废水的物理化学处理法膜.ppt

关于废水的物理化学处理法膜反渗透法基本原理膜表面层有许多极细孔隙，具亲水性，因而选择吸附水分子而排斥某些溶质分子当其和水溶液接触时，溶质分子或离子被排斥，仍留在溶液中，化合价越高的离子排斥越远。当在溶液上施加压力时，水分子薄层通过薄膜的毛细管渗出，而溶质分子或离子不能通过而被截留。膜的孔径越大，渗透性也愈大，分离效果就差有机物的脱除，则属筛分机理截留分子量、截留率和水通量截留率是指对一定分子量的物质来说，膜所能截留的程度，其定义为式中Cf为料液的浓度，Cp为滤液的浓度。膜的纯水通量是指料液为纯水时，单位时间透过纯水的体积，一般是在0.13～0.3MPa压力下测定的第2页,共29页，2024年2月25日，星期天2.1反渗透膜反渗透膜一种半透膜，只能通过溶液中某种组分的膜厚度一般为几个微米～0.1微米有平板膜和中空纤维膜两种当前最广泛使用的是醋酸纤维索膜(CA膜)CA膜一种不对称膜，厚100微米左右膜分两层，表面致密层和多孔支持层。表面致密层厚0.25μm，孔径小于8A，多孔支持层是—种凝胶体的海绵状结构，孔隙率为60%，孔径大(可达几百纳米），起支持致密层和使水流通作用。第3页,共29页，2024年2月25日，星期天2.1反渗透膜CA膜的特性方向性由于CA膜是不对称的，使用时致密层须在高压侧选择性CA膜对无机电解质和有机物具有选择透过性。对电解质高价离子较易脱除，同价离子水合半径越大越易脱除；对有机物，水溶性好、非离解性、分子量小的脱除效果差。压密效应CA膜在压力作用下厚度减少，透水性降低，分离效果下降。水解作用和生物分解作用第4页,共29页，2024年2月25日，星期天2.2反渗透工艺及工艺条件的选择pH值范围：CA膜使用的范围为pH＝3～7：操作压力：操作中透水量随压力的提高而增加，但压力过高又会使膜压实而使进水量下降，因此应根据膜的性能、原液浓度、水的回收率等几方面综合考虑；温度：膜透水量随温度上升而增加，但温度过高，会加快膜的水解速度，且膜会变软，压力也随之增加，故一般控制在20～30℃?提高待处理液进料流速，使其保持湍流状态，以避免发生浓差极化现象一级反渗透水处理工艺流程浓差极化是指在反渗透过程中，由于水不断透过膜，引起膜表面溶液浓度的升高，从膜表面到进料液之间形成—浓度梯度，即浓差极化。浓差极化引起膜表面溶液渗透压大大增加，使过程的有效推动力变小，导致水透过膜的阻力增大，使透水率和分离效率下降。第5页,共29页，2024年2月25日，星期天2.3反渗透装置常用的反渗透装置有四种型式——板式、管式、卷式和空心纤维式板式反渗透器：板式反渗透器类似板框压滤机。它是由几块或几十块圆形承压板(用下铺钢或环氧玻璃钢制成)组成，承压板外环有密封圈支撑，使内部组成压力容器，两板之间是多孔性材料用以支撑膜并引出分离出的水，每块板面都装有反渗透平膜。高压废水以湍流状态通过反渗透膜表面，分离出的水由承压板中流出。这类装置结构简单、体积小但装卸复杂，单位体积膜表面积小。1-膜；2-水引出孔；3-橡胶密封圈；4-多孔性板；5-处理水通道；6-膜间流水道；7-双头螺栓第6页,共29页，2024年2月25日，星期天平板式膜组件第7页,共29页，2024年2月25日，星期天反渗透装置管式反渗透器：管式反渗透器类似排管式热交换器。由若干直径10～20mm，长1～3米的反渗透管状膜装入多孔高压管内，膜与高压管之间衬以尼龙布或其它纤维网，组成管状膜单元，然后将多根管状膜单元装入高压容器内成为内压管式。管式反渗透装置的特点是水力条件好，安装、清洗、换膜维修方便；但膜的有效面积小，装置的体积大，建造费用高。1-高压水泵；2-缓冲器；3-管式膜组件；4-压力表；5-阀门；6-玻璃钢管；7-膜第8页,共29页，2024年2月25日，星期天管式膜组件第9页,共29页，2024年2月25日，星期天反渗透装置螺旋卷式反渗透器：由多层半透膜配合其他材料制成卷简，装置于耐压容器中，卷筒的两层膜之间有多孔性透水垫层，膜周边用粘胶剂密封，膜外面有细网间隔层，使膜与膜之间有间隙。将此三面封死的膜缠绕在多孔集水管上面成一个组件待处理水自一端进入沿轴线方向在细网间隔层中旋动，分离水则通过膜面经多孔支承垫沿螺旋线方向流入中心渠水管后引出，浓缩液由简的另一端引出。螺旋卷式装置的优点是单位体积有较大的膜面积，透水量大，湍流效果好、不易产生浓差极化现象、安装更换容易。缺点是清洗困难，不能处理含悬污物的液体、压力损失大．第10页,共29页，2024年2月25日，星期天反渗透装置中空纤维式反渗透器：类似U形管式热交换器。它是