膜分离技术在环境工程中的应用.ppt

主要内容 膜分离技术简介 在环境工程上的应用举例 前景展望 膜分离技术是指借助膜的选择渗透作用，在外界能量或化学位差的推动作用下对混合物中溶质和溶剂进行分离，分级，提纯和富集。 膜分离技术作为一种新兴的高效分离技术，已经被广泛应用于化工、环保、电子、轻工、纺织、石油、食品、医药、生物工程、能源工程等。国外有关专家甚至把膜分离技术的发展称为“第二次工业革命”。膜分离技术被认为是20世纪末至21世纪中期最有发展前途的高新技术之一。 膜分离技术简介 微滤 纳滤 电渗析 超滤 反渗透 渗透汽化和气体分离 主要 分支 目前己经深入研究和开发的膜分离技术 正在开发研究中新的膜过程 膜蒸馏 膜萃取 膜生物反应器 支撑液膜 控制释放膜 生物膜 仿生膜 只需电能驱动，能耗极低，其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8 处理规模可大可小，可以连续也可以间隙进行，工艺简单，操作方便，易于自动化 可在分子级内进行物质分离，具有普遍滤材无法取代的卓越性能 保持原有的风味 适应性强 无相态变化 优点 膜分离工艺优点 无化学变化 在常温下进行 选择性好 能耗低 有效成分损失极少，特别适用于热敏性物质，如抗生素等医药、果汁、酶、蛋白的分离与浓缩 典型的物理分离过程，不用化学试剂和添加剂，产品不受污染 膜分离技术特点 设备简单，操作方便、无相变、无化学变化，节能高效，它是一个物理单元操作过程，特别适用于热敏性成分的分离、纯化、浓缩和富集。其特点可归纳为： 1.处理效率高，设备易于放大； 2.可在室温或低温下操作，适宜于热敏感物质的分离浓缩； 3.化学强度与机械损害最小，减少失活; 4.无相转变，省能; 5.有相当好的选择性，可在分离、浓缩的同时达到部分纯化的目的; 6.选择合适的膜与操作参数，可得到较高回收率; 7.系统可密闭循环，防止外来污染; 8.不外加化学物，透过液（酸、碱或盐溶液）可循环使用，降低了成本，并减少对环境的污染。 发展趋向 发展趋向 渗透汽化 膜材料 集成膜过程 膜分离用于生物技术 新的膜过程 我国是世界最大的染料生产国和消费国，1998年染料生产量为20万吨左右，到2000年，各种染料生产总量已达50万吨。在一些固体染料的生产过程中，合成染料从水溶液中的分离通常是经过盐析和压滤实现的。该工艺过程存在如下弊端。①由于染料合成反应生成的盐以及盐析过程带入的盐分降低了染料的纯度，影响到染料在染色过程的溶解性能，影响着色，同时耗费大量的盐。②压滤过程造成主体染料的流失多，损失率大于5%。③产生大量高盐度高色度、高COD浓度的废水，严重污染环境。④盐析和压滤操作为间歇式，劳动强度高，耗时多。 能不能给点更好的建议？  一种有效解决办法是采用纳滤膜分离技术。纳滤技术应用于染料清洁生产和染料废水处理主要有两方面：代替传统盐析压滤工序对含盐粗制染料进行脱盐和浓缩；对含盐染料废水的处理与资源化。  纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种压力驱动膜过程。商品化的纳滤膜一般具有荷电的纳米微孔结构，溶质在带电微孔内进行扩散和对流传递过程时受到立体阻碍和静电排斥两方面的作用。因此，纳滤膜通常对分子量在200-1000之间的低分子有机物和多价盐截留较高，而对单价盐和小分子物质的截留率较低。对于水溶性染料(酸性染料、碱性染料、直接染料和活性染料等)，分子带有亲水性基团如-S03Na ，-COONa等，且相对分子质量落在纳滤膜的高截留范围内，纳滤膜对这些染料有很高的截留率。因此，利用纳滤膜对染料的高截留和对NaCI的低截留特性，可以实现对含盐染料初品或合成染料水溶液的脱盐浓缩以及对含盐染料废水的处理与资源化。 纳滤膜分离技术具有高效、低能耗、工艺简单、操作方便、过程易控制、无污染等优点。在水溶性染料的生产工艺中采用先进的纳滤膜技术对染料合成液进行浓缩、脱盐，再喷雾干燥，既能节约干燥热能，又能提高染料的纯度和品质，具有较好的经济效益；同时在一定程度上能减少染料废水对环境造成的严重污染，具有明显的环境效益。虽然膜的污染不可避免，但只要采用合理的控制措施，注重在生产过程中加强综合控制，是能够有效减轻和去除膜污染的。所以，染料生产厂家利用纳滤技术改进生产工艺是行之有效的。 纳滤技术处理染料废水，可实现盐与染料的分离，且浓缩液和透过液可以分开处理。透过液可回用或排人污水处理系统；浓缩液可用于回收染料，以达到资源化的目的。如果回收价值较低，因浓缩液量少也有利于染料废水的后继处理。因此，纳滤技术可作为高浓度、高