超濾教案資料

1、超濾第一頁(yè)，共17頁(yè)。定義(dngy) 超濾是采用中空纖維過濾(gul)新技術(shù)，配合三級(jí)預(yù)處理過濾(gul)清除自來水中雜質(zhì)。第二頁(yè)，共17頁(yè)。發(fā)展(fzhn) 超濾起源1748年，Schmidt用棉花膠膜或璐膜分濾溶液，當(dāng)施加一定壓力時(shí)，溶液（水）透過膜，而蛋白質(zhì)、膠體等物質(zhì)則被截留下來，其過濾精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過濾紙，于是他提出超濾一語。 1896年，Martin制出了第一張人工超濾膜。 20世紀(jì)60年代，分子量級(jí)概念的提出，是現(xiàn)代超濾的開始，70年代和80年代是高速發(fā)展期，90年代以后開始趨于成熟。 我國(guó)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)研究較晚，70年代尚處于(chy)研究期限，80年代末，才進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用階段

2、。第三頁(yè)，共17頁(yè)。原理(yunl) 超濾利用一種壓力活性膜，在外界推動(dòng)力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對(duì)較高的物質(zhì)，而水和小的溶質(zhì)顆粒透過膜的分離過程。通過膜表面的微孔篩選(shixun)可截留分子量為3x100001x10000的物質(zhì)。當(dāng)被處理水借助于外界壓力的作用以一定的流速通過膜表面時(shí)，水分子和分子量小于300500的溶質(zhì)透過膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于篩分作用被截留，從而使水得到凈化。也就是說，當(dāng)水通過超濾膜后，可將水中含有的大部分膠體硅除去，同時(shí)可去除大量的有機(jī)物等。第四頁(yè)，共17頁(yè)。第五頁(yè)，共17頁(yè)。第六頁(yè)，共17頁(yè)。工藝(gngy)參數(shù) 主要參數(shù)有膜通量、膜清

3、洗和膜壽命。 在操作壓力為0.110.6Mpa，溫度小于60時(shí)，超濾膜的膜通量以1500L/m2h為宜。影響(yngxing)膜通量的因素有：進(jìn)水流速、操作壓力、溫度、進(jìn)水濃度和原水預(yù)處理等。 膜必須定期清洗，以延長(zhǎng)膜的壽命，正常使用的膜的壽命為1218個(gè)月。第七頁(yè)，共17頁(yè)。 超濾開始時(shí)，由于溶質(zhì)分子均勻地分布在溶液中，超濾的速度比較快。但是，隨著小分子的不斷排出，大分子被截留堆積(duj)在膜表面，濃度越來越高， 自下而上形成濃度梯度，這日才超濾速度就會(huì)逐漸減慢，這種現(xiàn)象稱為濃度極化現(xiàn)象。第八頁(yè)，共17頁(yè)。為了克服濃度(nngd)極化現(xiàn)象，增加流速，設(shè)計(jì)了幾種超濾裝置：無攪拌式超濾 這種裝

4、置比較簡(jiǎn)單，只是在密閉的容器中施加一定壓力，使小分子和溶劑分子擠壓出膜外，無攪拌裝置濃度(nngd)極化較為嚴(yán)重，只適合于濃度(nngd)較稀的小量超濾。第九頁(yè)，共17頁(yè)。 攪拌式超濾 攪拌式超濾是將超濾裝置位于電磁攪拌器之上，超濾容器內(nèi)放入一支磁棒。在超濾同時(shí)向容器內(nèi)施加壓力并開動(dòng)磁力攪拌器，大分子向?yàn)V膜表面堆積時(shí)，被電磁攪拌器分散到溶液中。這種方法不容易產(chǎn)生濃度極化現(xiàn)象，提高了超濾的速度。 中空纖維超濾 由于膜板式超濾裝置截留面積有限，中空纖維超濾是在一支空心柱內(nèi)裝有許多中空纖維毛細(xì)管，兩端相通，管的內(nèi)徑一般在02mm左右，有效面積可以達(dá)到1平方厘米每一根纖維毛細(xì)管像一個(gè)微型(wixng)

5、透析袋，極大地增大了滲透的表面積，提高了超濾的速度。第十頁(yè)，共17頁(yè)。分類(fn li)常用(chn yn)的超濾膜：醋酸纖維素膜，聚砜膜，聚酰胺膜第十一頁(yè)，共17頁(yè)。超濾裝置(zhungzh) 板框式超濾裝置 優(yōu)點(diǎn)：裝置牢固，適合在廣泛的 壓力范圍內(nèi)工作；流道間隙大小可 調(diào)，原水流道不易被雜物堵塞；具 有可拆性，清洗方便；通過增減膜 及支撐板的數(shù)量可處理不同水量。 缺點(diǎn)：裝置較笨重；單位體積內(nèi) 的有效膜面積(min j)較小；膜的強(qiáng)度要求 較高，一般做在無紡布上，以增強(qiáng) 膜的機(jī)械性能。第十二頁(yè)，共17頁(yè)。 管式超濾裝置 優(yōu)點(diǎn)：原液流道截留面積較大，不易堵塞；膜面的清洗比較容易，可化學(xué)清洗或擦

6、洗。 缺點(diǎn)：?jiǎn)挝惑w積內(nèi) 膜的充填密度較低， 占地面積大；膜管的 彎頭(wn tu)及連接件多，設(shè) 備安裝費(fèi)時(shí)。第十三頁(yè)，共17頁(yè)。 卷式超濾裝置 優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)的有效膜面積較大，水在膜表面流動(dòng)(lidng)狀態(tài)比較好，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積較小。 缺點(diǎn)：進(jìn)水預(yù)處理要 求嚴(yán)格，對(duì)所用的膜強(qiáng) 度要求較高，使用過程 中，一旦發(fā)現(xiàn)膜破損須 更換新的膜元件。第十四頁(yè)，共17頁(yè)。 中空纖維式超濾裝置： 優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)有效膜面積最大，工 效率(xio l)最高，占地面積小 中空纖維無須支撐物。 缺點(diǎn)：膜的清洗較困 難，只能用水力沖洗或 化學(xué)清洗，不能用機(jī)械 清洗，另外，中空纖維 膜損壞后要更換整個(gè)組 件。第

7、十五頁(yè)，共17頁(yè)。特點(diǎn)(tdin)超濾過程在常溫進(jìn)行，條件溫和無成分破壞，因而特別適宜對(duì)熱敏感的物質(zhì)，如藥物、酶、果汁等的分離、分級(jí)、濃縮與富集。超濾過程不發(fā)生相變化，無需加熱，能耗低，無需添加化學(xué)試劑，無污染，是一種節(jié)能(ji nn)環(huán)保的分離技術(shù)。超濾技術(shù)分離效率高，對(duì)稀溶液中的微量成分的回收、低濃度溶液的濃縮均非常有效。超濾過程僅采用壓力作為膜分離的動(dòng)力，因此分離裝置簡(jiǎn)單、流程短、操作簡(jiǎn)便、易于控制和維護(hù)。超濾法也有一定的局限性，它不能直接得到干粉制劑。對(duì)于蛋白質(zhì)溶液，一般只能得到1050%的濃度。第十六頁(yè)，共17頁(yè)。應(yīng)用(yngyng) 反滲透的預(yù)處理，原水包括海水、地表水、井水等。 城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村供水處理。 冷