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膜析法是利用天然或人工合成膜以外界能量或化学位差作推动力对水溶液中某些物质进行分离、分级、提纯和富集的方法的统称。目前有电渗析法、反渗透法和超滤法等 。
(1)基本原理
电渗析是在直流电场的作用下,利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性(即阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过),而使溶液中的溶质与水分离的一种物理化学过程。
电渗析器由置于正、负电极之间的一系列阴、阳膜隔开的小水室组成,在电场作用下,阴、阳离子要发生定向迁移。阳离子在向阴极移动的过程中可透过阳膜进入相邻的水室,或是被阴膜截留在原来的水室;阴离子在向阳极移动的过程中可透过阴膜进入相邻的水室,或是被阳膜截留在原来的水室。离子减少的水室称为淡水室,其出水为淡水;相反,离子增多的水室称为浓水室,其出水为浓水。需要注意的是,每个水室内离子的正负电荷是平衡的。
对于给水处理,我们需要的是淡水,浓水则排走;对于工业废水处理,浓水可回收有用物质,淡水可无害化排放,也可重复利用。
(2)设备
电渗析器由压板、电极托板、电极、极框、阳膜、阴膜、隔板甲、隔板乙等部件组成,这些部件按照一定的顺序组装并压紧即组成电渗析器。
用于隔开阴阳膜的隔板是水流通道,可分为回流式和无回流式两种。隔板上有配水孔、布水槽、流水道以及搅动水流用的隔网;电极材料应具有导电性好、耐腐蚀、强度大、质轻、价廉等特点。常用的电极材料有铅板或石墨,还可用钛涂钌、钛镀铂和钽镀铂等。极框用于防止膜贴到电极上,以保证极室水流畅通。电极托板用来承托电极并连接进、出水管。
(1)原理
反渗透法是一种借助压力促使水分子反向渗透,以浓缩溶液或废水的方法。如果将纯水和盐水用半透膜隔开,此半透膜只有水分子能够透过而其他溶质不能透过,则水分子将透过半透膜进入溶液(盐水),溶液逐渐从浓变稀,液面则不断上升,直到某一定值为止。这个现象叫渗透,高出于水面的水柱高度(决定于盐水的浓度)是由于溶液的渗透压所致。如果我们向溶液的一侧施加压力,并且超过它的渗透压,则溶液中的水就会透过半透膜,流向纯水一侧,而溶质被截留在溶液一侧,这就是反渗透。
由此可见,实现反渗透必须具备两个条件:一是必须具有高选择性和高透水性的半透膜;二是操作压力必须高于溶液的渗透压。
(2)反渗透装置
工业上应用的反渗透装置有平板式、管式、螺旋卷式和中空纤维式四种。根据膜材料化学组成的不同,反渗透膜可分为纤维素酯类膜和非纤维素酯类膜两大类。
(1)基本原理
超滤是对料液施加一定压力后,高分子物质(分子量>500)、胶体、蛋白质等被半透膜所截留,而溶剂和低分子物质(分子量<500)则透过膜。超滤分离机理主要包括膜表面孔径筛分机理、膜孔堵塞的阻滞面机理和膜面及膜孔对粒子的一次吸附机理。
超滤过程中,由于高分子的低扩散性和水的高渗透性,被截留的溶质组分会在膜表面上积聚,使膜上的溶质浓度高于溶液主体的浓度,这种现象称为浓差极化。浓差极化是一种可逆过程,可以通过降低超滤膜两侧的压力差,或是通过提高超滤料液湍流速度以降低膜表面的溶质浓度等方法,减轻浓差极化现象,使膜的透水通量得到较好的恢复,缓和其对超滤过程的负面影响。
(2)超滤膜及超滤装置
我国主要商品化的超滤膜有二醋酸纤维素、聚砜、聚砜酰胺和聚丙烯腈。国外已经商品化的超滤膜品种还有聚氯乙烯、聚酰胺及聚丙烯膜等,超滤装置和反渗透装置一样,主要有平板式、管式、螺旋卷式和中空纤维式四种 。2100433B
聚酯薄膜是一种高分子塑料薄膜,因其综合性能优良而越来越受到广大消费者的青睐。由于我国生产量和技术水平仍不能满足市场的需求,部分仍需依靠进口。
万伯膜储气柜系统 万伯双膜储气柜系统适用范围: 各种中性气体存储如沼气、空气、二氧化碳、氧气等。 万伯双膜储气柜系统结构组成 万伯双膜储气柜主要由底膜(一体化气柜除外)、内膜、外膜、恒压控制柜、安...
人们相继发现了一大批共轭性聚合物,如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚苯撑乙炔、聚苯硫醚等,经过掺杂后,电导率可达到半导体甚至是金属导体水平。它的出现不仅为低维电子学的产生奠定了基础,而且导电高分子具有特殊的...
HDPE膜简介
HDPE膜简介: HDPE膜也被称为高密度聚乙烯膜、 HDPE土工膜、 HDPE防渗膜 ,英文名 称为“High Density Polyethylene Impermeable membrane ” ,简称为 “HDPE膜”。HDPE膜是由 HDPE构成的塑料卷材, 其 HDPE是一种结晶度高、 非极性的热塑性树脂。原态 HDPE的外表呈乳白色,在微薄截面呈一定程度 的半透明状。 PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种 类的化学品会产生化学腐蚀,例如腐蚀性氧化剂(浓硝酸),芳香烃(二 甲苯)和卤化烃 (四氯化碳)。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性。 HDPE具有很好的防腐性能、电性能、防潮性能、防渗漏性能、拉伸强度高, 所以是很适用于电线电缆、工程防渗、养殖防渗、油罐防渗、地下室防渗、 人工湖防渗等领域。 HDPE膜具有极好的抗冲击性,故在常温甚至在 -40F 低 温度
玻璃表面镀膜方法简介
玻璃表面镀膜可以赋予玻璃许多优异的性能。本文简要介绍了几种常见玻璃表面镀膜方法的基本原理、主要应用以及各自的优缺点。
透析膜可用动物膜和玻璃纸等,但用的最多的还是用纤维素制成的透析膜,目前常用的是美国SPECTRUM公司生产的各种尺寸的透析管,截留分子量MwCO(即留在透析袋内的生物大分子的最小分子量,缩写为MwCO)通常为1万左右。
硅橡胶腹膜透析管siiicnne rubf}er tu}c }r}r peri}nneum dittlysi、又称腹膜透析装置。是由硅橡胶腹膜透析管和涤纶 固定装置及其他塑料配件组成的用于'肾衰竭病人的透析用的 氏疗器械,与透析液配合使用。将管植人腹}`. ,灌人透析液,利 用患者腹膜的透析作用,完成患者血液中的废物的交换,以维 待患者的正常生活,腹膜透析适用于在家庭进行,所以比血液 透析简单,对于」卜卧床性慢性肾功能哀竭患者更为合适》
【学员问题】膜分离技术的浅析?
【解答】反渗透从1963年第一张非对称醋酸纤维素反渗透膜诞生至今,反渗透(RO)技术获得了很大的进步,我国1966年也开始研究反渗透技术,在环境保护、纯水制备、电子工业领域获得了很大的成绩。反渗透的原理是渗析的反过程,利用外加能量使渗析向相反的过程进行。过程透过组分截留组分推动力膜类型RO溶剂,可被电渗析截留组分10100nm大分子溶质压力差100010000kPa非对称膜或复合膜目前工业应用的反渗透膜可分三类:高压海水脱盐反渗透膜、低压苦咸水脱盐反渗透膜及超低压反渗透膜(LPRO)。反渗透技术以其能耗低、结构简单、控制方便得到很快的发展,发展中的障碍主要是对进水要求高,实际也反映了现在膜技术最大的困难是膜维护工作要求比较高,也必然对预处理要求较高。如海水淡化中污染指数一般要求<5.所以开发高效、廉价的预处理系统也是膜技术发展的必要因素之一。反渗透技术是目前发展最为迅速的技术之一,在远洋船上已逐渐取代减压蒸馏等手段,特别是潜艇利用这项技术可以做到随用随取。另外,国外也开始利用反渗透技术处理一些废水,反渗透技术应用的范围越来越广。
气体膜分离气体膜分离(GS)技术在近10年取得了空前的发展,现已广泛用于空气中富氧、浓氮、天然气分离等领域。GS的基本原理是根据混合气体中各组分在压力的推动下透过膜的传递速率不同,从而达到分离目的。过程透过组分截留组分推动力膜类型机理GS气体、较小组分或膜中易溶组分较大组分压力差100010000kPa均质膜复合膜非对称膜溶解扩散GS技术发展势头迅猛,广泛用于炼油、化工、环保等领域。最主要的应用领域是H2的分离回收,如在合成氨中H2的分离回收,炼油工业尾气中H2的分离回收。其二,是富氮,由于大多数空气分离膜选择性都在3.55.0(O2/N2)之间,所以膜法空气分离大多用作为富氮,浓度可达99%.高浓度的氮广泛应用于食品保健、医药等。其三,为富氧,由于膜的选择性不高,氧浓度一般在50%以下,主要用于高温燃烧节能和家用保健。其四,用于酸性气体的分离回收,如对天然气处理,降低天然气中的CO2、H2S和水汽等,以防止在输送过程中造成管道的腐蚀和冻结堵塞。随着膜材料的进一步发展,气体膜分离这种高效、经济的技术的改进以及和别的技术相互结合,将会得到更大的发展。
渗透汽化渗透汽化(PVAP)是膜分离技术中唯一有相变的膜渗透过程,1917年就有人在论文里描述了水通过火棉胶的渗透汽化现象,渗透汽化中膜上游物料为液体混合物,下游透过侧为蒸汽,所以分离过程须提供一定的热量。渗透汽化的原理是组分在膜两侧蒸汽压差的推动下,首先选择性溶解在膜料液侧表面,再扩散透过膜,最后在膜透过侧表面汽化,解吸。过程透过组分截留组分推动力膜类型机理PVAP膜内易溶解组分或易挥发组分不易溶解组分或较大较难挥发物分压差浓度差均质膜复合膜非对称膜溶解扩散要使膜两侧产生蒸汽压差,一般采用几种方法:其一,真空渗透汽化,即膜透过侧用真空泵抽真空,以造成膜两侧组分的蒸汽压差;其二,是热渗透汽化或温度梯度渗透汽化,也就是通过料液冷凝的方法形成蒸汽压差;其三,是载气吹扫渗透汽化,即载气吹扫膜的透过侧,以带走透过组分,形成蒸汽压差,而且载气可以循环使用。应用上,主要是有机溶剂脱水,有机溶剂脱水是渗透汽化技术主要的工业应用和研究对象。其二,水中少量有机溶剂分离,目前基本上只能对疏水性溶剂如乙醇有选择性分离,亲水性溶剂还有待研究。其三,有机物/有机混合物分离。这部分刚进入应用开发阶段,如果能开发出具有足够选择性的膜,PVAP将会很大程度上取代精馏。程度上取代精馏。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。