反渗透、纳滤的材料及制备教案详解.ppt

反渗透及纳滤膜的制备－制备及成膜机理 管式膜的制备 反渗透及纳滤膜的制备－制备及成膜机理 中空纤维膜的制备 反渗透及纳滤膜的制备－保存 膜的保存对其性能极为重要。主要应防止微生物、水解、冷冻对膜的破坏和膜的收缩变形。 微生物的破坏主要发生在醋酸纤维素膜； 而水解和冷冻破坏则对任何膜都可能发生。温度、pH值不适当和水中游离氧的存在均会造成膜的水解。冷冻会使膜膨胀而破坏膜的结构。 膜的保存 反渗透及纳滤膜的制备－保存 膜的收缩主要发生在湿态保存时的失水。收缩变形使膜孔径大幅度下降，孔径分布不均匀，严重时还会造成膜的破裂。当膜与高浓度溶液接触时，由于膜中水分急剧地向溶液中扩散而失水，也会造成膜的变形收缩。 反渗透及纳滤膜的制备－膜组件 将膜、固定膜的支撑材料、间隔物或管式外壳等组装成的一个单元称为膜组件。膜组件的结构及型式取决于膜的形状,工业上应用的膜组件主要有中空纤维式、管式、螺旋卷式、板框式等四种型式。管式和中空纤维式组件也可以分为内压式和外压式两种。 膜组件 反渗透及纳滤膜的制备－膜组件 螺旋卷式膜组件 目前,螺旋卷式膜组件被广泛地应用于多种膜分离过程。 膜、料液通道网、以及多孔的膜支撑体等通过适当的方式被组合在一起，然后将其装人能承受压力的外壳中制成膜组件。通过改变料液和过滤液流动通道的形式，这类膜组件的内部结构也可被设计成多种不同的形式。 反渗透及纳滤膜的制备－膜组件 卷式膜组件 反渗透及纳滤膜的制备－膜组件 反渗透及纳滤膜的制备－膜组件 板框式膜组件 板框式是最早使用的一种膜组件。其设计类似于常规的板框过滤装置, 膜被放置在可垫有滤纸的多孔的支撑板上,两块多孔的支撑板叠压在一起形成的料液流道空间,组成一个膜单元,单元与单元之间可并联或串联连接。不同的板框式设计的主要差别在于料液流道的结构上。 反渗透及纳滤膜的制备－膜组件 反渗透及纳滤膜的制备－膜组件 反渗透及纳滤膜的制备－膜组件 管式膜组件 管式膜组件有外压式和内压式两种。对内压式膜组件，膜被直接浇铸在多孔的不锈钢管内或用玻璃纤维增强的塑料管内。加压的料液流从管内流过，透过膜的渗透溶液在管外侧被收集。对外压式膜组件,膜则被浇铸在多孔支撑管外侧面。加压的料液流从管外侧流过，渗透溶液则由管外侧渗透通过膜进入多孔支撑管内。 反渗透及纳滤膜的制备－膜组件 反渗透及纳滤膜的制备－膜组件 中空纤维膜组件 中空纤维膜组件的最大特点是单位装填膜面积比所有其他组件大, 最高可达到30000m2/m3。中空纤维膜组件也分为外压式和内压式。将大量的中空纤维安装在一个管状容器内,中空纤维的一端以环氧树脂与管外壳壁固封制成膜组件。料液从中空纤维组件的一端流人, 沿纤维外侧平行于纤维束流动，透过液则渗透通过中空纤维壁进入内腔,然后从纤维在环氧树脂的固封头的开端引出,原液则从膜组件的另一端流出。 反渗透及纳滤膜的制备－膜组件 反渗透及纳滤膜的制备－膜组件 反渗透及纳滤膜的制备－膜组件 反渗透及纳滤膜的制备－膜组件 天津工业大学 环境与化学工程学院 环境工程系 膜法水处理技术 反渗透及纳滤膜的制备－膜材料 到目前为止，国际上通用的反渗透、纳滤膜材料主要有： 醋酸纤维素 芳香族聚酰胺 两类膜材料有各自的特点，下面从非对称膜和复合膜的角度来介绍。 反渗透及纳滤膜的制备－膜材料 反渗透及纳滤膜的制备－膜材料 1960 CA Loeb-Sourirajan 研制出世界第一张不对称RO膜 1963 CA Manjikion的改性膜 1968 CA－CTA Saltanatall研制的共混膜 1968 α-PA 美Monsanto，Du Pont公司发现其优异RO性能 1969 S-PPO 通用电气公司开发的废水处理膜 1970 B-9(α-PA) 杜邦公司推出的苦咸水脱盐中空纤维膜 1970 CTA 美国陶氏化学公司的脱盐中空纤维膜 1971 PBI 美国Celanese Research公司开发的耐热膜 1972 S-PS 法国Phone-Poulence, S. A公司开发的耐热膜 1972 聚哌嗪酰胺 意大利Credali开发的耐氯膜 1973 B-10(α-PA) 杜邦公司推出的海水脱盐中空纤维膜 非对称膜的发展概况 反渗透及纳滤膜的制备－膜材料 复合膜的发展概况 1970 NS-100 聚乙烯亚胺与甲苯二异氰酸酯在PS支撑膜上形成的复合膜 1972 NS-200 糠醇在PS支撑膜上就地聚合成膜 1975 PA-300 已二胺改性聚环氧氯丙烷与间苯二甲酰氯界面聚合成膜 1977 NS-300 哌嗪与