膜分离和电泳演示文稿.pptVIP

实现超滤和反渗透的条件 超滤：需要增加流体的静压力，改变天然过程的方向，才可能发生含有低分子量化合物的溶剂流通过膜，此时的推动力是流体静压力与渗透压的压差； 反渗透：过程类似于超滤，只是纯溶剂通过膜，而低分子量的化合物被截留。因此，操作压力比超滤大得多。 因此，超滤和反渗透通常又被称之为“强制膜分离过程” 当前第30页\共有58页\编于星期四\10点 膜过滤的基础理论 通透量理论：一种基于粒子悬浊液在毛细管内流动的毛细管理论。 水通量（Jw） W—透水量，A—膜的有效面积，τ—时间 表示超滤膜基本参数的是水通量与截留率，水通量是指一定压力下单位时间内通过单位膜面积的水量。 水通量的大小取决于膜的物理特性（如厚度、化学成分、孔隙度）和系统的条件（如温度、膜两侧的压力差、接触膜的溶液的盐浓度及料液平行通过膜表面的速度）。 当前第31页\共有58页\编于星期四\10点 也可用Jw= *⊿P表示 ---穿透度：单位时间、单位膜面积的处理量 ⊿P---施加的外压，Pa 超滤的基本方程 渗透压 膜对溶质的排斥系数，若膜对所有溶质都排斥， 则α＝1；反之，若膜可让溶质和溶剂自由通过，则α ＝0。 当前第32页\共有58页\编于星期四\10点 和截留率（R） 把待分离物质超滤除去的百分数称作截留率，即： 式C1一料液中目的溶质的浓度； C2——透过液中目的溶质的浓度 一般将在截留率为90%的最小被截留溶质分子量定义为膜的截留分子量(molecular weight cutoff, MWCO)。MWCO只表征膜特征的一个参数，不能作为唯一指标。膜的优劣应从孔径分布、透过通量、耐污染能力、稳定性、温度、pH、机械强度等多方面考察。 当前第33页\共有58页\编于星期四\10点 纳米膜过滤技术 介于反渗透与超滤膜之间，能截留有机小分子而使大部分无机盐通过； 特点： 在过滤分离过程中，能截留小分子有机物，并可以同时透析除盐，集浓缩与透析为一体； 操作压力低 当前第34页\共有58页\编于星期四\10点 纳滤膜的性质与特点 有多层聚合薄膜组成，滤膜为多孔性材料，平均孔径为2nm，截留分子量范围在100~200道尔顿之间；同样要求其具有良好的热稳定性、pH稳定性、有机溶剂稳定性； 主要产品： Membrane products Kiryat Weizmann，MPW (以色列) Desalination System (美国) SelRO, DESAL-5, FT- 40等系列膜，Filmtech公司（美国，明尼苏达） 当前第35页\共有58页\编于星期四\10点 纳米过滤的分离机理 纳滤分离机理与反渗透膜了类似，同样遵循，基本的膜传递方程： 当前第36页\共有58页\编于星期四\10点 纳滤膜的技术应用 世界水资源专家认为：纳滤水是最佳饮用水 纳滤膜最大应用领域是饮用水软化和有机物脱除。 (1)较低单价盐的截留率 (2)不同价态的离子的分离 (3)高/低分子量有机物分离 纳滤膜应用 13 当前第37页\共有58页\编于星期四\10点 纳滤膜的技术应用 饮用水软化和有机物脱除 受污染的地下水处理 含金属废水的处理 造纸废水处理 能脱除85%~95%硬度以及70%单价离子 脱除97％有机卤,降低总有机碳（TOC）90％ 回用废水,浓缩回收重金属 除深色木质素和氯化木质素 14 当前第38页\共有58页\编于星期四\10点 纳滤的应用 行 业 处理对象 行 业 处理对象 制药工业 母液中有效成分的回收 抗菌素的分离纯化 维生素的分离纯化 氨基酸的脱盐与纯化 化工行业 酸碱纯化、回收 电镀液中铜的回收 食品工业 乳清脱盐与浓缩 苛性碱回收 纯水制备 超高纯水 水的脱盐 地下水的净化 染料工业 活性染料的脱盐与回收 废水处理 印染厂废水脱色 造纸厂废水净化 当前第39页\共有58页\编于星期四\10点 纳滤膜的技术应用 15 当前第40页\共有58页\编于星期四\10点 膜亲和过滤法 膜亲和过滤法是传统膜分离技术与亲和分离技术的集成，是一种十分有效的分离方法。 内容：包括两个分支 亲和膜分离：制备带有亲和配基的分离膜，直接进行产物分离； 亲和-错流膜过滤：将水溶性或非水溶性的高分子亲和载体与产物进行特异性反应，然后进行错流过滤； 当前第41页\共有58页\编于星期四\10点 膜分离和电泳演示文稿 当前第1页\共有58页\编于星期四\10点 （优选）膜分离和电泳 当前第2页\共有58页\编于星期四\10点 超滤的基本方程 了解亲和膜分离技术 了解电渗析的工作原理 当前第3页\共有58页\编于星期四\10点 膜分离技术 膜分离的概念：利用