㈠ mbr膜片制作工艺关键控制点
摘要 膜生物反应器工艺中,膜分离的操作条件类似于传统膜分离,主要控制因素有进水水质、膜面流速、温度、操作压力、pH 值、MLSS 等。
㈡ 膜通量受什么因素影响
反渗透膜通量受压力、温度、回收率、给水含盐量、给水pH值因素的影响。
1、进水压力
膜进水压力本身并不会影响盐透过量,但是进水压力升高使得驱动反渗透的净压力升高,使得产水量加大,同时盐透过量几乎不变,增加的产水量稀释了透过膜的盐分,降低了透盐率,提高脱盐率。当进水压力超过一定值时,由于过高的回收率,加大了浓差极化,又会导致盐透过量增加,抵消了增加的产水量,使得脱盐率不再增加。
2、进水温度
温度对反渗透膜的运行压力、脱盐率、压降影响最为明显。温度上升,渗透性能增加,在一定水通量下要求的净推动力减少,因此实际运行压力降低。同时溶质透过速率也随温度的升高而增加,盐透过量增加,直接表现为产品水电导率升高。
3、进水pH值
各种膜组件都有一个允许的pH值范围,进水pH值对产水量几乎没有影响。但是即使在允许范围内,对脱盐率有较大影响,一方面pH值对产品水的电导率也有一定的影响,这是因为反渗透膜本身大都带有一些活性基团,pH值可以影响膜表面的电场进而影响到离子的迁移,pH值对进水中杂质的形态有直接影响,如对可离解的有机物,其截留率随pH值的降低而下降。另一方面由于水中溶解的CO2受pH值影响较大,pH值低时以气态CO2形式存在,容易透过反渗透膜,所以pH低时脱盐率也较低,随pH升高,气态CO2转化为HCO3-和CO32-离子,脱盐率也逐渐上升,在pH7.5-8.5间,脱盐率达到最高。
4、进水盐浓度
渗透压是水中所含盐分或有机物浓度的函数,含盐量越高渗透压也增加,进水压力不变的情况下,净压力将减小,产水量降低。透盐率正比于膜正反两侧盐浓度差,进水含盐量越高,浓度差也越大,透盐率上升,从而导致脱盐率下降。对同一系统来说,给水含盐量不同,其运行压力和产品水电导率也有差别,给水含盐量每增加l00ppm,进水压力需增加约0.007MPa,同时由于浓度的增加,产品水电导率也相应的增加。
5、回收率
回收率对各段压降有很大的影响,在进水总流量保持一定的条件下,回收率增加,由于流经反渗透高压侧的浓水流量减少,总压降降低,回收率减少,总压降增大,实际运行表明,反渗透膜回收率即使变化很小,也会使总压差产生0.02MPa左右的变化。回收率对产品水电导率的影响取决于盐透过量和产品水量,一般说来,系统回收率增大,会增加浓水中的含盐量,并相应增加产品水的电导率。
㈢ 膜分离技术是什么变化
物理
膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时,实现选择性分离的技术,半透膜又称分离膜或滤膜,膜壁布满小孔,根据孔径大小可以分为:微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)、反渗透膜(RO)等,膜分离都采用错流过滤方式。
根据前瞻产业研究院《中国膜产业市场调研与投资战略规划分析报告》最新的监测数据显示,近十几年来,中国膜产业高速增长,总产值从1994年2亿元上升到2008年200亿元(膜行业总产值是指膜制品、膜组件、膜附属设备及相关工程的总值,膜制品与膜组件是整个行业的核心);2009年、2010年中国膜产业产值分别为230亿元和300亿元左右,同比增长率达到30%。2011年,我国膜产业产值更是达400亿元。
中国膜产业已经进入一个快速成长期,超滤、微滤、反渗透等膜技术在能源电力、有色冶金、海水淡化、给水处理、污水回用及医药食品等领域的工程应用规模迅速扩大,多个具有标志性意义的大型膜法给水工程、污水回用工程及海水淡化工程已经相继建成。
前瞻产业研究院发布的《2014-2018年中国膜产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》显示,“十二五”期间,我国膜产业预计将保持20%-25%的年增长率,到2015年,我国膜产业产值将达到852亿元左右。
膜分离的基本工艺原理是较为简单的。在过滤过程中料液通过泵的加压,料液以一定流速沿着滤膜的表面流过,大于膜截留分子量的物质分子不透过膜流回料罐,小于膜截留分子量的物质或分子透过膜,形成透析液。故膜系统都有两个出口,一是回流液(浓缩液)出口,另一是透析液出口。在单位时间(Hr)单位膜面积(m2)透析液流出的量(L)称为膜通量(LMH),即过滤速度。影响膜通量的因素有:温度、压力、固含量(TDS)、离子浓度、黏度等。
由于膜分离过程是一种纯物理过程,具有无相变化,节能、体积小、可拆分等特点,使膜广泛应用在发酵、制药、植物提取、化工、水处理工艺过程及环保行业中。对不同组成的有机物,根据有机物的分子量,选择不同的膜,选择合适的膜工艺,从而达到最好的膜通量和截留率,进而提高生产收率、减少投资规模和运行成本。
㈣ 膜过滤技术发展现状及其优缺点,主要用于处理污水
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膜过滤技术在水处理中的应用
1、用反渗透和纳滤处理垃圾填埋场渗沥液
城市垃圾填埋场产生的渗沥液中含有大量有机和无机污染物。由于成分复杂,组分变化大,污染物浓度高,所以很难用传统方法处理。即使用生化法(好氧或厌氧)和活性炭吸附或臭氧氧化联合流程进行处理,效果也不理想。传统处理法的处理效果很大程度上取决于渗沥液成份和填埋场运行年限。反渗透和纳滤被认为是处理渗沥液的有效方法。反渗透膜可同时去除有机和无机成分。滤过液可作为工艺循环水使用或排放。残留液通过蒸发,可以获得固态废物。这些废物可返回填埋场进行填埋。预处理可以采用简单的过滤、生物处理、生物处理与混凝联合以及微滤或超滤的方法。国外已有许
多填埋场都采用膜滤技术处理垃圾渗沥液。国内这方面的研究还处在实验研究阶段。采用氨氮吹脱与厌氧工艺进行预处理后,采用膜生物反应器法处理城市垃圾
填埋场产生的渗沥液,获得了较好的效果。
2、用纳滤处理纺织印染废水
纺织印染业工艺过程中要产生大量高盐度(>5%)、高色度(数万至十几万)、高化学需氧量(CODCr数万至十几万)、可生化性差的废水[8]。在排放或回用之前,在传统处理之后(如活性污泥法—沉降—砂滤)加上膜滤就可以降低水的色度和难生物降解的有机物、重金属、营养物等的含量。超滤只能部分去除色度、不能被去除小分子有机染料。所以超滤处理后还不能循环使用,不过经过超滤后的渗透液可以达标排放。纺织印染废水回用的最重要的指标是硬度、盐度和色度。先生物处理再纳滤就可以使废水达到回用标准。经过纳滤处理后,水在硬度、有机物浓度和色度等可以接近地下水的水平。渗透液的水质在很大程度上取决于膜的类型。小孔径膜(NF70)可以用于脱色,但流量要低一些。通过纳滤处理纺织行业水的循环利用率为80%—90%
3、超滤/微滤用于中水回用
缺点就是会产生膜污染:
膜处理技术在长期的运转过程中,会引起膜的污染,导致过滤通量随运行时间而逐渐下降。膜污染是膜滤应用的主要制约因素,它既能引起过滤通量的下降,又能影响处理效果
㈤ 膜滤技术的核心是膜技术.试述一种性能良好的膜应具有哪 些特点
膜的种类非常多,从工程应用的角度来看,至少需要考量以下因素
1、通量:指单位时间通过单位面积膜的物料的体积或质量。
对于生产膜的企业,通常会采用水通量来衡量膜的通量指标,实际上走水通量和走物料通量差异很大,大部分的企业采用纯水或者自来水测试通量,而这些膜将来实际的应用场合可能是处理污水或者工业物料,污水或者工业物料的成分非常复杂,对膜表面的污染也是不同的,因此实际的通量也不同。
2、截留率:指膜对溶质的截留能力。
(1)截留率是1时,表示溶质全部被截留。截留率是0时,表示溶质能自由透过膜。
(2)截留率与分子量之间的关系称为截断曲线。质量好的膜应有陡直的截断曲线,可使不同分子量的溶质完全分离;斜坦的截断曲线会导致分离不完全。
截留率也是很重要的指标,代表着膜是否能达到预期的过滤效果,比如纯水系统,如果截留率直接影响产水电导率;比如工业生产的截留率直接影响产品收率。
3、截留分子量:指截留曲线上截留率为90%的溶质的相对分子量。
截留分子量主要指纳滤、超滤等级的膜指标,特别是在工业分离中,选择合适的截留分子量,才能达到所需要的分离目的。截留分子量+截留率才是表征膜过滤效果的完整参数。
4、抗污染性:
任何的膜过滤通量都是逐渐衰减的,抗污染性好的膜,通量衰减相对慢,同时清洗好恢复。抗污染性没有具体的单一指标衡量,只能通过实际的参数判断抗污染性好还是差。
5、其他:比如陶瓷膜会有孔径、孔径分布和孔隙率、完整性等指标。
㈥ p膜的关于p膜
①皮肉、筋骨、脏腑间的膜状组织。《素问·举痛论》:“脾与胃与膜相连耳。”
②病证名。出《神农本草经》卷二。眼生片状薄膜,通常伴有血丝,从白睛发出,侵向黑睛,甚至遮盖瞳神,影响视力。一般以血丝疏密和红赤的浓淡不同,又有赤膜和白膜之分。
膜 一种纺织过滤布。高科技产物,天津工业大学膜技术居于世界前沿。 当压力(ΔP)小于3.0 MPa时,Cu离子截留率(R1)随着压力(ΔP)的增加而上升;当压力(ΔP)大于3.0 MPa时,Cu离子截留率(R1)随着压力(ΔP)增加而呈下降趋势。这一现象的原因和纳滤过程相似。当压力(ΔP)小于3.0 MPa时,Cu离子截留率(R1)的正向变化趋势可和纳滤过程作同样的解释。当压力(ΔP)大于3.0 MPa时,Cu离子截留率(R1)的反向变化趋势。这可能是由于压力已经达到反渗透膜最佳运行压力范围的上限。此时,膜拦截溶质的能力已大为减弱,溶质开始大量透过膜片,导致其截留率呈下降趋势。
COD截留率(R2)随着压力(ΔP)的增加而上升。和Cu离子的上升变化趋势的原因一样,非平衡热力学模型的Spiegler-Kedem方程能很好的解释这一现象。 有一个问题:Cu离子的截留率(R1)和COD的截留率(R2)变化曲线不同,COD曲线没有下降趋势。这可能是由于反渗透膜对COD分子和Cu离子的截留能力有所差异。当运行压力(ΔP)大于3.0 MPa时,膜对Cu离子的截留能力已经下降了很多,而对COD分子的截留能力下降不大。但可以发现,COD曲线随着压力的增加,已逐渐趋于平缓,这说明膜对COD的截留能力也在下降。
压力实验表明:SE抗污染反渗透膜的最佳运行压力为3.0 MPa。 反渗透实验采用3.0 MPa的压力运行。反渗透浓缩实验料液为纳滤过程浓缩10倍的浓缩液,体积50L。
反渗透浓缩试验采用浓水回流方式,即浓水回流入料液桶。浓缩倍数是按照料液桶内剩余料液的体积与原始料液的体积比来确定。例如,料液桶内还剩下1/10料液时,即为浓缩10倍,取样测试。
浓缩倍数对反渗透膜分离性能的影响曲线如图11、12、13所示。
膜通量(Jw)随着料液浓度(C)增加而降低。这一现象和纳滤过程一样,也可以根据优先吸附——毛细孔流模型来解释。
在浓缩两倍之前,Cu离子截留率(R1)随浓缩倍数(n)增大而上升,之后则开始呈下降趋势。这一现象可根据细孔理论来解释。细孔理论的依据有两点:其一是膜截留溶质分子主要考虑筛分作用的机理;其二是视溶质分子为刚性球。反渗透过程截留溶质(中性分子和电解质)主要是依靠筛分机理,因此可以用细孔理论来解释。细孔理论表明:膜对溶质溶液的截留率在一定浓度范围内随溶液浓度的变化不大,可视为不变。在本实验中,浓缩两倍的浓度可能还未超出细孔理论所限定的范围,溶质浓度虽然增加,但还不能大量通过膜片,因此溶质的透过量变化不是很大。而同时,膜通量(Jw)在下降,但下降趋势不是很大。综合溶质透过量和膜通量两方面的因素,Cu离子的截留率呈略微上升的趋势。浓缩2倍以后,该浓度值可能已经超过细孔理论所限定的范围,溶质浓度的进一步增加导致其透过膜片的量开始逐步增加,因而Cu的截留率(R1)会呈下降趋势。
在浓缩6倍之前,COD离子截留率(R2)随浓缩倍数(n)增大而上升,之后则开始呈下降趋势。这一现象的原因和Cu离子截留率变化的原因一样。反渗透膜截留COD分子和Cu离子所依据的都是筛分原理,导致COD截留率在浓缩6倍时出现下降趋势,可能是6倍浓度是超过细孔理论所限定范围的临界点。 项目浓度浓缩倍数 渗透液(mg/L) 浓缩液(mg/L) 截留率 膜通量(L/min)
Cu离子 COD Cu离子 COD Cu离子 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 反渗透浓缩实验的目的是希望能够尽可能的浓缩料液,本次实验是在纳滤浓缩的基础上将料液再浓缩10倍,实验数据如表2所示。
由表2可以知道,在初始状态时,料液Cu离子浓度为1478mg/L,渗透液浓度为4.07mg/L;料液浓缩10倍后,其浓度达到14625mg/L,透过液浓度为220.45mg/L。
在初始状态时,料液COD值为2430mg/L,渗透液浓度为343mg/L;浓缩10倍后,浓缩液COD为17020mg/L,渗透液浓度为5510mg/L。
㈦ 影响微滤和超滤膜水通量的因素有哪些
膜通量是膜分离过程中重要的一项工艺参数,是指单位时间内通过单位膜面积上的流体量,影响膜通量的因素主要有四点:
1.压力:在超滤中膜两侧压力差△P对通量和截留率的影响,在超滤中,压力升高引起膜面浓缩升高,则透过膜的溶质也增大,因而截留率减小。
2.浓度:当以微滤过滤菌体时,通量与浓度的关系不同于超滤,在谷氨基酸发酵液的微滤中:开始通量下降很快,可能是由于膜面的污染;然后通量变化较小,可能由于管状收缩效应引起通量的增加和浓度增大引起的降低互相对消,最后通量急剧降低。
3.流速:根据浓差极化,凝胶层模型,流速较大,可使通量增大。对于超滤,通常在略低于极限通量的条件下操作。虽然增大流速可以加大通量,但需考虑:只有当通量为浓差极化控制时,增大流速才会使通量增加;增大流速会使膜两侧压力差减小,因为流经通道的压力将增大;增大流速,使剪切力增加,对某些蛋白质不利;动力消耗增加。
4.温度:在超滤或微滤中,一般来说,温度升高都会导致通量增大,因为温度升高使粘度降低和扩散系数增大。所以操作温度的选择原则是:在不影响料液和膜的稳定范围内,尽量选择较高的温度。由于水的粘度每升高1℃,约降低2.5%,所以,一般可认为,每升高1℃,通量约增加3%。
㈧ 超滤膜分离实验渗透通量随压强和温度如何变化为什么
中空纤维型的抄,压力上袭升,通量上升,压力越高,上升幅度降低,直到几乎没变化,因为内孔孔径限制了流量上限,压力再高也是白搭。温度越高,通量上升,再高材质受不了,分离膜微孔随温度上升会扩张,扩张到一定程度温度上升材质就没这强度了。
平板的压力稍微可以高点,但是支撑体也有承压上限。
㈨ 影响超滤膜运行的因素有哪些
温度对产水量的影响:
温度对超滤膜系统的水分子的活性增强,粘滞性减小,故产水量增加。反之则产水量减少,因此即使是同一超滤膜系统在冬天和夏天的产水量的差异也是很大的,温度与产水量的关系是成正比的。一般在允许的温度条件下,温度系统约为0.0215/1°C,即温度每上升一度,则相应的产水量增加2.15%,因此可以使用调节水温的方法来实现超滤系统的产水量的稳定一致。
水质变化:
一方面,进水水质经由10μ过滤后,保证浊度小于1NTV,浓度不大于百分之五,且水温应在5至40摄氏度之间,压力应不大于0.2MPa,在此基础上,保证进水回收率在80%以上,酸碱度为2至13之间。另一方面,水质异常也是影响超滤出水量的重要条件,包括在雨季,原水中所蕴含的颗粒物、悬浮物会增多,使浊度达不到相关要求。加之进水的主要来源是地表水,所蕴含的有机物较多,在压力不均衡和连接不紧密的情况下会混入一定质量的生水,被截留于超滤膜表面,致使定期的清洁难以维持,直接导致超滤出水量降低。
操作压力对产水量的影响:
在低压时超滤膜的产水量与压力成正比关系,即产水量随着压力升高而升高,但当压力值超过0.3mpa时,即使压力再升高,其产水量的增加也很小,主要是由于在高压下超滤膜被压密而增加透水阻力所致,因此在超滤系统设计应注意;
超滤过程:
原水在管道内或管道外流动,小分子溶质及溶剂穿过膜逐渐形成超滤液,并降低浓度,成为浓缩液,从而实现小分子溶质和溶剂分离和浓缩。超滤过程具有动态性,且膜不易堵塞,但会随着运行时间的增加,产生吸附作用,使超滤膜表面形成残渣等物质。因此,超滤的各项特征是保证出水量的必要条件。
进水浑浊度对产水量的影响:
进水浊度越大时,超滤膜受到影响的产水量越少,而且进水浊度大更易引起超滤膜的堵塞,在确定超滤膜产生量时也应考虑进水浊度的影响,一般可采用以下方法降低浊度的影响;
A、 增加前级预处理降低原水浊度;
B、 使用错流过滤方式,并降低系统回收率;
流速对产水量的影响:
流速的变化对产水量的影响虽不像温度和压力那样明显,流速过大时反而会导致膜组件的产水量下降,这主要是因为由于流速加快增加了组件压力损失而造成的,因此在设计超滤系统流速时,一定要控制在给定的流速范围内,流速太慢影响超滤分离质量,容易形成浓差极化,太快则影响产水量。
㈩ 净水设备常识:超滤膜过滤原理及过滤方式
中国市场上的净水设备大致可分为净水器和纯水机两大类。所谓净水器就是去除水中的悬浮物以及对人体有害的有机化合物,无机化合物,重金属,细菌,又能保留人体所需要的向量元素和矿物质的产品;所谓纯水机就是滤除水中所有的杂质,只剩下完全纯净的水分子。长期饮用纯净水是不利于人体健康的,纯水失去了人体所需的微量元素,长期饮用对身体不利。所有,我们可以选择超滤膜净水器,但是超滤膜净水器过滤原理及过滤方式如何?
超滤膜过滤原理
超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。
超滤膜过滤方式
一个中空纤维超滤膜组件主要是由成百到上千根中空纤维丝和膜壳两部分组成,一般将中空纤维内径在0.6-6mm之间的超滤膜称为毛细管式超滤膜,毛细管式超滤膜因内径较大,因此不易被大颗粒物质堵塞,更适用于过滤原液浓度较大的场合。
1.内压式过滤:
原液先从膜丝内孔进,经压力差驱动,沿径向由内向外渗透过中空纤维成透过液为内压式过滤,内压式过滤可以使用高压大流量的顺冲洗,使冲洗水流与膜孔成切向方向快速流过,从而可以将吸附在膜内孔表面上的污染物冲去,恢复膜的水通量。
2.外压式过滤:
原液经压力差驱动沿径向由外向内渗透过中空纤维膜丝成为透过液,而截留的物质汇集在中空丝的外部时为外压式过滤。:外压式超滤膜密封在膜壳内,水流的死角多,无法使用快速直冲的方法清除膜表面附着的污染物,因而不能完全去污。