天津工业大学膜分离复习题.doc

复习题 什么是膜分离，膜材料为什么能够具有选择渗透性？ 膜分离借助膜的选择渗透作用，对混合物中的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。 膜材料能够选择渗透的原因： 1. 膜中分布有微细孔穴，不同孔穴有选择渗透性；2. 膜中存在固定基团电荷，电荷的吸附、排斥产生选择渗透性；3. 被分离物在膜中的溶解、扩散作用产生选择渗透性。 膜分离设备的主要类型，其主要结构和优缺点。 1.板框式 膜器使用的是平板膜，其结构与板框式压滤机类似，由导流板、膜和多孔支撑板交替重叠组成。 优点：膜的组装方便、清洗更换容易，不易堵塞。 缺点：对密封要求高、结构不紧凑。 2.卷式膜器 结构：由平板膜制成，在两片膜中夹入一层多孔支撑材料，将两片膜的三边密封，再在膜上铺上一层隔网，将该多层材料卷绕在多孔管上，整个组件装入圆筒形压力容器中，使用时料液沿隔网流动，与膜接触，透过膜的透过液沿膜袋内的多孔支撑材料流向中心管，然后导出。 优点：结构紧凑、单位体积膜面积很大、透水量大、设备 费用低； 缺点：浓差极化不易控制，易堵塞，不易清洗，换膜困难。 中空纤维膜器 优点：设备紧凑、单位体积的膜表面积大不需要支撑材料 缺点：中空纤维内径小，阻力大，易堵塞对料液的预处理要求高。 .管式膜器膜器 与列管式换热器结构类似 电渗析工作原理。 膜污染产生的原因、减小膜污染控制方法以及膜的清洗方法 进水中生物活性高前处理不充分系统间断操作清洗的不彻底前处理絮凝剂加入过量化学品互不兼容清洗用化学品不适合进水有污染 控制方法：1、选择合适的膜材料-膜的亲疏水性、荷电性会影响到膜与溶质间相互作用的大小及膜的污染程度 2、选择合适的膜孔径或截留分子量3、选择合适的膜结构和组件结构4、适当控制溶液中盐浓度、pH值、溶液浓度和温度、离子强度、压力与料液流速以及溶液与膜接触时间和膜表面粗程度等。 清洗方法：水力学清洗、化学清洗。机械清洗、电清洗等。 制备无机膜常用的方法。 合成法、悬浮粒子法CVD法 热分解法膜集成技术对海水进行淡化的示意图，每一操作单元所起的作用 分置式和一体式膜生物反应器的工作原理和优缺点。 浸没沉淀技术制备高分子中空纤维膜的过程，多孔膜的骨架和孔是如何形成的。 将聚合物溶液刮涂在适当的支撑体(如无纺聚酯)上，然后浸入含有非溶剂(一般为水，也可用乙醇、甲醇、丙酮等)的凝固浴中，由于溶剂与非溶剂之间的扩散而导致凝胶 多孔膜的孔:当凝胶层中的剩余溶剂和添加剂进一步被凝胶浴交换出来 9、瞬时分相和延迟分相？可形成什么样的孔结构？ 瞬时液液分相制膜液浸没凝胶浴后迅速分相成膜瞬时液液分相-得到相对多孔的膜表层-形成多孔膜-如微滤(MF)和超滤(UF膜) 延时液液分相-制膜液浸入凝胶浴中一定时间后才分相成膜MF、UF、NF、RO、气体分离、渗透汽化等膜过程常用的材料？应用领域？ MF食品、饮料工业UF：高分子材料：醋酸纤维素、聚砜、芳香聚酰胺、聚丙烯腈、聚氯乙烯共聚物。无机材料：多孔金属（ Ag、Ni、Ti、不锈钢等：多孔陶瓷（氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧化钛等）、分子筛 应用领域：1、工业废水处理2、食品工业中的应用3、高纯水的制备4、生物制药领域中的应用 NF：高分子材料：芳香聚酰胺、聚哌嗪酰胺、磺化聚（醚）砜、聚乙烯醇、聚芳酯。无机材料：Al2O3、SiO2、ZrO2、TiO2 应用领域：1、生产和生活用水的净化及软化2、物料回收、分级及浓缩3、废液处理和再利用 RO：高分子材料：醋酸纤维素类、芳香聚酰胺类、聚哌嗪酰胺类 应用领域：1、海水脱盐2、苦咸水淡化3、超纯水生产4、工业污水的处理 气体分离渗透汽化计算题-通量、截留率的计算 通量：在一定操作条件下，单位时间通过单位面积膜的体积流量。单位L/m2.h.Pa R＝1－Cp/Cf Cf (( 原液浓度，mg/L； Cp (( 透过液浓度，mg/L。 以上内容仅供参考