1、會計學1膜法處理廢水膜法處理廢水2021-12-1032021-12-1052021-12-106推推 動動 力力膜膜 過過 程程壓力差壓力差反滲透，超濾，微濾，氣體反滲透，超濾，微濾，氣體分離分離電位差電位差電滲析電滲析濃度差濃度差擴散滲析、控制釋放擴散滲析、控制釋放濃度差（分壓差）濃度差（分壓差）滲透氣化滲透氣化濃度差加化學反應濃度差加化學反應液膜，膜傳感器液膜，膜傳感器2021-12-108 廢水處理中幾種常用膜分離法的特點如下表所示。廢水處理中幾種常用膜分離法的特點如下表所示。 2021-12-109膜過程膜過程推動力推動力傳質機理傳質機理透過物及其透過物及其尺寸尺寸截留物截留物膜類型

2、膜類型電滲析電滲析電位差電位差離子選擇性離子選擇性透過透過溶解性無機溶解性無機物物非電解質非電解質大分子大分子離子交離子交換膜換膜反滲透反滲透壓力差壓力差2-10MPa溶劑的擴散溶劑的擴散水或溶劑水或溶劑溶質、鹽、溶質、鹽、SS非對稱非對稱膜膜超過濾壓力差0.1-10.MPa篩濾及表面作用水、鹽及低分子有機物膠體大分子、不容有機物非對稱膜滲析滲析濃度差濃度差溶質的擴散溶質的擴散低分子物質、低分子物質、離子離子溶劑溶劑非對稱非對稱膜膜液膜液膜化學反應化學反應和濃度差和濃度差反應促進和反應促進和擴散擴散電解質離子電解質離子溶劑（非溶劑（非電解質電解質液膜液膜2021-12-10102021-12-

3、10112021-12-10122021-12-1013擴散滲析回收酸原理示意圖擴散滲析回收酸原理示意圖(1) 原液室；原液室；(2) 回收液室；回收液室；A 陰離子交換膜陰離子交換膜殘液殘液 / 滲析液滲析液H2O回收液回收液 / 擴散液擴散液廢酸液廢酸液A（2）（1）H+ H+SO42-H+H+SO42-Fe2+SO42-v 擴散滲析法回收酸的原理擴散滲析法回收酸的原理為原液室，為回收室，為原液室，為回收室，向室自下而上引入料液向室自下而上引入料液( (H H2 2SOSO4 4和和FeSOFeSO4 4的混合液的混合液) )，另向室自上而下引入水流。另向室自上而下引入水流。由于室中的酸及

4、鹽的濃度由于室中的酸及鹽的濃度較大，其中的較大，其中的FeFe2 2、H H、SOSO4 42-2-均有向室擴散的趨勢，均有向室擴散的趨勢，因陰離子交換膜對離子具有因陰離子交換膜對離子具有選擇透過性，只允許陰離子選擇透過性，只允許陰離子SOSO4 42-2-通過而不讓陽離子透過，通過而不讓陽離子透過，所以所以FeFe2 2受到陰膜的阻擋而受到陰膜的阻擋而不能進入室，而不能進入室，而H H則因則因性質特殊，其水合離子半徑性質特殊，其水合離子半徑小，遷移速度快，也能跟隨小，遷移速度快，也能跟隨SOSO4 42-2-一起進入室，以保持一起進入室，以保持溶液的電中性。這樣，室溶液的電中性。這樣，室中的

5、中的H H2 2SOSO4 4就不斷擴散進入就不斷擴散進入(2)(2)室，而室，而FeSOFeSO4 4被阻擋在被阻擋在室中，從而實現了酸與鹽的室中，從而實現了酸與鹽的分離。分離。 2021-12-10152021-12-1016+陽極陽極陰極陰極Cl-Na陽膜陽極室陽極室Cl-Cl-Cl-NaNaCl-NaNaCl-Cl-NaNa濃縮室淡化室淡化室濃縮室陰極室陰極室陰膜陽膜陰膜222CleClHOHOH22OHOeOH22244HClOHClOHCl22OHHeOH22222NaOHOHNa2021-12-10192021-12-1021 離子交換膜是一種由高分子材料制成的具有離子交換基團的

6、薄膜，其所以具有選擇透過性主要是由于膜上孔隙和膜上離子基團的作用。 膜上孔隙的作用是，在膜的高分子鍵之間有一足夠大的孔隙，以容納離子的進出和通過。是離子通過膜的大門和通道。 膜上離子基團的作用是，在膜的高分子鏈上，連接著一些可以發生解離作用的活性基團。在水溶液中，膜上的活性基因會發生解離作用，解離所產生的離子(或稱反離子）進入溶液。于是，在膜上就留下了帶有一定電荷的固定基團。存在于膜微孔中的帶一定電荷的固定基團，好比在一條狹長的通道中設立的一個個關卡或“警衛”，以鑒別和選擇通過的離子。注意：注意：離子交換膜的作用離子交換膜的作用并不是起離子交換并不是起離子交換的作用，而是起的作用，而是起離子離

7、子選擇透過性選擇透過性作用。作用。2021-12-1022離子交換膜功能示意圖離子交換膜功能示意圖2021-12-1023電滲析器的組裝示意圖電滲析器的組裝示意圖2021-12-1025一級一段一級一段一級兩段一級兩段兩級一段兩級一段兩級兩段兩級兩段一對正、負電極之間的膜堆稱為一級具有同一水流方向的并聯膜堆稱為一段（3）實際應）實際應用的電滲析器用的電滲析器2021-12-10272021-12-10281 1、概述、概述2 2、反滲透基本原理、反滲透基本原理3 3、反滲透膜及其透過機理、反滲透膜及其透過機理4 4、反滲透裝置、反滲透裝置5 5、反滲透工藝流程、反滲透工藝流程2021-12-1

8、0292021-12-1030 滲透和反滲透原理示意圖半透膜開始時兩邊液面相同由于濃度差存在，半透膜又不允許溶質通過，所以水透過膜，使濃水一邊液面升高，產生滲透壓在濃水邊加壓，當壓力超過滲透壓時，則水透過半透膜，即反滲透，實現凈化過程。2021-12-1032=iRTc 若在溶液的液面上再施加一個大于 的壓力P時，溶劑將與原來的滲透方向相反，開始從溶液向溶劑一側流動，這就是所謂的反滲透。 凡基于此原理所進行的濃縮或純化溶液的分離方法，一般稱之為反滲透工藝。 反滲透是滲透的一種反向遷移運動，它主要是在壓力推動下，借助半透膜的截留作用，迫使溶液中的濟劑與溶質分開。99表皮層，孔徑（810）1010

9、m過渡層，孔徑2001010m多孔層，孔徑（10004000）1010m1%顯顯微微鏡鏡下下膜膜的的照照片片2021-12-10442021-12-10452021-12-10463）溶解-擴散機理 溶劑與溶質透膜的機理是由于溶劑與溶質在膜中的溶解，然后在化學位差的推動力下，從膜的一側向另一側進行擴散，直至透過膜。 2021-12-1048比較項目比較項目板板 框框 式式管管 式式螺旋卷式螺旋卷式中空纖維式中空纖維式填充密度填充密度（m2 /m3）201502501800易污染程度易污染程度難難中等中等易易易易膜清洗難度膜清洗難度內壓式易，內壓式易，外壓式難外壓式難易易難難難難膜更換難度膜更換

10、難度內壓式難，內壓式難，外壓式易外壓式易一般一般易易易易原水預處理原水預處理成本成本低低中等中等高高高高相對價格相對價格高高高高低低低低裝配圖裝配圖進水進水透過水透過水濃縮水濃縮水耐壓容器透水板半透膜板框式膜組件工板框式膜組件工作過程示意圖作過程示意圖特點：特點：結構簡單，體積結構簡單，體積比管式的小。比管式的小。缺點：缺點：裝卸復裝卸復雜，單雜，單位體積位體積膜表面膜表面積小。積小。管式膜組件又分為內壓式和外壓式特點特點:v 水力條件好，安水力條件好，安裝、清洗、維修比裝、清洗、維修比較方便。較方便。v 能耐高壓，可以能耐高壓，可以處理高粘度的原水。處理高粘度的原水。v 缺點是膜的有效缺點是

11、膜的有效面積小，裝置體積面積小，裝置體積大，而且兩端要較大，而且兩端要較多的聯結裝置多的聯結裝置。淡水淡水膜表皮層玻璃纖維管進進水水密封密封密封螺旋卷式膜組件一個膜葉結構示意圖螺旋卷式膜組件一個膜葉結構示意圖多孔透水材料膜，上下兩層膜葉透水網狀材料透過水透過水濃濃水水進進水水螺旋卷式膜組件組合示意圖螺旋卷式膜組件組合示意圖進水口耐壓容器連接器膜組件密封圈端蓋透過液濃縮液工工業業應應用用的的反反滲滲透透裝裝置置工業應用的反滲透裝置的膜組件之間的連接進水濃水濃水透過水透過水多孔進水管濃水出口淡水出口密封中空纖維膜外徑50200內徑2542密封耐壓容器一級一段連續式一級一段連續式一級一段循環式一級一

12、段循環式可保證出水水質，可保證出水水質，但水回收率低但水回收率低可以提高水的回收可以提高水的回收率，但出水水質有率，但出水水質有可能下降可能下降水回收率高，濃縮液量少，濃度高，有利水回收率高，濃縮液量少，濃度高，有利于回收其中的有用物質。但出水水質差。于回收其中的有用物質。但出水水質差。濃縮液濃度高，出水水質較好。濃縮液濃度高，出水水質較好。第二級第二級2021-12-10732021-12-1076進口料液透過膜的溶液超濾膜出口溶液被截留物質透過膜的物質超過濾原理示意圖超過濾原理示意圖2021-12-1078中空纖維超濾膜設備中空纖維超濾膜設備 2021-12-10802021-12-10812021-12-10822021-12-10832021-12-1084 電泳涂漆廢水含油廢水（如油田含油污水、金屬加工用乳化廢液、含油清洗廢水等）攝影顯影液廢水造紙工業廢水（如亞硫酸紙漿廢液、漂白廢水、紙張上色廢水等）紡織工業廢水（如羊毛清洗廢水、染料廢水、退漿廢水、滌綸纖維油劑廢水等）光學玻璃研磨排水放射性廢水食品工業廢水，回收蛋白質、淀粉等。2021-12-10852021-12-10862021-12-1087比較項目比較項目板板 框框 式式管管 式式螺旋卷式螺旋卷式中空纖維式中空纖維式填充密度填充密度（m2 /m3）201502501800易污染