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500L反應釜
一、膜分離技術(shù) :
膜技術(shù)是膜分離技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng),是仿生物學(xué)膜,通過(guò)人工材料(膜材料)實(shí)現不同介質(zhì)分離的技術(shù),分離的過(guò)程多由壓力、濃度差、電勢差等因素驅動(dòng)。按照分離精度的不同,壓力驅動(dòng)膜又可以分為微濾(MF)膜、超濾(UF)膜、納濾(NF)膜和反滲透(RO)膜等等。
1、微濾(MF):又稱(chēng)微孔過(guò)濾,它屬于精密過(guò)濾,其基本原理是篩孔分離過(guò)程。微濾膜的材質(zhì)分為有機和無(wú)機兩大類(lèi),有機聚合物有醋酸纖維素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。無(wú)機膜材料有陶瓷和金屬等。鑒于微孔濾膜的分離特征,微孔濾膜的應用范圍主要是從氣相和液相中截留微粒、細菌以及其他污染物,以達到凈化、分離、濃縮的目的。對于微濾而言,膜的截留特性是以膜的孔徑來(lái)表征,通??讖椒秶?span style="font-family:Arial;">0.1~1微米,故微濾膜能對大直徑的菌體、懸浮固體等進(jìn)行分離??勺鳛橐话懔弦旱某吻?、保安過(guò)濾、空氣除菌。
2、超濾(UF):是介于微濾和納濾之間的一種膜過(guò)程,膜孔徑在0.05um至1nm之間。超濾是一種能夠將溶液進(jìn)行凈化、分離、濃縮的膜分離技術(shù),超濾過(guò)程通??梢岳斫獬膳c膜孔徑大小相關(guān)的篩分過(guò)程。以膜兩側的壓力差為驅動(dòng)力,以超濾膜為過(guò)濾介質(zhì),在一定的壓力下,當水流過(guò)膜表面時(shí),只允許水及比膜孔徑小的小分子物質(zhì)通過(guò),達到溶液的凈化、分離、濃縮的目的。
對于超濾而言,膜的截留特性是以對標準有機物的截留分子量來(lái)表征,通常截留分子量范圍在1000~300000,故超濾膜能對大分子有機物(如蛋白質(zhì)、細菌)、膠體、懸浮固體等進(jìn)行分離,廣泛應用于料液的澄清、大分子有機物的分離純化、除熱源。
3、 3333、納濾(NF):是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術(shù), 其截留分子量在80~1000的范圍內,孔徑為幾納米,因此稱(chēng)納濾?;诩{濾分離技術(shù)的優(yōu)越特性,其在制藥、生物化工、 食品工業(yè)等諸多領(lǐng)域顯示出廣闊的應用前景。對于納濾而言,膜的截留特性是以對標準NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率來(lái)表征,通常截留率范圍在60~90%,相應截留分子量范圍在100~1000,故納濾膜能對小分子有機物等與水、無(wú)機鹽進(jìn)行分離,實(shí)現脫鹽與濃縮的同時(shí)進(jìn)行。
4、反滲透(RO):是利用反滲透膜只能透過(guò)溶劑(通常是水)而截留離子物質(zhì)或小分子物質(zhì)的選擇透過(guò)性,以膜兩側靜壓為推動(dòng)力,而實(shí)現的對液體混合物分離的膜過(guò)程。反滲透的截留對象是所有的離子(反滲透法能夠去除可溶性的金屬鹽、有機物、細菌、膠體粒子、發(fā)熱物質(zhì),也即能截留所有的離子,對NaCl的截留率在98%以上),僅讓水透過(guò)膜出水為無(wú)離子水。在生產(chǎn)純凈水、軟化水、無(wú)離子水、產(chǎn)品濃縮、廢水處理方面反滲透膜已經(jīng)應用廣泛,如垃圾滲濾液的處理。因具有產(chǎn)水水質(zhì)高、運行成本低、無(wú)污染、操作方便運行可靠等諸多優(yōu)點(diǎn) ,而成為海水和苦咸水淡化,以及純水制備的節能、簡(jiǎn)便的技術(shù).目前已廣泛應用于醫藥、電子、化工、食品、海水淡化等諸多行業(yè)。反滲透技術(shù)已成為現代工業(yè)中的水處理技術(shù)。
5、其他:除了以上常用的膜分離過(guò)程,另外還有控制釋放、膜傳感器、膜法氣體分離、液膜分離法等。
二、基本介紹:
膜分離是在20世紀初出現,20世紀60年代后迅速崛起的一門(mén)分離新技術(shù)。膜分離技術(shù)由于兼有分離、濃縮、純化和精制的功能,又有、節能、環(huán)保、分子級過(guò)濾及過(guò)濾過(guò)程簡(jiǎn)單、易于控制等特征,因此,目前已廣泛應用于食品、醫藥、生物、環(huán)保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領(lǐng)域,近二十年來(lái),由于膜技術(shù)可以去除常規處理工藝難以去除的水污染物,在水處理領(lǐng)域的應用越發(fā)受到各國重視,不同種類(lèi)的膜技術(shù)分別應用于不同的細分領(lǐng)域,主要下游包括市政污水處理及再生、自來(lái)水處理、工業(yè)水回用、海水淡化、家用凈水器等。產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益,已成為當今分離科學(xué)中重要的手段之一。
三、工藝原理及特點(diǎn):
1、工藝原理:
膜分離的基本工藝原理是較為簡(jiǎn)單的。在過(guò)濾過(guò)程中料液通過(guò)泵的加壓,料液以一定流速沿著(zhù)濾膜的表面流過(guò),大于膜截留分子量的物質(zhì)分子不透過(guò)膜流回料罐,小于膜截留分子量的物質(zhì)或分子透過(guò)膜,形成透析液。故膜系統都有兩個(gè)出口,一是回流液(濃縮液)出口,另一是透析液出口。在單位時(shí)間(Hr)單位膜面積(m2)透析液流出的量(L)稱(chēng)為膜通量(LMH),即過(guò)濾速度。影響膜通量的因素有:溫度、壓力、固含量(TDS)、離子濃度、黏度等。
由于膜分離過(guò)程是一種純物理過(guò)程,具有無(wú)相變化,節能、體積小、可拆分等特點(diǎn),使膜廣泛應用在發(fā)酵、制藥、植物提取、化工、水處理工藝過(guò)程及環(huán)保行業(yè)中。對不同組成的有機物,根據有機物的分子量,選擇不同的膜,選擇合適的膜工藝,從而達到好的膜通量和截留率,進(jìn)而提高生產(chǎn)收率、減少投資規模和運行成本。
2、技術(shù)特點(diǎn):
膜是具有選擇性分離功能的材料,利用膜的選擇性分離實(shí)現料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過(guò)程稱(chēng)作膜分離。它與傳統過(guò)濾的不同在于,膜可以在分子范圍內進(jìn)行分離,并且這過(guò)程是一種物理過(guò)程,不需發(fā)生相的變化和添加助劑。膜的孔徑一般為微米級,依據其孔徑的不同(或稱(chēng)為截留分子量),可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜,根據材料的不同,可分為無(wú)機膜和有機膜,無(wú)機膜主要是陶瓷膜和金屬膜,其過(guò)濾精度較低,選擇性較小。有機膜是由高分子材料做成的,如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。錯流膜工藝中各種膜的分離與截留性能以膜的孔徑和截留分子量來(lái)加以區別,下圖簡(jiǎn)單示意了四種不同的膜分離過(guò)程:(箭頭反射表示該物質(zhì)無(wú)法透過(guò)膜而被截留):
3、工藝優(yōu)點(diǎn):
(1)在常溫下進(jìn)行
有效成分損失少,特別適用于熱敏性物質(zhì),如抗生素等醫藥、果汁、酶、蛋白的分離與濃縮
(2)無(wú)相態(tài)變化
保持原有的風(fēng)味,能耗低,其費用約為蒸發(fā)濃縮或冷凍濃縮的1/3-1/8
(3)無(wú)化學(xué)變化
典型的物理分離過(guò)程,不用化學(xué)試劑和添加劑,產(chǎn)品不受污染
(4)選擇性好
可在分子級內進(jìn)行物質(zhì)分離,具有普遍濾材無(wú)法取代的性能
(5)適應性強
處理規??纱罂尚?,可以連續也可以間隙進(jìn)行,工藝簡(jiǎn)單,操作方便,易于自動(dòng)化
(6)能耗低
只需電能驅動(dòng),能耗低,其費用約為蒸發(fā)濃縮或冷凍濃縮的1/3-1/8
四、工程應用:
與清華大學(xué)教授、業(yè)內專(zhuān)家等為技術(shù)依托和緊密合作,設計、生產(chǎn)污水處理、飲用水凈水等所需各類(lèi)濾膜所需原料的核心設備---磁力密封反應釜系列配套設備及裝置,已在工程應用上取得良好效果,贏(yíng)得業(yè)內同仁德一致好評。