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膜分離是利用物質(zhì)透過(guò)一層特殊膜的速度差進(jìn)行分離、濃縮脫鹽的一種分離過(guò)程
膜分離是利用物質(zhì)透過(guò)一層特殊膜的速度差進(jìn)行分離、濃縮脫鹽的一種分離過(guò)程。這一層特殊的膜可以是固體,亦可以是固定化的液體或溶脹的凝膠,它具有特殊的結(jié)果和性能。這些特殊的結(jié)構(gòu)和性能使其具有對(duì)物質(zhì)的選擇透過(guò)性,因此在過(guò)程進(jìn)行時(shí),不同于其它物理化學(xué)過(guò)程。在膜分離過(guò)程中不伴隨相變,不用加熱,可節(jié)約能源,投資省,且設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊,效能高,占地面積小,操作穩(wěn)定,適宜連續(xù)化生產(chǎn),有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
根據(jù)膜的種類、功能和過(guò)程推動(dòng)力的不同,工業(yè)化應(yīng)用的膜分離過(guò)程有電滲析(ED)、反滲透(RO)、微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)等。膜分離技術(shù)發(fā)展很快,逐步應(yīng)用于廢水處理各個(gè)領(lǐng)域。
一、電滲析
電滲析法的工作原理主要是膜室之間的離子遷移,也有電極反應(yīng)。電滲析的關(guān)鍵部件是離子交換膜,它的性能對(duì)電滲析效果影響較大。廢水成分復(fù)雜,所含的酸、堿、氧化物等物質(zhì)對(duì)膜有損害作用,離子交換膜應(yīng)具有抵抗這種損害的性能。
電滲析法適用于廢水的脫鹽處理,不適用非電離分子去除。單級(jí)電滲析器出水的含鹽量一般高于300mg/L。要得到較好的出水水質(zhì),需采用電滲析器串聯(lián)系統(tǒng)。電滲析多用于廢水深度處理。
二、超濾
超濾(UF)是一種以膜兩側(cè)壓差為推動(dòng)力,以機(jī)械篩分原理為基礎(chǔ)理論的溶液分離過(guò)程。超濾過(guò)程在本質(zhì)上是一種篩濾過(guò)程。首先,超濾膜的選擇透過(guò)性主要是因?yàn)槟ど暇哂幸欢ù笮『托螤畹目?,其孔隙大小是主要的控制因素。溶質(zhì)能否被膜孔截留取決于溶質(zhì)粒子的大小、形狀、柔韌性以及操作條件等。其次,膜表面的化學(xué)性質(zhì)也是影響超濾分離的重要因素。超濾膜的微孔孔徑在2~5nm,超濾法所需的傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力(凈水壓力差)為50~1000kPa。在廢水處理中,超濾法主要用于分離溶解性有機(jī)物。
三、納濾
納濾膜比反滲透膜的孔大,因而操作壓力低,脫鹽率也低。納濾是為了適應(yīng)多種工業(yè)的需求,降低反滲透工作壓力而出現(xiàn)的一種介于反滲透和超濾之間的膜。
四、反滲透
反滲透是一種以壓力作為推動(dòng)力,通過(guò)選擇性膜,將溶液中的溶劑和溶質(zhì)分離的技術(shù)。實(shí)現(xiàn)反滲透過(guò)程必須具備兩個(gè)條件:一是必須有一種高選擇性和高透水性的半透膜;二是操作壓力必須高于溶液的滲透壓。
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