① 比较扩散渗析 电渗析 反渗透 超滤 微滤以及液膜分离技术各自的特点
扩散渗析利用半透膜或选择透过性离子交换膜使溶液中的溶质由高浓度一侧通过膜向低浓度一侧迁移的过程。这种过程是以浓度差为动力,所以也称为浓差渗析或自然渗析。它主要用于有机和无机电解质的分离和纯化。在环境工程方面目前主要用于酸、碱废液的处理和回收。
电渗析利用半透膜的选择透过性来分离不同的溶质粒子(如离子)的方法称为渗析。在电场作用下进行渗析时,溶液中的带电的溶质粒子(如离子)通过膜而迁移的现象称为电渗析。利用电渗析进行提纯和分离物质的技术称为电渗析法,它是20世纪50年代发展起来的一种新技术,最初用于海水淡化,现在广泛用于化工、轻工、冶金、造纸、医药工业,尤以制备纯水和在环境保护中处理三废最受重视,例如用于酸碱回收、电镀废液处理以及从工业废水中回收有用物质等。
反渗透又称逆渗透,一种以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。因为它和自然渗透的方向相反,故称反渗透。根据各种物料的不同渗透压,就可以使用大于渗透压的反渗透压力,即反渗透法,达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。
超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一。以大分子与小分子分离为目的,膜孔径在20-1000A°之间。中空纤维超滤器(膜)具有单位容器内充填密度高,占地面积小等优点。
微滤又称微孔过滤,属于精密过滤。微滤能够过滤掉溶液中的微米级或纳米级的微粒和细菌。微滤广泛应用于微电子行业超纯水的终端过滤,各种工业给水的预处理和饮用水的处理等,也是在生物医学、尖端科技中检测微细杂质、进行科学实验的一个重要工具
② 请比较说明微滤,超滤,纳滤和反渗透等四种常用膜分离技术的异同点
微滤microfiltration以压力为驱动力,分离0.1-1微米的微粒的过程,简称为MF
超滤ultrafiltration以压力差为动力,膜孔径约0.001-0.2微米的物理筛分过程,简称为UF
1,微滤和超滤同属于微孔膜范畴,微孔过滤是一种物理筛分过程,其功能在于截留分子量为几百至几百万的物质,包括大分子有机物,微生物等,而不是以脱盐为目的。
2,微孔膜的孔径为一个范围值:微滤在0.1-1微米,超滤为0.001-0.2微米
3,在学术领域,微滤膜的过滤精度一般用孔径表示,而超滤的过滤精度一般用切割分子量来表示
4,微滤和超滤的过程均以压力为驱动力,用于溶液体系中的物质分离。
5,膜的材料分为有机高分子和无机高分子材料。
纳滤:nanofiltration以压力为驱动力,用于脱除二价及二价以上的多价离子和分子量200以上有机物的膜分离过程,简称为NF
1, 纳滤技术是继反渗透后出现的一种新的分离技术,其分离机理基本和反渗透一致。
2, 纳滤理论精度为0.001-0.005微米,略大于反渗透,因此所需工作压力低于反渗透,早期被称为“松散反渗透”
3, 纳滤的作用在于去除二价及二价以上离子和分子量200以上的物质,对一价离子的去除率较低,其综合脱盐率低于反渗透
反渗透reverse
osmosis在膜的进水一侧施加比溶液渗透压高的外界压力,只允许溶液中水和某些组分选择性透过,其他物质不能透过而被截留在表面的过程,简称RO
1,反渗透的概念始于渗透现象,当把只允许水透过的高分子半透膜作为介质,两侧分别是盐水和纯水时,由于纯水测水的浓度高于盐水测的浓度,纯水将向盐水侧扩散透过,这种浓度差异导致的迁移过程,就是渗透,他是自然界中在生物体内存在的一个普遍现象。
2,反渗透是一种由人类创造力产生的非自然现象或一种水溶液分离技术,其原理是通过施加机械外压,克服浓度差导致的逆向迁移的过程。
3, 反渗透仅适用于液相体系(水溶液体系)中溶质和溶剂的分离,在净水器中运用较多。
4, 反渗透现象必须在外界压力作用下发生,且压力必须高于水溶液的渗透压。
③ 膜分类过程的推动力有几种什么是反渗透的工作原理
原理:反渗透亦称逆渗透(RO)。是用一定的压力使溶液中的溶剂通过反渗透膜(或称半透膜)分离出来。因为它和自然渗透的方向相反,故称反渗透。根据各种物料的不同渗透压,就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。
1、 以静压力差为推动力的过程:微滤、超滤、反渗透、纳滤。
2、 以气体分压差为推动力的过程:气体膜分离、渗透汽化。
3、以浓度梯度差为推动力的过程——透析。
4、以电位差为推动力的过程——电渗析。
反渗透RO膜应用范围:
太空水、纯净水、蒸馏水等制备; 酒类制造及降度用水;医药、电子等行业用水的前期制备;化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备; 锅炉补给水除盐软水; 海水、苦咸水淡化;造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。
反渗透是六十年代发展起来的一项高新膜分离技术。它的孔径很小,能去除滤液中的离子范围和分子量很小的有机物,如细菌、病毒等。
④ 各种以压力为推动力的膜分离技术,孔径和压力比较。
反渗透、纳滤、超滤、微滤、无机陶瓷膜、陶瓷膜均为压力推动的膜过程。
反渗透:专几乎无孔,压力一般为2~10MPa
纳滤属膜:孔径为2~5nm,压力一般为0.7~3MPa
超滤膜:孔径为2~20nm,压力一般为0.1~1MPa
微滤膜:孔径为0.05~10μm ,压力一般为0.05~0.1MPa
无机陶瓷膜:孔径0.05~0.3μm ,压力一般为0.2MPa,
陶瓷膜:孔径为2-50mm,压力一般为1.0MPa,
⑤ 微滤、超滤、纳滤、反渗透有什么区别
微滤
微滤又称微孔过滤,是以多孔膜(微孔滤膜)为过滤介质。
在压力推动下,截留溶液中的砂砾、淤泥、黏土等颗粒和贾第虫、隐抱子虫、藻类和一些细菌等,而大量溶剂、小分子及少量大分子溶质都能透过膜的分离过程。
微滤技术通过机械截留作用、物理作用或吸附截留作用、架桥作用以及网络型膜的内部截留作用去除这类物质。
微滤、超滤、纳滤、反渗透比较
⑥ 按动力和传送机理的不同,膜分离过程可分为哪些类型
按推动力类型的来不同,膜分离过程可源以分为四种类型:
1. 以静压力差为推动力的过程:微滤、超滤、反渗透、纳滤。
2. 以气体分压差为推动力的过程:气体膜分离、渗透汽化。
3. 以浓度梯度差为推动力的过程——透析。
4. 以电位差为推动力的过程——电渗析。
⑦ 微滤与超滤的共同点和不同点,及其优缺点
微滤、超滤的区别
从膜的分离范围来看,微滤最适合液体介质的降浊、除菌处理,而超滤主要可用於对低分子溶解物与有机大分子的分离(通常是指分子量在500以上,106以下的大分子从溶液中分离)。对於反渗透水处理中的预处理来说是分离水中全部的有机物、微生物和胶体颗粒。
微滤和超滤的过滤过程通常是以直流过滤方式(包括表面过滤、深度过滤)和错流过滤方式进行的。微滤膜和超滤膜的差异最明显的是孔径不同,微滤膜一般指孔径在 0.02-0.1um,高度均匀,具有筛网特征的多孔固体连续相,而超滤的孔径似为0.002-0.2um,在进行分离时的压力也分别为0.01- 0.3Mpa和0.2-1.0Mpa。
超滤膜透过物质主要是水、溶剂、离子和小分子。
被截留物质主要是蛋白质、各类□、细菌、病毒、乳胶、微粒子、过滤精度为10-4cm~10-7cm利用超滤膜不同孔径对液体进行分离,其分子切割量(CWCO)一般为6000~50万,孔径为100nm(纳米)。
微滤膜透过物质主要是水、溶液和溶解物。被截留物质主要是悬浮物、细菌类、微粒子。过滤精密有0.2cm、0.5cm、1.0cm、2.0cm、3.0cm、5.0cm、和10.0cm。其在过滤领域里的重要特点是:
1. 使所有比网孔大的粒子被全部拦截在膜的表面,克服了常规过滤的深层过滤介质过滤达不到“绝对值”的要求,而微孔过滤膜是趋于“绝对值”过滤器的首选材料。
2. 孔径均匀,过滤精度高
微孔滤膜的孔径十分均匀,故为均孔膜,其与反渗透及超滤有明显的不同。其最大孔径与平均孔径的比值一般为3~4,孔径分布基本呈正态分布,因而常被作为起 保证作用的手段,过滤精度高,分离效率高。孔隙率高,流速快。微孔膜的微孔数绚达每平方釐米107~1011个孔,孔隙率在60%~90%之间,由於孔隙 率高,其对液体的过滤速度在同等过滤精度下,比常规过滤介质快40倍。
3. 厚度薄,吸附量小微孔膜的厚度一般为90~220um,与一般深层过滤介质比,只有它们的1/10,因而过滤速度高,过滤时对被滤物质的液体的吸附量极小。
4. 无介质脱落,不产生二次污染。微孔膜是均匀,连续的整体结构,没有一般的深层过滤介质可能产生滤材脱落的不足。
5. 颗粒容纳量小,易赌塞。微孔膜阻留颗粒大多数只限于膜表面,因而易被材料中与膜孔径大小相近的微粒或凝胶物质所堵塞。微滤和超滤在处理系统上视水质需要适当地采取预过滤。
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