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(共46张PPT)
项目十一
膜分离技术
任务一 膜分离过程分析
膜分离过程及特点
一
项目十一 膜分离技术
1.膜分离过程
任务一 膜分离过程分析
膜分离过程及特点
一
项目十一 膜分离技术
2.膜分离过程的特点
1）膜分离过程的能耗比较低
2）适合热敏性物质分离
3）分离装置简单、操作方便
4）分离系数大、应用范围广
5）工艺适应性强
6）便于回收在脂
7）没有二次污染
任务一 膜分离过程分析
膜及膜组件
二
项目十一 膜分离技术
1.膜性能
1）透过速率
2）截留率
3）截留分子量
任务一 膜分离过程分析
膜及膜组件
二
项目十一 膜分离技术
2.膜的分类
1）对称膜
2）非对称膜
任务一 膜分离过程分析
膜及膜组件
二
项目十一 膜分离技术
3.膜组件
1）板框式膜组件
任务一 膜分离过程分析
膜及膜组件
二
项目十一 膜分离技术
3.膜组件
2）螺旋卷式膜组件
任务一 膜分离过程分析
膜及膜组件
二
项目十一 膜分离技术
3.膜组件
3）管式膜组件
任务一 膜分离过程分析
膜及膜组件
二
项目十一 膜分离技术
3.膜组件
4）中空纤维膜
任务二 反渗透过程分析
反渗透原理
一
项目十一 膜分离技术
如图11-8所示，能够让溶液中一种或几种组分通过而其他组分不能通过的选择性膜
称为半透膜。
任务二 反渗透过程分析
反渗透工艺流程
二
项目十一 膜分离技术
一级一段法
1）一级一段连续式工艺
任务二 反渗透过程分析
反渗透工艺流程
二
项目十一 膜分离技术
一级一段法
2）一级一段循环式工艺
任务二 反渗透过程分析
反渗透工艺流程
二
项目十一 膜分离技术
2.一级多段法
任务二 反渗透过程分析
反渗透工艺流程
二
项目十一 膜分离技术
3. 两级一段法
即第一步先除去NaCI 90%，而第二步再从第一步出水中去除NaCl 89%，即可达到
要求。
任务二 反渗透过程分析
反渗透工艺流程
二
项目十一 膜分离技术
4. 多级多段式
在此流程中，将第一级浓缩液作为第二级的供料液，而第二级浓缩液再作为下一级的
供料液，此时由于各级透过水都向体外直接排出，所以随着级数增加水的回收率上升
，浓缩液体积减小，浓度上升。为了保证液体的一定流速，同时控制浓差极化，膜组
件数目应逐渐减少。
任务二 反渗透过程分析
影响反渗透过程的因素
三
项目十一 膜分离技术
浓差极化可对反渗透过程产生下列不良影响。
①由于浓差极化，膜表面处溶质浓度升高，使溶液的渗透压升高，当操作压差一定时，
反渗透过程的有效推动力下降，导致溶剂的渗透通量下降。
②由于浓差极化，膜表面处溶质的浓度升高，使溶质通过膜孔的传质推动力增大，溶
质的渗透通量升高，截留率降低，这说明浓差极化现象的存在对溶剂渗透通量的增加
提出了限制。
③膜表面处溶质的浓度高于溶解度时，在膜表面上将形成沉淀，会堵塞膜孔并减少溶
剂的渗透通量。
④由于浓差极化，会导致膜分离性能的改变。 ⑤出现膜污染，膜污染严重时几乎等
于在膜表面又形成一层二次薄膜，会导致反渗透膜透过性能的大幅度下降，甚至完全
消失。
任务三 电渗析过程分析
电渗析分离原理及特点
一
项目十一 膜分离技术
1.基本原理
任务三 电渗析过程分析
电渗析分离原理及特点
一
项目十一 膜分离技术
（1）电极反应在电渗析的过程中，阳极和阴极上所发生的反应分别是氧化反应和还原反应。以NaCl水溶液为例，其电极反应为
（2 )极化现象
任务三 电渗析过程分析
电渗析分离原理及特点
一
项目十一 膜分离技术
2.离子交换膜
（1）均相离子交换膜
（2）非均相离子交换膜
（3）半均相离子交换膜
任务三 电渗析过程分析
电渗析分离原理及特点
一
项目十一 膜分离技术
3.电渗析的特点
（1）电渗析只对电解质的离子起选择迁移作用，而对非电解质不起作用;
（2）电渗析过程中物质没有相的变化，因而能耗低;
（3）属清洁工艺；
（4）电渗析过程在常温常压下进行的。
任务三 电渗析过程分析
电渗析器构成与组装方式
二
项目十一 膜分离技术
1.电渗析器构成
（1）膜堆
（2）极区
（3）加紧装置
任务三 电渗析过程分析
电渗析器构成与组装方式
二
项目十一 膜分离技术
2.电渗析器组装方式
任务三 电渗析过程分析
电渗析典型工艺流程
三
项目十一 膜分离技术
电渗析典型工艺流程
任务三 电渗析过程分析
电渗析典型工艺流程
三
项目十一 膜分离技术
电渗析典型工艺流程
任务三 电渗析过程分析
电渗析典型工艺流程
三
项目十一 膜分离技术
电渗析典型工艺流程
任务三 电渗析过程分析
电渗析技术的工业应用
四
项目十一 膜分离技术
水的纯化
海水、盐泉卤水制盐
废水处理
脱除有机物中的盐分
任务四 超滤与微滤过程分析
超滤与微滤的基本原理
一
项目十一 膜分离技术
任务四 超滤与微滤过程分析
超滤与微滤的基本原理
一
项目十一 膜分离技术
1.超滤过程分析
在超滤中，超滤膜对溶质的分离过程主要有:
①在膜表面及微孔内吸附(一次吸附);
②在孔内停留而被去除(阻塞);
③在膜面的机械截留(筛分)。
任务四 超滤与微滤过程分析
超滤与微滤的基本原理
一
项目十一 膜分离技术
2.超滤过程分析
任务四 超滤与微滤过程分析
超滤膜与微滤膜
二
项目十一 膜分离技术
如图11-19所示的是超滤膜与微滤膜的扫描电镜图片。
任务四 超滤与微滤过程分析
超滤与微滤操作流程
三
项目十一 膜分离技术
超滤操作流程
（1）间歇操作
（2）连续操作
任务四 超滤与微滤过程分析
超滤与微滤操作流程
三
项目十一 膜分离技术
2. 微滤的操作流程
（1）无流动操作
（2）错流操作
任务四 超滤与微滤过程分析
超滤与微滤操作流程
三
项目十一 膜分离技术
2. 微滤的操作流程
（1）无流动操作
任务四 超滤与微滤过程分析
超滤与微滤操作流程
三
项目十一 膜分离技术
2. 微滤的操作流程
（2）错流操作
任务四 超滤与微滤过程分析
超滤与微滤的工业应用
四
项目十一 膜分离技术
1.超滤的工业应用
（1）工业废水处理
①纺织印染废水处理。
②造纸工业废水处理。
③电泳涂漆废水处理。
④含油废水的处理。
( 2 )食品工业中的应用
任务四 超滤与微滤过程分析
超滤与微滤的工业应用
四
项目十一 膜分离技术
2.微滤的工业应用
（1）电子工业
微孔滤膜作为绝对过滤在电子工业中制备高纯水通常采用的流程是
任务四 超滤与微滤过程分析
超滤与微滤的工业应用
四
项目十一 膜分离技术
2.微滤的工业应用
（2）医药卫生
（3）水处理
（4）海水淡化
（5）食品、饮料工业
（6）油田采出水处理
任务五 气体膜分离过程分析
气体膜分离原理
一
项目十一 膜分离技术
气体膜分离流程示意图如图11-22所示。
任务五 气体膜分离过程分析
影响气体膜分离效果的因素
二
项目十一 膜分离技术
压力
膜厚度
膜材质
温度
任务五 气体膜分离过程分析
气体膜分离流程
三
项目十一 膜分离技术
1. 简单级联
任务五 气体膜分离过程分析
气体膜分离流程
三
项目十一 膜分离技术
2.精馏级联
任务五 气体膜分离过程分析
气体膜分离流程
三
项目十一 膜分离技术
3.提馏级联
任务五 气体膜分离过程分析
气体膜分离技术的应用
四
项目十一 膜分离技术
H2的分离回收
膜法富氧
膜法富氮
天然气的处理
有机废气的脱除
气体除湿
任务六 膜分离过程中的问题及处理
压密作用
一
项目十一 膜分离技术
在压力作用下，膜的水通过量随运行时间的延长而逐渐降低，膜的厚度减小，膜由半
透明变为透明，表明膜的内部结构发生了变化。由于高分子材料具有可塑性，在压力
作用下膜内部结构发生了变化使膜体收缩，这种现象称为膜的压密作用。当膜的多孔
层被压密，使阻力增大，水通量下降，导致膜的生产能力下降，严重时生产无法正常
进行。
任务六 膜分离过程中的问题及处理
水解作用
二
项目十一 膜分离技术
膜的水解作用与高分子材料化学结构紧密相关。当高分子链中具有易水解的化学基团
时，这些基团在酸或碱的作用下会发生水解降解反应，如常用的醋酸纤维素膜，分子
链中的-COOR在酸、碱作用下很容易水解。当膜发生了水解作用后，醋酸中的乙酞
基脱掉，醋酸纤维素膜的截流率降低，甚至完全失去截流能力。
任务六 膜分离过程中的问题及处理
浓差极化与膜污
三
项目十一 膜分离技术
浓差极化
膜污染
减轻浓差极化与膜污染的措施

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