《中空纤维膜简介【重要课资】》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中空纤维膜简介【重要课资】（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.中空中空纤维膜膜简介介苏净研究院中空研究院中空纤维膜膜项目目组1课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.目录目录一、膜分离技术概述二、中空纤维膜纺丝工艺三、超滤膜组件四、MBR膜组件五、发展前景及展望2课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.一、膜分离技一、膜分离技术概述概述膜膜(Membrane)是什么？是什么？所谓的膜，是指在一种流体相内或是在两种流体相之间有一层薄的凝聚相，它把流体相分隔为互不相通的两部分，并
2、能使这两部分之间产生传质作用。3课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.1.1 膜分离技膜分离技术发展展简史史1748年，耐克特（A. Nelkt）发现水能自动地扩散到装有酒精的猪膀胱内，开创了膜渗透的研究。1861年，施密特（A. Schmidt）首先提出了超过滤的概念。按现代观点看，这种过滤应称为微孔过滤。 1961年，米切利斯（A. S. Michealis）等人制成了可截留不同分子量的膜，这种膜是真正的超过滤膜。50年代初，为从海水或苦咸水中获取淡水，开始了反渗透膜的研究。 自上世纪60年代中期以来，膜分离技术真正实现了工业化。首先出现
3、的分离膜是超过滤膜（简称UF膜）、微孔过滤膜（简称MF膜）和反渗透膜（简称RO膜）。以后又开发了许多其它类型的分离膜。4课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.1.2 膜的分膜的分类1. 按膜的材料分按膜的材料分类 类 别膜材料膜材料举 例例纤维素素酯类纤维素衍生物素衍生物类醋酸醋酸纤维素，硝酸素，硝酸纤维素，乙基素，乙基纤维素等素等非非纤维素素酯类聚聚砜类聚聚砜，聚聚醚砜，聚芳，聚芳醚砜，磺化聚，磺化聚砜等等聚聚酰(亚)胺胺类聚聚砜酰胺，芳香族聚胺，芳香族聚酰胺，含氟聚胺，含氟聚酰亚胺等胺等聚聚酯、烯烃类涤纶，聚碳酸，聚碳酸酯，聚乙，聚乙烯，
4、聚丙，聚丙烯腈等等含氟含氟(硅硅)类聚四氟乙聚四氟乙烯，聚偏氟乙聚偏氟乙烯，聚二甲基硅氧，聚二甲基硅氧烷等等其他其他壳聚糖，聚壳聚糖，聚电解解质等等5课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.2. 按膜的分离原理及适用范按膜的分离原理及适用范围分分类根据分离膜的分离原理和推动力的不同，可将其分为微虑膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等。膜膜过程程推推动力力传递机理机理透透过物物截留物截留物膜膜类型型微微滤压力差力差颗粒大小形状粒大小形状水、溶水、溶剂溶解物溶解物悬浮物浮物颗粒粒纤维多孔膜多孔膜超超滤压力差力差分子特性大小
5、形状分子特性大小形状水、溶水、溶剂小分子小分子胶体和超胶体和超过截留分子量截留分子量的分子的分子非非对称性膜称性膜纳滤压力差力差离子大小及离子大小及电荷荷水、一价离子、水、一价离子、多价离子多价离子有机物有机物复合膜复合膜反渗透反渗透压力差力差溶溶剂的的扩散散传递水、溶水、溶剂溶溶质、盐非非对称性膜复称性膜复合膜合膜6课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.umumA ARELATIVERELATIVESIZE OFSIZE OFCOMMONCOMMONMATERIALMATERIAL过滤对象过滤对象过滤对象过滤对象MOLECULARMOLEC
6、ULARWEIGHTWEIGHT分子量分子量分子量分子量0.0010.00110100.010.011001000.10.1100010001.01.010104 4101010105 51001001000100010106 610107 7100100200200 5,0005,00020,00020,000150,000150,000500,000500,000Aqueous saltsAqueous salts中水盐份中水盐份Metal ionsMetal ions金属离子金属离子SugarsSugars蔗糖蔗糖FILTRATIONFILTRATIONTECHNO-TECHNO-LOG
7、YLOGY过滤方法过滤方法过滤方法过滤方法PyrogensPyrogens热源热源VirusVirus病毒病毒Colloidal silicaColloidal silica胶体硅胶体硅Albumin proteinAlbumin protein白蛋白白蛋白BacteriaBacteria细菌细菌Carbon blackCarbon black碳黑碳黑Paint pigmentPaint pigment颜料色素颜料色素Yeast cellsYeast cells酵母酵母Milled flourMilled flour面粉面粉Beach sandBeach sand海滩沙砾海滩沙砾Pollens
8、Pollens花粉花粉RORO反渗透反渗透Ultrafiltration Ultrafiltration 超滤超滤MicrofiltrationMicrofiltration微滤微滤ParticleParticle filtrationfiltration一般过滤一般过滤THE FILTRATION SPECTRUM THE FILTRATION SPECTRUM 过滤谱图过滤谱图NF 纳滤7课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.3. 按膜的形按膜的形态分分类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
9、、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。8课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.四种膜组件的综合性比较9课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.二、中空纤维膜纺丝工艺二、中空纤维膜纺丝工艺 相相转化化是指将均质的制膜液通过溶剂的挥发或向溶液加入非溶剂或加热制膜液，使液相转变为固相的过程。相转化制膜工艺中最重要的方法是LS型制膜法。聚合物溶剂添加剂均质制膜液流涎法制成平板型、圆管型；纺丝法制成中空纤维蒸出部分溶剂凝固液浸渍水洗后处理非对称膜LS法制备工艺流程框图10
10、课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.2.1中空中空纤维膜的膜的结构构双皮层结构双皮层结构表面膜孔结构表面膜孔结构11课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.PVDF超滤膜公称孔径为0.1m，过滤精度高，对菌类和病原体的去除率99.9%，使其获得优良的产水品质。PES超滤膜孔径分布窄，孔径分布在0.0090.011m之间，对于100,000 dalton的过滤精度达到99.99%以上，因此，它具有优异的过滤精度。12课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO
11、.,LTD.2.2纺丝影响因素影响因素1.制膜液的均匀性：制膜液的均匀性：排料均匀 铸膜液温度2.温度控制温度控制 纺丝室的温度3.干程高度：干程高度：是一个传热的过程，空气中的微量水 蒸气在膜表面发生延迟相分离，形成比较致密的皮层。4.凝固浴温度：凝固浴温度：溶剂与凝固液的双向扩散作用，瞬时相分离发生，形成指状孔。当超过一定温度时，由于温度过高，则反而在中空纤维膜的表面形成致密的皮层，从而导致中空纤维膜的水通量急剧下降。10156020颜色13课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD. 机械调节 圆度 、毛刺 喷丝板的板的调节： 及时调圆 纺丝
12、微调 保证壁厚14课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.2.3后后处理理水水处理：理：继续充分进行扩散交换，防止溶剂再次反溶解，导致出现连贯的大指状孔。甘油甘油处理：理：进行保湿作用，从低浓度到高浓度充分交换，减少膜中水分，降低液体的表面张力。膜的收膜的收缩：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。15课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.三、超三、超滤膜
13、膜组件件晾晾丝装装丝切切头抹胶抹胶安装甩油安装甩油安装安装浇铸一次加胶一次加胶二次加胶二次加胶脱模放置脱模放置组件切件切头检漏漏补漏及漏及测试灌保灌保护液液超超滤膜膜组件工件工艺流程流程图16课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.3.1工工艺操作注意要点操作注意要点1.1.装丝的时候注意防止擦损膜丝装丝的时候注意防止擦损膜丝2.2.切头注意余量，抹胶控制胶量并完全堵死切头注意余量，抹胶控制胶量并完全堵死3.3.安装注意零部件的紧固安装注意零部件的紧固4.4.在不同的环境条件，控制甩油程度在不同的环境条件，控制甩油程度5.5.加胶分两步骤，离心
14、去除气泡；减少发热量加胶分两步骤，离心去除气泡；减少发热量6.6.浇铸之前模具需要抹黄油，之后继续放置浇铸之前模具需要抹黄油，之后继续放置3d固化固化17课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.3.2气气压检漏漏1、侧口封堵，组件灌满水、侧口封堵，组件灌满水2、底部通气压，恒定、底部通气压，恒定0.1MPa3、气压稳定运行、气压稳定运行1-3min4、上端加水，适当调节压力，、上端加水，适当调节压力，观察气泡情况，使用铅笔标记观察气泡情况，使用铅笔标记漏点漏点18课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,
15、LTD.3.3超超滤组件件结构构超超滤膜膜组件的件的结构及型式多构及型式多样化化, 膜膜组件主要可以分件主要可以分为内内压式和外式和外压式两种。式两种。19课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.20课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.3.4超滤膜组件的清洗超滤膜组件的清洗浓差极化浓差极化：水过滤在浓度梯度下，溶：水过滤在浓度梯度下，溶质与水以相反方向向本体溶液扩散，质与水以相反方向向本体溶液扩散，在达到平衡状态时，膜表面形成一溶在达到平衡状态时，膜表面形成一溶质浓度分布边界层，它对水的透过
16、起质浓度分布边界层，它对水的透过起着阻碍作用。着阻碍作用。 21课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.3.4超超滤组件件应用用1.1.饮用水：家用净水器就是活性炭吸附技术与饮用水：家用净水器就是活性炭吸附技术与UF技术技术杂化的成功范例。杂化的成功范例。2.RO装置的前处理：海水淡化、高纯水处理等，对装置的前处理：海水淡化、高纯水处理等，对RO膜的保护安全运行，而且也提高了产品水的质量。膜的保护安全运行，而且也提高了产品水的质量。3.3.食品方面的浓缩、提纯以及回收等。食品方面的浓缩、提纯以及回收等。4.4.医药废水以及生物制品的精致和提纯。
17、医药废水以及生物制品的精致和提纯。5.5.环境工程的应用：石油化工废水、印染纺织废水、金环境工程的应用：石油化工废水、印染纺织废水、金属及电子加工废水、生活污水等。属及电子加工废水、生活污水等。22课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.四、四、MBR膜膜组件件配胶配胶晾丝晾丝固定撒粉固定撒粉切头抹胶切头抹胶整理膜丝整理膜丝二次配胶二次配胶另端浇铸另端浇铸切头粘壳切头粘壳分装保存分装保存MBR膜组件工艺流程图膜组件工艺流程图23课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.4.1 MBR的的优点点1.
18、1.出水水质优良。出水水质优良。2.2.活性污泥浓度高。活性污泥浓度高。3.3.有利于增殖缓慢的硝化细菌的截有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留生长留生长, 氨氮去除率高。氨氮去除率高。4.4.克服了常规活性污泥中容易发生克服了常规活性污泥中容易发生污泥膨胀的弊端。污泥膨胀的弊端。5.5.设备紧凑，省去二沉池设备紧凑，省去二沉池, 节省占地。节省占地。6.6.系统采用系统采用PLC控制，实现全自动化。控制，实现全自动化。24课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.4.2 膜生物反膜生物反应器器MBR又称又称膜生物反应器（膜生物反应器（ Membran
19、e Bio-Reactor ）膜生物反应器是一种高效膜分离技术与活性污泥法相膜生物反应器是一种高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型水处理技术。中空纤维膜的应用取代活性污结合的新型水处理技术。中空纤维膜的应用取代活性污泥法中的二沉池，有效的达到了泥水分离的目的。充分泥法中的二沉池，有效的达到了泥水分离的目的。充分利用膜的高效截留作用，能够有效地截留硝化菌，完全利用膜的高效截留作用，能够有效地截留硝化菌，完全保留在生物反应器内，有效去除氨氮，避免污泥的流失保留在生物反应器内，有效去除氨氮，避免污泥的流失，并且可以截留一时难于降解的大分子有机物，延长其，并且可以截留一时难于降解的大分子有机物，延长
20、其在反应器的停留时间，使之得到最大限度的分解。应用在反应器的停留时间，使之得到最大限度的分解。应用MBR技术后，主要污染物的去除率可达：技术后，主要污染物的去除率可达：COD93%、SS=100%。产水悬浮物和浊度几近于零，处理后的水质产水悬浮物和浊度几近于零，处理后的水质良好且稳定，可以直接回用，实现了污水资源化。良好且稳定，可以直接回用，实现了污水资源化。25课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.MBR膜膜组件的件的应用用26课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.4.3 MBR组件的清洗
21、件的清洗水反洗水反洗加药反洗加药反洗在线清洗在线清洗离线清洗离线清洗加药种类加药种类化学试剂化学试剂酸盐酸、柠檬酸、草酸碱氢氧化钠氧化剂次氯酸钠27课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.五、五、发展前景及展望展前景及展望随着水污染的日益严重、水资源的短缺随着水污染的日益严重、水资源的短缺, 在水污染在水污染控制和水资源化方面被受到广泛的重视控制和水资源化方面被受到广泛的重视,且具有广阔的且具有广阔的应用前景。应用前景。虽然膜有着无可比拟的优点虽然膜有着无可比拟的优点,但是它的缺点也是很但是它的缺点也是很突出的突出的,如如能耗高、成本高、膜污染
22、、膜材料和膜组件能耗高、成本高、膜污染、膜材料和膜组件没有实现标准化没有实现标准化等。等。1.开发新的膜材料以提高膜通量，开发新的膜材料以提高膜通量，高强度高强度、耐溶、耐溶性、抗氧化和抗污染能力性、抗氧化和抗污染能力2.开发新的集成工艺和优化处理方法开发新的集成工艺和优化处理方法,扩大应用范扩大应用范围、降低成本围、降低成本、实现标准化、实现标准化3.寻求技术新突破，深入纳滤、反渗透的研究寻求技术新突破，深入纳滤、反渗透的研究28课堂使用 江苏苏净集团有限公司 JIANGSU SUJING GROUP CO.,LTD.敬请各位领导和同事提宝贵意见敬请各位领导和同事提宝贵意见科技成就梦想科技成就梦想 创新引领未创新引领未来来29课堂使用
