反滲透與超濾

1、 一、反滲透（一、反滲透（RORO） Reverse OsmosisReverse Osmosis1 1、概述、概述2 2、反滲透基本原理、反滲透基本原理3 3、反滲透膜及其透過機(jī)理、反滲透膜及其透過機(jī)理4 4、反滲透裝置、反滲透裝置5 5、反滲透工藝流程、反滲透工藝流程1 1、概述、概述 反滲透是一項(xiàng)高新膜分離技術(shù)，其孔徑很小，大都反滲透是一項(xiàng)高新膜分離技術(shù)，其孔徑很小，大都1010 10（10A），），它能它能去除濾液中的離子范圍去除濾液中的離子范圍和分子量很小的有機(jī)物，如細(xì)菌、病毒、熱源等和分子量很小的有機(jī)物，如細(xì)菌、病毒、熱源等。它。它已廣泛用于海水或苦咸水淡化、電子、醫(yī)藥用純水、已廣

2、泛用于海水或苦咸水淡化、電子、醫(yī)藥用純水、飲用蒸餾水、太空水的生產(chǎn)，還應(yīng)用于生物、醫(yī)學(xué)工飲用蒸餾水、太空水的生產(chǎn)，還應(yīng)用于生物、醫(yī)學(xué)工程。程。 特點(diǎn)特點(diǎn)常溫條件下，可以對溶質(zhì)和水進(jìn)行分離或濃縮，因而常溫條件下，可以對溶質(zhì)和水進(jìn)行分離或濃縮，因而能耗低；能耗低； 雜質(zhì)去除范圍廣，可去除無機(jī)鹽和各類有機(jī)物雜質(zhì)；雜質(zhì)去除范圍廣，可去除無機(jī)鹽和各類有機(jī)物雜質(zhì)； 較高的水回用率；較高的水回用率；分離裝置簡單，容易操作和維修。分離裝置簡單，容易操作和維修。 太空水、純凈水、蒸餾水等制備；太空水、純凈水、蒸餾水等制備； 酒類制造及降度用水；酒類制造及降度用水； 醫(yī)藥、電子等行業(yè)用水的前期制備；醫(yī)藥、電子等行

3、業(yè)用水的前期制備； 化工工藝的濃縮、分離、提純及配水制備；化工工藝的濃縮、分離、提純及配水制備； 鍋爐補(bǔ)給水除鹽軟水；鍋爐補(bǔ)給水除鹽軟水； 海水、苦咸水淡化；海水、苦咸水淡化； 造紙、電鍍、印染等行業(yè)用水及廢水處理。造紙、電鍍、印染等行業(yè)用水及廢水處理。 滲透和反滲透原理示意圖滲透和反滲透原理示意圖半透膜半透膜開始時兩邊液開始時兩邊液面相面相同同由于濃度差存在，半透膜由于濃度差存在，半透膜又不允許溶質(zhì)通過，所以又不允許溶質(zhì)通過，所以水透過膜，使?jié)馑贿呉核高^膜，使?jié)馑贿呉好嫔?，產(chǎn)生滲透壓面升高，產(chǎn)生滲透壓在濃水邊加壓，當(dāng)壓在濃水邊加壓，當(dāng)壓力超過滲透壓時，則力超過滲透壓時，則水透過半透膜

4、，即反水透過半透膜，即反滲透，實(shí)現(xiàn)凈化過程。滲透，實(shí)現(xiàn)凈化過程。 一種只能透過溶劑而不能透過溶質(zhì)的膜稱為一種只能透過溶劑而不能透過溶質(zhì)的膜稱為半透膜半透膜。當(dāng)。當(dāng)把溶劑和溶液把溶劑和溶液(或把兩種不同濃度的溶液或把兩種不同濃度的溶液)分別置于此膜的分別置于此膜的兩側(cè)時，純?nèi)軇⒆匀淮┻^半透膜而自發(fā)地向溶液兩側(cè)時，純?nèi)軇⒆匀淮┻^半透膜而自發(fā)地向溶液(或從或從低濃度溶液向高濃度溶液低濃度溶液向高濃度溶液)一側(cè)流動，這種現(xiàn)象叫做一側(cè)流動，這種現(xiàn)象叫做滲透滲透。此此H稱為該溶液的稱為該溶液的滲透壓滲透壓 。=iRTc 若在溶液的液面上再施加一個大于若在溶液的液面上再施加一個大于的壓力的壓力P時，溶劑

5、將與時，溶劑將與原來的滲透方向相反，開始從溶液向溶劑一側(cè)流動，這就是所原來的滲透方向相反，開始從溶液向溶劑一側(cè)流動，這就是所謂的謂的反反滲透。滲透。凡基于此原理所進(jìn)行的濃縮或純化溶液的分離方法，一般凡基于此原理所進(jìn)行的濃縮或純化溶液的分離方法，一般稱之為稱之為反滲透工藝反滲透工藝。反滲透是滲透的一種反向遷移運(yùn)動，它主要是在反滲透是滲透的一種反向遷移運(yùn)動，它主要是在壓力推動壓力推動下，借助下，借助半透膜的截留作用半透膜的截留作用，迫使溶液中的濟(jì)劑與溶質(zhì)分開。，迫使溶液中的濟(jì)劑與溶質(zhì)分開。3 3反滲透膜及其透過機(jī)理反滲透膜及其透過機(jī)理（1 1）對反滲透膜的性能要求）對反滲透膜的性能要求選擇性好，單

6、位膜面積上透水量大，脫選擇性好，單位膜面積上透水量大，脫鹽率高；鹽率高；機(jī)械強(qiáng)度好，能抗壓、抗拉、耐磨；機(jī)械強(qiáng)度好，能抗壓、抗拉、耐磨；熱和化學(xué)的穩(wěn)定性好，能耐酸、堿腐蝕熱和化學(xué)的穩(wěn)定性好，能耐酸、堿腐蝕和微生物侵蝕，耐水解、輻射和氧化；和微生物侵蝕，耐水解、輻射和氧化；結(jié)構(gòu)均勻一致，盡可能地薄，壽命長，結(jié)構(gòu)均勻一致，盡可能地薄，壽命長，成本低。成本低。（2 2）反滲透膜的分類）反滲透膜的分類按成膜材料按成膜材料可分為可分為有機(jī)膜有機(jī)膜和和無機(jī)高聚物膜無機(jī)高聚物膜；按膜的形狀按膜的形狀可分為可分為平板狀平板狀、管狀管狀、中空纖中空纖維狀維狀膜；膜；按膜結(jié)構(gòu)按膜結(jié)構(gòu)可分為多孔性和致密性膜，或可分

7、為多孔性和致密性膜，或?qū)ΨQ牲稱牲( (均勻性均勻性) )和和不對稱性不對稱性( (各向異性各向異性) )結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)膜；膜；按應(yīng)用對象按應(yīng)用對象可分為海水淡化用的可分為海水淡化用的海水膜海水膜、咸水淡化用的咸水淡化用的咸水膜咸水膜及用于及用于廢水處理廢水處理、分分離提純離提純等的膜。等的膜。 膜的結(jié)構(gòu)膜的結(jié)構(gòu)醋酸纖維素是沒有強(qiáng)烈氫鍵的無定形鏈狀高醋酸纖維素是沒有強(qiáng)烈氫鍵的無定形鏈狀高分子化合物。分子化合物。制膜過程是將其溶解在丙酮中并加入甲酰胺制膜過程是將其溶解在丙酮中并加入甲酰胺作添加劑，經(jīng)混合調(diào)制、過濾、鑄塑成型，作添加劑，經(jīng)混合調(diào)制、過濾、鑄塑成型，然后再經(jīng)蒸發(fā)、冷水浸漬、熱處理，即可得然

8、后再經(jīng)蒸發(fā)、冷水浸漬、熱處理，即可得到醋酸纖維素到醋酸纖維素 ( (cellulose acetate,CA)cellulose acetate,CA)膜。膜。外觀為乳白色、半透明，有一定的韌性，膜外觀為乳白色、半透明，有一定的韌性，膜厚厚l00l00250250 mm。這種膜有不對稱結(jié)構(gòu)，表面結(jié)構(gòu)致密，這種膜有不對稱結(jié)構(gòu)，表面結(jié)構(gòu)致密，孔隙很小，通稱為表皮層或致密層、活孔隙很小，通稱為表皮層或致密層、活化層；下層結(jié)構(gòu)較疏松，孔隙較大，通化層；下層結(jié)構(gòu)較疏松，孔隙較大，通稱為多孔層或支撐層。稱為多孔層或支撐層。示意示意CACA膜是被水充分溶脹了的凝膠體。膜是被水充分溶脹了的凝膠體。由于鑄膜液中

9、的所有添加劑及溶劑由于鑄膜液中的所有添加劑及溶劑在制膜過程中先后被除去，膜中僅在制膜過程中先后被除去，膜中僅含水分。含水分。鏈接鏈接醋酸纖維素膜的結(jié)構(gòu)示意圖99表皮層，孔徑表皮層，孔徑（810）1010m過渡層，孔徑過渡層，孔徑2001010m多孔層，孔徑多孔層，孔徑（10004000）1010m1%顯顯微微鏡鏡下下膜膜的的照照片片在相對濕度為在相對濕度為100100時，膜的含水量高達(dá)時，膜的含水量高達(dá)6060，其中表皮層只含，其中表皮層只含10102020，且主，且主要是以氫鍵形式結(jié)合的所謂一級結(jié)合水和要是以氫鍵形式結(jié)合的所謂一級結(jié)合水和少量的二級結(jié)合水。少量的二級結(jié)合水。多孔層中除上述兩種

10、結(jié)合水外，較大的孔多孔層中除上述兩種結(jié)合水外，較大的孔隙中還充滿著毛細(xì)管水，此層中含水率較隙中還充滿著毛細(xì)管水，此層中含水率較高。高。正由于膜中存在這幾種不同性質(zhì)的水，決正由于膜中存在這幾種不同性質(zhì)的水，決定了定了CACA膜具有良好的脫鹽性能和適宜的透膜具有良好的脫鹽性能和適宜的透水性能。水性能。膜必須保存在水中膜必須保存在水中。 CACA膜的性質(zhì)膜的性質(zhì)（a a）膜的方向性：膜的方向性：由于由于CACA膜是一種不對稱膜，因此，在進(jìn)膜是一種不對稱膜，因此，在進(jìn)行反滲透時，必須保持表層與待處理的行反滲透時，必須保持表層與待處理的溶液或廢水接觸，而決不能倒置，否則溶液或廢水接觸，而決不能倒置，否則

11、達(dá)不到處理的目的。達(dá)不到處理的目的。（b b）選擇透過性：選擇透過性：CACA膜對無機(jī)電解質(zhì)和有機(jī)物具有選擇透膜對無機(jī)電解質(zhì)和有機(jī)物具有選擇透過性過性。對電解質(zhì)，離子價越高，或同價離子水合對電解質(zhì)，離子價越高，或同價離子水合半徑越大，則脫除效果越好。半徑越大，則脫除效果越好。陽離子的脫除順序?yàn)椋宏栯x子的脫除順序?yàn)椋篠r2+Ba2+Li+Na+ K+。陰離子的脫除陰離子的脫除順序?yàn)椋簷幟仕岣樞驗(yàn)椋簷幟仕岣剖岣剖岣鵖O42-CH3COO-Cl-Br-NO3-I-SCN-。對有機(jī)物，一般是水溶性好的、非解離性對有機(jī)物，一般是水溶性好的、非解離性的、分子量小的脫除效果較差。而解離性的、分子量

12、小的脫除效果較差。而解離性大的、分子量大于大的、分子量大于200200的有機(jī)物，則脫除的有機(jī)物，則脫除效果較好。對同一類有機(jī)物，隨分子量增效果較好。對同一類有機(jī)物，隨分子量增大，脫除效率增加。對同分子量有機(jī)物，大，脫除效率增加。對同分子量有機(jī)物，隨分子支鏈的增加，脫除效果變得更好。隨分子支鏈的增加，脫除效果變得更好。（c c）壓密效應(yīng)：壓密效應(yīng)：CA膜在壓力作用下，外觀厚度一般減少膜在壓力作用下，外觀厚度一般減少2550，同時，透水性及對溶質(zhì)的，同時，透水性及對溶質(zhì)的脫除率也相應(yīng)降低，這種現(xiàn)象稱為膜的脫除率也相應(yīng)降低，這種現(xiàn)象稱為膜的壓密效應(yīng)。這種塑性變形是不可逆的，壓密效應(yīng)。這種塑性變形是不

13、可逆的，因此膜的性能在壓力消失后不會恢復(fù)。因此膜的性能在壓力消失后不會恢復(fù)。（d）膜的水解作用和生物分解作用：膜的水解作用和生物分解作用：CA膜是一種酯，易于水解，水解速率與膜是一種酯，易于水解，水解速率與pH值和水的溫度有關(guān)。一般在堿性介質(zhì)值和水的溫度有關(guān)。一般在堿性介質(zhì)中的水解速率比在酸性介質(zhì)中大，在中的水解速率比在酸性介質(zhì)中大，在pH4.55.2時最低。時最低。（3 3）反滲透膜的透過機(jī)理）反滲透膜的透過機(jī)理1 1）氫鍵理論）氫鍵理論該理論認(rèn)為，水透過膜是由于水分子和膜的該理論認(rèn)為，水透過膜是由于水分子和膜的活化點(diǎn)形成氫鍵及斷開氫鍵的過程?；罨c(diǎn)形成氫鍵及斷開氫鍵的過程。即在高壓作用下，

14、溶液中水分子和膜表皮層即在高壓作用下，溶液中水分子和膜表皮層活化點(diǎn)締合，原活化點(diǎn)上的結(jié)合水解離出來，活化點(diǎn)締合，原活化點(diǎn)上的結(jié)合水解離出來，解離出來的水分子繼續(xù)和下一個活化點(diǎn)締合，解離出來的水分子繼續(xù)和下一個活化點(diǎn)締合，又解離出下一個結(jié)合水。又解離出下一個結(jié)合水。水分子通過一連串的締合解離過程，依次從一個水分子通過一連串的締合解離過程，依次從一個活化點(diǎn)轉(zhuǎn)移到下一個活化點(diǎn)，直至離開表皮層，進(jìn)活化點(diǎn)轉(zhuǎn)移到下一個活化點(diǎn)，直至離開表皮層，進(jìn)入多孔層。入多孔層。2)2)優(yōu)先吸附毛細(xì)管流理論優(yōu)先吸附毛細(xì)管流理論該理論把反滲透膜看作一種微細(xì)多孔結(jié)該理論把反滲透膜看作一種微細(xì)多孔結(jié)構(gòu)物質(zhì)，它有選擇性吸附水分子

15、而排斥構(gòu)物質(zhì)，它有選擇性吸附水分子而排斥溶質(zhì)分子的化學(xué)特性。溶質(zhì)分子的化學(xué)特性。當(dāng)水溶液同膜接觸時，膜表面優(yōu)先吸附當(dāng)水溶液同膜接觸時，膜表面優(yōu)先吸附水分子，在界面上形成一層不含溶質(zhì)的水分子，在界面上形成一層不含溶質(zhì)的純水分子層，其厚度視界面性質(zhì)而異，純水分子層，其厚度視界面性質(zhì)而異，或?yàn)閱畏肿訉踊驗(yàn)槎喾肿訉??；驗(yàn)閱畏肿訉踊驗(yàn)槎喾肿訉印Ｔ谕鈮鹤饔孟?，界面水層在膜孔?nèi)產(chǎn)生在外壓作用下，界面水層在膜孔內(nèi)產(chǎn)生毛細(xì)管流連續(xù)地透過膜。毛細(xì)管流連續(xù)地透過膜。3 3）溶解）溶解- -擴(kuò)散機(jī)理擴(kuò)散機(jī)理 溶劑與溶質(zhì)透膜的機(jī)理是由于溶劑溶劑與溶質(zhì)透膜的機(jī)理是由于溶劑與溶質(zhì)在膜中的溶解，然后在化學(xué)位差與溶質(zhì)在膜中的溶

16、解，然后在化學(xué)位差的推動力下，從膜的一側(cè)向另一側(cè)進(jìn)行的推動力下，從膜的一側(cè)向另一側(cè)進(jìn)行擴(kuò)散，直至透過膜。擴(kuò)散，直至透過膜。 工業(yè)生產(chǎn)中使用的膜分離設(shè)備是由工業(yè)生產(chǎn)中使用的膜分離設(shè)備是由多個構(gòu)造相同的單個裝置組合而成多個構(gòu)造相同的單個裝置組合而成的，一般把構(gòu)成設(shè)備的相同的裝置的，一般把構(gòu)成設(shè)備的相同的裝置稱為稱為膜組件（膜組件（membrane modulemembrane module）。反滲透膜組件有反滲透膜組件有板框式（板框式（plate and plate and frame)frame)、管式管式( (tubular modules)tubular modules)、螺旋卷式螺旋卷式(

17、 (spirals wound)spirals wound)和和中空纖中空纖維式維式( (hollow fiber)hollow fiber)等四種。等四種。四種反滲透裝置的性能及操作特點(diǎn)四種反滲透裝置的性能及操作特點(diǎn) 比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目板板 框框 式式管管 式式螺旋卷式螺旋卷式中空纖維式中空纖維式填充密度填充密度（m2 /m3）201502501800易污染程度易污染程度難難中等中等易易易易膜清洗難度膜清洗難度內(nèi)壓式易，內(nèi)壓式易，外壓式難外壓式難易易難難難難膜更換難度膜更換難度內(nèi)壓式難，內(nèi)壓式難，外壓式易外壓式易一般一般易易易易原水預(yù)處理原水預(yù)處理成本成本低低中等中等高高高高相對價格相對價格高

18、高高高低低低低（1 1）板框式反滲透膜組件）板框式反滲透膜組件裝配圖裝配圖進(jìn)水進(jìn)水透過水透過水濃縮水濃縮水耐壓容器耐壓容器透水板透水板半透膜半透膜板框式膜組件工板框式膜組件工作過程示意圖作過程示意圖特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，體積結(jié)構(gòu)簡單，體積比管式的小。比管式的小。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：裝卸復(fù)裝卸復(fù)雜，單雜，單位體積位體積膜表面膜表面積小。積小。（2 2）管式反滲透膜組件）管式反滲透膜組件管式膜組件又分為內(nèi)壓式和外壓式內(nèi)壓式管式膜組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖內(nèi)壓式管式膜組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖特點(diǎn)特點(diǎn):v水力條件好，安水力條件好，安裝、清洗、維修比裝、清洗、維修比較方便。較方便。v能耐高壓，可以能耐高壓，可以處理高粘度

19、的原水。處理高粘度的原水。v缺點(diǎn)是膜的有效缺點(diǎn)是膜的有效面積小，裝置體積面積小，裝置體積大，而且兩端要較大，而且兩端要較多的聯(lián)結(jié)裝置多的聯(lián)結(jié)裝置。淡水淡水膜表皮層膜表皮層玻璃纖維管玻璃纖維管進(jìn)進(jìn)水水束式外壓式膜組件束式外壓式膜組件 1 1檔圈；檔圈；2 2集水密封環(huán)；集水密封環(huán)；3 3聚氯乙烯燒結(jié)板；聚氯乙烯燒結(jié)板；4 4錐形多孔橡膠塞；錐形多孔橡膠塞；5 5密封管接頭；密封管接頭；6 6進(jìn)水進(jìn)水口；口；7 7殼體；殼體；8 8橡膠膽；橡膠膽；9 9出水口；出水口；1010膜膜元件；元件；1111網(wǎng)套；網(wǎng)套；1212O O形密封圈；形密封圈；1313檔圈槽；檔圈槽；1414淡水出口淡水出口（3

20、 3）螺旋卷式反滲透膜組件）螺旋卷式反滲透膜組件密封密封密封密封密封密封螺旋卷式膜組件一個膜葉結(jié)構(gòu)示意圖螺旋卷式膜組件一個膜葉結(jié)構(gòu)示意圖多孔透水材料多孔透水材料膜，上下兩層膜，上下兩層膜葉膜葉透水網(wǎng)狀材料透過水透過水濃濃水水進(jìn)進(jìn)水水螺旋卷式膜組件組合示意圖螺旋卷式膜組件組合示意圖膜組件的組裝示意圖膜組件的組裝示意圖進(jìn)進(jìn)水水口口耐壓耐壓容器容器連連接接器器膜膜組組件件密密封封圈圈端端蓋蓋透透過過液液濃濃縮縮液液工工業(yè)業(yè)應(yīng)應(yīng)用用的的反反滲滲透透裝裝置置工業(yè)工業(yè)應(yīng)用應(yīng)用的反的反滲透滲透裝置裝置的膜的膜組件組件之間之間的連的連接接螺旋卷式反溶透裝置的特點(diǎn)：螺旋卷式反溶透裝置的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，單位容積的

21、膜面積大。結(jié)構(gòu)緊湊，單位容積的膜面積大。處理能力高，占地面積小，操作方處理能力高，占地面積小，操作方便。便。缺點(diǎn)是不能處理含有懸浮物的液體，缺點(diǎn)是不能處理含有懸浮物的液體，原水流程短，壓力損失大，濃水難原水流程短，壓力損失大，濃水難于循環(huán)以及密封長度大，清洗、維于循環(huán)以及密封長度大，清洗、維修不方便，易堵塞。修不方便，易堵塞。中空纖維膜組件是由中空纖維膜制成的。中空纖維膜組件是由中空纖維膜制成的。中空纖維外徑中空纖維外徑5020050200 m m，內(nèi)徑內(nèi)徑2525 4242 m m。將數(shù)萬至數(shù)十萬根中空纖維制成膜束，膜將數(shù)萬至數(shù)十萬根中空纖維制成膜束，膜束外側(cè)覆以保護(hù)性格網(wǎng)，內(nèi)部中間放置供束

22、外側(cè)覆以保護(hù)性格網(wǎng)，內(nèi)部中間放置供分配原水用的多孔管，膜束兩端用環(huán)氧樹分配原水用的多孔管，膜束兩端用環(huán)氧樹脂加固。脂加固。將其一端切斷，使纖維膜呈開口狀，并在將其一端切斷，使纖維膜呈開口狀，并在這一側(cè)放置多孔支撐板。將整個膜束裝在這一側(cè)放置多孔支撐板。將整個膜束裝在耐壓筒內(nèi)。耐壓筒內(nèi)。中空纖維反滲透組件簡圖中空纖維反滲透組件簡圖 進(jìn)水濃水濃水透過水透過水多孔進(jìn)水管多孔進(jìn)水管濃水出口濃水出口淡水出口淡水出口密封密封中空纖維膜中空纖維膜外徑外徑50200內(nèi)徑內(nèi)徑2542密封密封耐壓容器耐壓容器（4 4）中空纖維式反滲透膜組件）中空纖維式反滲透膜組件中空纖維為U形的膜組件中空纖維式膜組件的特點(diǎn)：中空

23、纖維式膜組件的特點(diǎn)：單位體積膜表面積大。單位體積膜表面積大。制造和安裝簡單，不需要支撐物。制造和安裝簡單，不需要支撐物。缺點(diǎn)是不能用于處理含有懸浮物的缺點(diǎn)是不能用于處理含有懸浮物的廢水，預(yù)處理必須經(jīng)過濾處理。廢水，預(yù)處理必須經(jīng)過濾處理。難以發(fā)現(xiàn)損壞的膜。難以發(fā)現(xiàn)損壞的膜。反滲透工藝一般包括反滲透工藝一般包括預(yù)處理預(yù)處理和和膜分膜分離離兩部分兩部分。預(yù)處理可以用物理化學(xué)法，也可以預(yù)處理可以用物理化學(xué)法，也可以用化學(xué)法。用化學(xué)法。所采取的預(yù)處理方法與原水的物理、所采取的預(yù)處理方法與原水的物理、化學(xué)性質(zhì)及生物學(xué)特性有關(guān)，還與化學(xué)性質(zhì)及生物學(xué)特性有關(guān)，還與膜裝置的結(jié)構(gòu)有關(guān)。膜裝置的結(jié)構(gòu)有關(guān)。制定工藝流

24、程應(yīng)考慮的因素：制定工藝流程應(yīng)考慮的因素：對溶液的分離有不同的質(zhì)量要求。對溶液的分離有不同的質(zhì)量要求。膜元件的使用壽命。膜元件的使用壽命。反滲透工藝中的級與段：反滲透工藝中的級與段：段（段（concentrate staging)：指指膜組件的濃縮液膜組件的濃縮液(濃水濃水)流到下一組膜組件處流到下一組膜組件處理。流經(jīng)理。流經(jīng)n組膜組件，即稱為組膜組件，即稱為n段。段。級級(permeate staging)：指膜組件指膜組件的產(chǎn)品水再經(jīng)下一組膜組件處理。透過液產(chǎn)的產(chǎn)品水再經(jīng)下一組膜組件處理。透過液產(chǎn)品水經(jīng)品水經(jīng)n次膜組件處理，稱為次膜組件處理，稱為n級。級。一級一段的不同方式一級一段連續(xù)式一

25、級一段連續(xù)式一級一段循環(huán)式一級一段循環(huán)式可保證出水水質(zhì)，可保證出水水質(zhì)，但水回收率低但水回收率低可以提高水的回收可以提高水的回收率，但出水水質(zhì)有率，但出水水質(zhì)有可能下降可能下降一級多段連續(xù)式一級多段連續(xù)式水回收率高，濃縮液量少，濃度高，有利水回收率高，濃縮液量少，濃度高，有利于回收其中的有用物質(zhì)。但出水水質(zhì)差。于回收其中的有用物質(zhì)。但出水水質(zhì)差。一級多段循環(huán)式濃縮液濃度高，出水水質(zhì)較好。濃縮液濃度高，出水水質(zhì)較好。二級五段連續(xù)式第二級第二級二、超過濾二、超過濾（Ultrafiltration)Ultrafiltration)1、超過濾與反滲透的異同2、超過濾的原理3、超濾膜及膜組件超濾膜及膜組

26、件4、 超濾的基本工藝流程超濾的基本工藝流程5、 超濾的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域超濾的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域1、超過濾與反滲透的異同超過濾簡稱超濾，它同反滲透一樣，都是利用膜來分離廢水中溶解的物質(zhì)。 兩種方法的共同點(diǎn)在于：兩種過程的動力同是溶液的壓力，在溶液的壓力下，溶劑的分子通過薄膜，而溶解的物質(zhì)被阻滯在膜表面上。（1）膜不同：超過濾所用的膜超過濾所用的膜( (超濾膜超濾膜) )較疏較疏松，透水量大，除鹽率低，一般用超過濾松，透水量大，除鹽率低，一般用超過濾分離高分子和低分子有機(jī)物以及無機(jī)離子分離高分子和低分子有機(jī)物以及無機(jī)離子等，能夠分離的溶質(zhì)分子至少要比溶劑的等，能夠分離的溶質(zhì)分子至少要比溶劑的分子大分子

27、大1010倍，在這種系統(tǒng)中滲透壓已經(jīng)不倍，在這種系統(tǒng)中滲透壓已經(jīng)不起作用了。起作用了。反滲透所用的膜反滲透所用的膜 ( (反滲透膜反滲透膜) )致密，透水量致密，透水量低，除鹽率高，具有選擇透過能力，用以低，除鹽率高，具有選擇透過能力，用以分離分子大小大致相同的溶劑和溶質(zhì)，分離分子大小大致相同的溶劑和溶質(zhì)，（2）機(jī)理不同：超過濾的去除機(jī)理主超過濾的去除機(jī)理主要是篩濾作用。在反滲透膜上分離過程要是篩濾作用。在反滲透膜上分離過程伴隨有半透膜、溶解物質(zhì)和溶劑之間復(fù)伴隨有半透膜、溶解物質(zhì)和溶劑之間復(fù)雜的物理化學(xué)作用。雜的物理化學(xué)作用。（3）工作壓力不同：超過濾的工作超過濾的工作壓力低壓力低(0.07(

28、0.070.70.7MPa)MPa)。反滲透反滲透所需的所需的工作壓力高工作壓力高( (大于大于2.82.8MPa)MPa)。超濾裝置與反滲透裝置類似，目前我國超濾裝置與反滲透裝置類似，目前我國試驗(yàn)研究及生產(chǎn)中普遍用管式裝置。試驗(yàn)研究及生產(chǎn)中普遍用管式裝置。 l超濾又稱為超過濾，超濾又稱為超過濾，通過膜表面的微孔結(jié)構(gòu)對物質(zhì)通過膜表面的微孔結(jié)構(gòu)對物質(zhì)進(jìn)行選擇性分離。當(dāng)液體混合物在一定壓力下流經(jīng)進(jìn)行選擇性分離。當(dāng)液體混合物在一定壓力下流經(jīng)膜表面時，小分子溶質(zhì)透過膜（稱為超濾液），而膜表面時，小分子溶質(zhì)透過膜（稱為超濾液），而大分子物質(zhì)則被截留，使原液中大分子濃度逐漸提大分子物質(zhì)則被截留，使原液中大

29、分子濃度逐漸提高（稱為濃縮液），從而實(shí)現(xiàn)大、小分子的分離、高（稱為濃縮液），從而實(shí)現(xiàn)大、小分子的分離、濃縮、凈化的目的。濃縮、凈化的目的。 l用于去除廢水中大分子物質(zhì)和微粒用于去除廢水中大分子物質(zhì)和微粒（分子量（分子量500500）。）。l超濾截留大分子物質(zhì)的超濾截留大分子物質(zhì)的機(jī)理機(jī)理是：是：l膜表面的孔徑膜表面的孔徑機(jī)械篩分機(jī)械篩分作用；作用；l膜孔阻塞、阻滯作用；膜孔阻塞、阻滯作用；l膜表面及膜孔對雜質(zhì)的吸附作用。膜表面及膜孔對雜質(zhì)的吸附作用。進(jìn)口料液透過膜的溶液超濾膜出口溶液被截留物質(zhì)透過膜的物質(zhì)超過濾原理示意圖超過濾原理示意圖3 3超濾膜及膜組件超濾膜及膜組件 超濾膜超濾膜一般用于制備反滲透膜的材料也可用于一般用于制備反滲透膜的材料也可用于制備超濾膜，只是制膜液的組分配比和制備超濾膜，只是制膜液的組分配比和成膜工藝不同。超濾膜有多種，最常用成膜工藝不同。超濾膜有多種，最常用的是：的是：醋酸纖維素膜醋酸纖維素膜、聚砜膜聚砜膜。 超濾膜組件超濾膜組件：有板式、管式、卷式和中：有板式、管式、卷式和中空纖維式四種。空纖維式四種。中空纖維超濾膜設(shè)備中空纖維超濾膜設(shè)備4超濾的基本工藝流程超濾的基本工藝流程 重過濾操作重