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第九章膜分离技术_图文.doc

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第九章膜分离技术_图文 导读:就爱阅读网友为您分享以下“第九章膜分离技术_图文”的资讯,希望对您有所帮助,感谢您对92的支持! 标产物(纯水)。 优先吸附-毛细孔流理论,确定了膜材料的选择和反渗透膜制备的指导原则,即膜材料对水要优先吸附,对溶质要选择排斥,膜的表层应当具有尽可能多的有效直径为纯水层厚度t的2倍的细孔,这样的膜才能获得最佳的分离率和最高的透水速度。在此理论指导下,Sourirajan等研究了以醋酸纤维素为膜材料的新的制膜方法,研制出有高脱盐率和高透水速度的实用反渗透膜,奠定了实用反渗透膜发展的基础。 溶解-扩散理论 溶解-扩散理论是将反渗透膜的活性表面皮层看作致密无孔的膜,首先,是溶质和溶剂在膜的料液侧发生很快的表面外吸附和溶解;然后,它们在各自的化学位差的推动下仅以分子扩散方式通过膜的活性层(这一过程进行得较慢,是透过速率的控制步骤);最后,溶质和溶剂在膜的透过液侧又迅速表面解吸。 溶解-扩散模型是目前描述均质膜中物质传递较流行的模型。该模型将膜看作是无孔的“完整的膜”,忽略了膜结构对传递性能的影响。实际上,膜存在细孔缺陷,是“不完整的膜”。此外,也有文献指出反渗透膜实际存在毛细孔,其孔尺寸小于2nm,但一般用电子显微镜观察不到孔结构,所以人们才称之为致密膜或无孔膜。 虽然有孔机理(优先吸附-毛细孔流理论)和无孔机理(溶解-扩散理论)之间的争鸣持续了好多年,但最终一致认为:反渗透过程中膜材料与被分离介质之间的化学作用(即化学因素)起主导作用,其次才是膜结构的影响。 道南(Donnan)模型 Donnan模型以Donnan平衡为基础,用来描述荷电膜的脱盐过程,一般纳滤膜多为荷电膜,所以该模型更多用来描述纳滤过程(详见第4节)。 9.3.4 反渗透装置、工艺流程与布置系统 目前反渗透装置有板框式、管式、卷式和中空纤维式4种类型。广泛应用的是卷式和中空纤维反渗透器。 反渗透法工艺流程一般由预处理、膜分离以及后处理3部分组成。预处理要求进水水质达到规定指标,并且应加酸调节进水pH值到5.5~6.2,以防止某些溶解固体沉积膜面而影响产水量。预处理是保证渗透膜长期工作的关键。预处理旨在防止进料水对膜的破坏,除去水中的悬浮物及胶体,阻止水中过量溶解盐沉淀结垢,防止微生物滋长。预处理通常有混凝沉淀、过滤、吸附、氧化、消毒等。对于不同的水源,不同的膜组件应根据具体情况采用合适的预处理方法。 预处理的方法确定以后,反渗透系统布置是工艺设计的关键,在规定的设计参数条件下,必须满足设计流量和水质要求。布置不合理,有可能造成某一组件的水通量很大,而另一组件的水通量很小,水通量大的膜污染速度加快,清洗频繁,造成损失,影响膜的寿命。如图9-9所示,反渗透布置系统有(1)单程式、(2)循环式和(3)多段式。在单程式系统中,原水一次经过反渗透器处理,水的回收率(淡化水流量与进水流量的比值)较低。循环式系统有一部分浓水回流重新处理,可提高水的回收率,但淡水水质有所降低。多段式系统可充分提高水的回收率,用于产水量大的场合,膜组件逐段减少是为了保持一定流
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