酵液的微濾中:開始通量下降很快,可能是由於膜面的污染;然後通量變化較小,可能由於管狀收縮效應引起通量的增加和濃度增大引起的降低互相對消,最後通量急劇降低。
3.流速:根據濃差極化,凝膠層模型,流速較大,可使通量增大。對於超濾,通常在略低於極限通量的條件下操作。雖然增大流速可以加大通量,但需考慮:只有當通量為濃差極化控制時,增大流速才會使通量增加;增大流速會使膜兩側壓力差減小,因為流經通道的壓力將增大;增大流速,使剪切力增加,對某些蛋白質不利;動力消耗增加。
4.溫度:在超濾或微濾中,一般來說,溫度升高都會導致通量增大,因為溫度升高使粘度降低和擴散系數增大。所以操作溫度的選擇原則是:在不影響料液和膜的穩定范圍內,盡量選擇較高的溫度。由於水的粘度每升高1℃,約降低2.5%,所以,一般可認為,每升高1℃,通量約增加3%。
㈧ 超濾膜分離實驗滲透通量隨壓強和溫度如何變化為什麼
中空纖維型的抄,壓力上襲升,通量上升,壓力越高,上升幅度降低,直到幾乎沒變化,因為內孔孔徑限制了流量上限,壓力再高也是白搭。溫度越高,通量上升,再高材質受不了,分離膜微孔隨溫度上升會擴張,擴張到一定程度溫度上升材質就沒這強度了。
平板的壓力稍微可以高點,但是支撐體也有承壓上限。
㈨ 影響超濾膜運行的因素有哪些
溫度對產水量的影響:
溫度對超濾膜系統的水分子的活性增強,粘滯性減小,故產水量增加。反之則產水量減少,因此即使是同一超濾膜系統在冬天和夏天的產水量的差異也是很大的,溫度與產水量的關系是成正比的。一般在允許的溫度條件下,溫度系統約為0.0215/1°C,即溫度每上升一度,則相應的產水量增加2.15%,因此可以使用調節水溫的方法來實現超濾系統的產水量的穩定一致。
水質變化:
一方面,進水水質經由10μ過濾後,保證濁度小於1NTV,濃度不大於百分之五,且水溫應在5至40攝氏度之間,壓力應不大於0.2MPa,在此基礎上,保證進水回收率在80%以上,酸鹼度為2至13之間。另一方面,水質異常也是影響超濾出水量的重要條件,包括在雨季,原水中所蘊含的顆粒物、懸浮物會增多,使濁度達不到相關要求。加之進水的主要來源是地表水,所蘊含的有機物較多,在壓力不均衡和連接不緊密的情況下會混入一定質量的生水,被截留於超濾膜表面,致使定期的清潔難以維持,直接導致超濾出水量降低。
操作壓力對產水量的影響:
在低壓時超濾膜的產水量與壓力成正比關系,即產水量隨著壓力升高而升高,但當壓力值超過0.3mpa時,即使壓力再升高,其產水量的增加也很小,主要是由於在高壓下超濾膜被壓密而增加透水阻力所致,因此在超濾系統設計應注意;
超濾過程:
原水在管道內或管道外流動,小分子溶質及溶劑穿過膜逐漸形成超濾液,並降低濃度,成為濃縮液,從而實現小分子溶質和溶劑分離和濃縮。超濾過程具有動態性,且膜不易堵塞,但會隨著運行時間的增加,產生吸附作用,使超濾膜表面形成殘渣等物質。因此,超濾的各項特徵是保證出水量的必要條件。
進水渾濁度對產水量的影響:
進水濁度越大時,超濾膜受到影響的產水量越少,而且進水濁度大更易引起超濾膜的堵塞,在確定超濾膜產生量時也應考慮進水濁度的影響,一般可採用以下方法降低濁度的影響;
A、 增加前級預處理降低原水濁度;
B、 使用錯流過濾方式,並降低系統回收率;
流速對產水量的影響:
流速的變化對產水量的影響雖不像溫度和壓力那樣明顯,流速過大時反而會導致膜組件的產水量下降,這主要是因為由於流速加快增加了組件壓力損失而造成的,因此在設計超濾系統流速時,一定要控制在給定的流速范圍內,流速太慢影響超濾分離質量,容易形成濃差極化,太快則影響產水量。
㈩ 凈水設備常識:超濾膜過濾原理及過濾方式
中國市場上的凈水設備大致可分為凈水器和純水機兩大類。所謂凈水器就是去除水中的懸浮物以及對人體有害的有機化合物,無機化合物,重金屬,細菌,又能保留人體所需要的向量元素和礦物質的產品;所謂純水機就是濾除水中所有的雜質,只剩下完全純凈的水分子。長期飲用純凈水是不利於人體健康的,純水失去了人體所需的微量元素,長期飲用對身體不利。所有,我們可以選擇超濾膜凈水器,但是超濾膜凈水器過濾原理及過濾方式如何?
超濾膜過濾原理
超濾是一種與膜孔徑大小相關的篩分過程,以膜兩側的壓力差為驅動力,以超濾膜為過濾介質,在一定的壓力下,當原液流過膜表面時,超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液,而原液中體積大於膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側,成為濃縮液,因而實現對原液的凈化、分離和濃縮的目的。
超濾膜過濾方式
一個中空纖維超濾膜組件主要是由成百到上千根中空纖維絲和膜殼兩部分組成,一般將中空纖維內徑在0.6-6mm之間的超濾膜稱為毛細管式超濾膜,毛細管式超濾膜因內徑較大,因此不易被大顆粒物質堵塞,更適用於過濾原液濃度較大的場合。
1.內壓式過濾:
原液先從膜絲內孔進,經壓力差驅動,沿徑向由內向外滲透過中空纖維成透過液為內壓式過濾,內壓式過濾可以使用高壓大流量的順沖洗,使沖洗水流與膜孔成切向方向快速流過,從而可以將吸附在膜內孔表面上的污染物沖去,恢復膜的水通量。
2.外壓式過濾:
原液經壓力差驅動沿徑向由外向內滲透過中空纖維膜絲成為透過液,而截留的物質匯集在中空絲的外部時為外壓式過濾。:外壓式超濾膜密封在膜殼內,水流的死角多,無法使用快速直沖的方法清除膜表面附著的污染物,因而不能完全去污。