水處理-膜技術(shù)

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1、第 二 章 膜 分 離 2.1概 述 一 、 概 念 膜 分 離 是 以 對(duì) 組 分 具 有 選 擇 性 透 過(guò) 功 能 的 膜 為 分 離 載體 ， 通 過(guò) 在 膜 兩 側(cè) 施 加 （ 或 存 在 ） 一 種 或 多 種 推 動(dòng) 力 ，使 原 料 中 的 組 分 選 擇 性 地 優(yōu) 先 透 過(guò) 膜 ， 從 而 達(dá) 到 混 合物 分 離 ， 并 使 產(chǎn) 物 提 取 、 濃 縮 、 純 化 等 的 一 種 新 型 分離 過(guò) 程 。 滲 透 -水 通 過(guò) ； 滲 析 -溶 質(zhì) 通 過(guò)推 動(dòng) 力 壓 力 差 （ 也 稱(chēng) 跨 膜 壓 差 ） 、 濃 度 差 、電 位 差 、 溫 度 差 等 。如 微

2、濾 （ MF） 、 超 濾 （ UF） 、 納 濾 （ NF） 與 反 滲 透 （ RO）都 是 以 壓 力 差 為 推 動(dòng) 力 的 膜 分 離 過(guò) 程 。 二 、 膜 的 簡(jiǎn) 介 特 征 ： 具 有 選 擇 性 分 離 功 能 的薄 膜 材 料 ， 以 及 以 其 為 核 心 的裝 置 、 過(guò) 程 、 工 藝 的 集 成 與 應(yīng)用 特 點(diǎn) ： 無(wú) 相 變 、 低 能 耗 高 效 率 、 污 染 小 工 藝 簡(jiǎn) 單 、 操 作 方 便 便 于 與 其 它 技 術(shù) 集 成 濃 縮 液進(jìn) 料 液 滲透液2.1概 述 三 、 膜 的 分 類(lèi) 2.1概 述 2.1概 述四 、 膜 元 件 2.1概 述

3、四 、 膜 元 件 五 、 膜 過(guò) 程 的 一 些 術(shù) 語(yǔ)1.膜 分 離 的 形 式 錯(cuò) 流 過(guò) 濾 終 端 過(guò) 濾 污 染 嚴(yán) 重 錯(cuò) 流 過(guò) 濾污 染 輕錯(cuò) 流 過(guò) 濾 的 優(yōu) 點(diǎn) ：(1)便 于 連 續(xù) 化 操 作 過(guò) 程 中 控 制 循 環(huán) 比 ；(2)流 體 流 動(dòng) 平 行 于 過(guò) 濾 表 面 ， 產(chǎn) 生 的 表 面 剪 切 力 帶 走 膜 表 面 的 沉 積物 ， 防 止 污 染 層 積 累 ， 使 之 處 于 動(dòng) 態(tài) 平 衡 ， 從 而 有 效 地 改 善 液 體 分 離 過(guò) 程 ， 使 過(guò) 濾 操 作 可 以 在 較 長(zhǎng) 的 時(shí) 間 內(nèi) 連 續(xù) 進(jìn) 行 ；(3)錯(cuò) 流 過(guò) 濾

4、所 產(chǎn) 生 的 流 體 剪 切 力 和 慣 性 舉 力 能 促 進(jìn) 膜 表 面 的 溶 質(zhì) 向流 體 主 體 的 反 向 運(yùn) 動(dòng) ， 提 高 了 過(guò) 濾 速 度 。 2.1概 述 2.選 擇 性 ： 將 混 合 物 總 的 組 分 分 離 開(kāi) 來(lái) 的 能 力 。 截 留 率 ： 表 示 液 體 分 離 的 選 擇 性 R （ Cf-Cp） /Cp Cf-原 料 液 濃 度 ， %（ w/w） ； Cp-透 過(guò) 液 濃 度 ， %（ w/w） 。2.1概 述 -五 、 膜 過(guò) 程 的 一 些 術(shù) 語(yǔ) 3.推 動(dòng) 力 ： 1） 對(duì) 多 孔 膜 而 言 ， 在 對(duì) 流 流 動(dòng) 的 情 況 下 ， 傳

5、 質(zhì) 推 動(dòng) 力 是 膜 兩 側(cè) 的 壓力 差 。 膜 壓 降 ： P 1-P2， 是 由 于 流 體 流 動(dòng) 引 起 的 。 2） 對(duì) 致 密 膜 而 言 ， 推 動(dòng) 力 為 膜 兩 側(cè) 的 化 學(xué) 勢(shì) 之 差 。P1 P2 P3P （ P1 P2） /2 P3 2.1概 述 -五 、 膜 過(guò) 程 的 一 些 術(shù) 語(yǔ) 4.濃 差 極 化 ： 在 膜 分 離過(guò) 程 中 ， 一 部 分 溶 質(zhì) 被截 留 ， 在 膜 表 面 及 靠 近膜 表 面 區(qū) 域 的 濃 度 越 來(lái)越 高 ， 造 成 從 膜 表 面 到本 體 溶 液 之 間 產(chǎn) 生 濃 度梯 度 ， 這 一 現(xiàn) 象 稱(chēng) 為“ 濃 差 極

6、化 ” 。 1 2 3 Cf Cm Cp 濃 差 膜 層 滲 透 側(cè) 極 化 層 極 化 層2.1概 述 -五 、 膜 過(guò) 程 的 一 些 術(shù) 語(yǔ) n 5.傳 遞 阻 力 ：1） 膜 阻 Rm:與 膜 本 身 的 結(jié) 構(gòu) 有 關(guān) ， 包 含 膜 層 到 支 撐 層 的 傳 遞阻 力 ；2） 濃 差 極 化 阻 力 Rc： 由 于 被 截 留 組 分 在 膜 面 濃 度 的 增 大 而 引起 的 ；3） 推 動(dòng) 力 的 損 失 ： 進(jìn) 料 側(cè) 和 滲 透 側(cè) 的 壓 力 損 失 ；4） 膜 污 染 阻 力 ： 由 于 物 料 中 的 成 分 對(duì) 膜 產(chǎn) 生 吸 附 、 堵 塞 、 以及 沉 積

7、等 現(xiàn) 象 而 引 起 的 。2.1概 述 -五 、 膜 過(guò) 程 的 一 些 術(shù) 語(yǔ) Rm 膜 管 本 身 阻 力 Ri 膜 孔 內(nèi) 污 染 阻 力 Rg 凝 膠 層 阻 力 Rc 濃 差 極 化 阻 力 Cg uCbRm Ri Rg RcC膜 污 染 阻 力 的 概 念 模 型 2.1概 述 -五 、 膜 過(guò) 程 的 一 些 術(shù) 語(yǔ) 膜 污 染 ： 指 處 理 物 料 中 的 微 粒 、 膠 體 粒 子 或 溶 質(zhì) 大 分 子由 于 與 膜 存 在 物 理 化 學(xué) 相 互 作 用 或 機(jī) 械 作 用 而 引 起 的 在膜 表 面 或 膜 孔 內(nèi) 吸 附 、 沉 積 造 成 膜 孔 徑 變 小

8、 或 堵 塞 ， 使膜 產(chǎn) 生 滲 透 通 量 與 分 離 特 性 的 不 可 逆 變 化 現(xiàn) 象 。 物 理 污 染 包 括 膜 表 面 的 沉 積 ， 膜 孔 內(nèi) 的 阻 塞 ， 這 與 膜 孔 結(jié) 構(gòu) 、 膜 表面 的 粗 糙 度 、 溶 質(zhì) 的 尺 寸 和 形 狀 等 有 關(guān) 。 化 學(xué) 污 染 包 括 膜 表 面 和 膜 孔 內(nèi) 的 吸 附 ， 這 與 膜 表 面 的 電 荷 性 、 親 水性 、 吸 附 活 性 點(diǎn) 及 溶 質(zhì) 的 荷 電 性 、 親 水 性 、 溶 解 度 等 有 關(guān) 。 2.1概 述 -五 、 膜 過(guò) 程 的 一 些 術(shù) 語(yǔ)6.膜 污 染 六 、 膜 的 用 途

9、 1.濃 縮 ： 目 的 產(chǎn) 物 以 低 濃 度 形 式 存 在 ， 因 此 需 要 除 去 溶 劑 ；（ 截 留 物 為 產(chǎn) 物 ） 2.純 化 ： 除 去 雜 質(zhì) ； 3.分 離 ： 將 混 合 物 分 成 兩 種 或 多 種 目 的 產(chǎn) 物 ； 4.反 應(yīng) 促 進(jìn) ： 把 化 學(xué) 反 應(yīng) 或 生 化 反 應(yīng) 的 產(chǎn) 物 連 續(xù) 取 出 ， 能提 高 反 應(yīng) 速 率 或 提 高 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 。2.1概 述 七 、 膜 的 應(yīng) 用20世 紀(jì) 90年 代 ， 膜 技 術(shù) 基 本 已 經(jīng) 從 實(shí) 驗(yàn) 室 步 入 工 業(yè) 化 ，并 在 水 處 理 、 食 品 工 業(yè) 、 環(huán) 境 保 護(hù) 、 化

10、 工 與 石 油 化 工 、電 子 、 冶 金 、 國(guó) 防 等 領(lǐng) 域 得 到 成 功 的 應(yīng) 用 。 目 前 全球 膜 產(chǎn) 業(yè) 的 規(guī) 模 超 過(guò) 百 億 美 元 ， 正 以 年 30 的 速 度 遞 增著 。 2.1概 述 膜海 水 淡 化 工 業(yè) 廢 水 處 理 城 市 廢 水 資 源 化 天 然 氣 生 物 質(zhì) 利 用能 源水 資 源傳 統(tǒng) 工 業(yè) 生 態(tài) 環(huán) 境除 塵CO2 控 制制 藥 食 品 化 工 與 石 化 電 子冶 金 燃 料 電 池潔 凈 燃 燒2.1概 述 -七 、 膜 的 應(yīng) 用 工 業(yè) 領(lǐng) 域 應(yīng) 用 舉 例金 屬 工 藝 金 屬 回 收 ； 污 染 控 制 ； 富

11、 氧 燃 燒 紡 織 及 制 革 工 業(yè) 余 熱 回 收 ； 藥 劑 回 收 ； 污 染 控 制造 紙 工 業(yè) 代 替 蒸 餾 ； 污 染 控 制 ； 纖 維 及 藥 劑 回 收食 品 及 生 化 工 業(yè) 凈 化 ； 濃 縮 ； 消 毒 ； 代 替 蒸 餾 ； 副 產(chǎn) 品 回 收化 學(xué) 工 業(yè) 有 機(jī) 物 除 去 或 回 收 ； 污 染 控 制 ； 氣 體 分 離 ； 藥 劑 回 收 和 再 利 用醫(yī) 藥 及 保 健 人 造 器 官 ； 控 制 釋 放 ； 血 液 分 離 ； 消 毒 ； 水 凈 化水 處 理 海 水 、 苦 咸 水 淡 化 ； 超 純 水 制 備 ； 電 廠 鍋 爐 用 水

12、凈 化 ； 廢 水 處 理國(guó) 防 工 業(yè) 艦 艇 淡 水 供 應(yīng) ； 戰(zhàn) 地 醫(yī) 院 污 水 凈 化 ； 低 放 射 性 水 處 理 ； 野 戰(zhàn) 供 水2.1概 述 -七 、 膜 的 工 業(yè) 應(yīng) 用 膜 法 海 水 淡 化分 離 方 法 反 滲 透 低 溫 多 效 多 級(jí) 閃 蒸能 耗 (kWh/m 3) 3.5 7 10國(guó) 家 或 地 區(qū) 沙 特 中 國(guó)長(zhǎng) 海 中 國(guó)長(zhǎng) 島 中 國(guó)滄 化設(shè) 備 能 力m3/d 56800 1000 1000 18000原 水 含 鹽 量mg/L 43700 35000 34000 13000能 耗kwh/m 3 7 5 4.5 2.75產(chǎn) 水 成 本RMB/

13、m3 4.88 6.69 5.13 1.83 反 滲 透 淡 化 廠 的 能 耗 及 產(chǎn) 水 成 本 幾 種 分 離 方 法 能 耗 比 較多 級(jí) 閃 蒸 ： 經(jīng) 過(guò) 加 熱 的 海 水 ， 依 次 通 過(guò) 多個(gè) 溫 度 、 壓 力 逐 級(jí) 降 低 的 閃 蒸 室 ， 進(jìn) 行 蒸發(fā) 冷 凝 的 蒸 餾 淡 化 方 法 。低 溫 多 效 水 的 沸 點(diǎn) 和 它 所 受 到 的 壓 力 有 關(guān) ，壓 力 越 低 ， 水 的 沸 點(diǎn) 就 越 低 。 第 1效 蒸 發(fā)海 水 所 得 的 蒸 汽 可 以 用 作 第 2效 的 熱 源（ 見(jiàn) 圖 2） 。 第 2效 的 沸 點(diǎn) 溫 度 和 壓 力 比 第1

14、效 低 ， 效 與 效 之 間 的 熱 量 再 生 利 用 可 以重 復(fù) 數(shù) 次 。 膜 法 海 水 淡 化嵊 泗 1000噸 /日 反 滲 透 海 水 淡 化 裝 置 膜 法 自 來(lái) 水 廠 巴 黎 瓦 茲 河 梅里 市 14萬(wàn) 立 方米 /天 的 納 濾廠 ， 每 天 為 巴黎 附 近 50萬(wàn) 居民 提 供 14萬(wàn) 噸飲 用 水 2.2 分 離 膜 與 膜 組 件 一 、 定 義 ：具 有 選 擇 性 分 離 功 能 的 薄 膜 材 料 。 水 小 分 子 大 分 子料 液滲 透 液膜二 、 膜 的 種 類(lèi) 及 型 式1） 按 材 料 的 來(lái) 源 ： 可 分 為 天 然 生 物 膜 與 人

15、 工 合 成 膜 ；2） 按 膜 分 離 過(guò) 程 的 推 動(dòng) 力 可 分 為 壓 力 差 、 電 位 差 、 濃 度 差 、 溫度 差 等 膜 ；3） 按 膜 的 結(jié) 構(gòu) 可 分 為 對(duì) 稱(chēng) 和 非 對(duì) 稱(chēng) 膜 兩 大 類(lèi) ，其 中 非 對(duì) 稱(chēng) 膜 還 可 細(xì) 分 為 多 孔 膜 、 疊 合 膜 以 及 復(fù) 合 膜 等 。 非 對(duì) 稱(chēng) 膜 的 優(yōu) 點(diǎn) 三 、 膜 材 料 及 制 膜 方 法 膜 過(guò) 程 膜 材 料 微 濾 聚 四 氟 乙 烯 、 聚 偏 氟 乙 烯 、 聚 丙 稀 、 聚 乙 烯聚 碳 酸 酯 、 聚 （ 醚 ） 砜 、 聚 （ 醚 ） 酰 亞 胺 、 聚 醚 醚 酮 等氧 化

16、 鋁 、 氧 化 鋯 、 氧 化 鈦 、 碳 化 硅 超 濾 聚 （ 醚 ） 砜 、 磺 化 聚 砜 、 聚 偏 二 氟 乙 烯 、 聚 丙 稀 腈 、 聚 （ 醚 ） 酰 亞 胺 、 聚 脂 肪 酰 胺 、 醚酮 、 纖 維 素 類(lèi) 等氧 化 鋁 、 氧 化 鋯納 濾 聚 酰 （ 亞 ） 胺 反 滲 透 二 醋 酸 纖 維 素 、 三 醋 酸 纖 維 素 、 聚 芬 香 酰 胺 類(lèi) 、 聚 合 苯 并 咪 唑 （ 酮 ） 聚 酰 （ 亞 ） 胺 、 聚酰 胺 酰 阱 、 聚 醚 脲 等電 滲 析膜 電 解 含 有 離 子 基 團(tuán) 的 聚 電 解 質(zhì) ： 磺 酸 型 、 季 胺 型 等四 氟

17、乙 烯 和 含 磺 酸 或 羧 酸 的 全 氟 單 體 共 聚 物滲 透 氣 化 彈 性 態(tài) 或 玻 璃 態(tài) 聚 合 物 ;聚 丙 稀 腈 、 聚 乙 烯 醇 、 聚 丙 稀 酰 胺 氣 體 分 離 彈 性 態(tài) 聚 合 物 ： 聚 二 甲 硅 氧 烷 、 聚 甲 基 戊 烯玻 璃 態(tài) 聚 合 物 ： 聚 酰 亞 胺 、 聚 砜膜 接 觸 器 疏 水 聚 合 物 ： 聚 四 氟 乙 烯 、 聚 丙 稀 、 聚 乙 烯 、 聚 偏 氟 乙 烯滲 析 親 水 聚 合 物 ： 再 生 纖 維 素 、 醋 酸 纖 維 素 、 乙 烯 乙 烯 醇 共 聚 物 、 乙 烯 醋 酸 乙 烯 酯 共 聚物 2.

18、2 分 離 膜 與 膜 組 件 2.2 分 離 膜 與 膜 組 件 五 、 各 種 膜 組 件 （ a） 板 框 式 ； （ b） 平 板 式 ； （ c） 折 疊 式 ； （ d） 中 空 纖 維 式 ； 2.2 分 離 膜 與 膜 組 件六 、 對(duì) 膜 組 件 的 要 求經(jīng) 驗(yàn) 證 明 ， 一 種 性 能 良 好 的 膜 組 件 應(yīng) 達(dá) 到 以 下 要 求 ： 對(duì) 膜 性 能 提 供 足 夠 的 機(jī) 械 支 撐 ， 并 可 使 高 壓 原 料 液 （ 氣 ）和 低 壓 透 過(guò) 液 （ 氣 ） 嚴(yán) 格 分 開(kāi) ； 在 能 耗 最 小 的 條 件 下 ， 使 原 料 液 （ 氣 ） 在 膜 面

19、 上 流 動(dòng) 狀 態(tài)均 勻 合 理 ， 以 減 少 濃 差 極 化 ； 具 有 盡 可 能 高 的 裝 填 密 度 （ 單 位 體 積 的 膜 組 件 中 填 充 膜 的有 效 面 積 ） ， 并 使 膜 的 安 裝 和 更 換 方 便 ； 裝 置 牢 固 、 安 全 可 靠 、 價(jià) 格 低 廉 和 易 維 護(hù) 。 膜 元 件 (element)： 即 膜 芯 膜 組 件 (module)： 按 一 定 技 術(shù) 要 求 將 膜 (元 件 )組 裝 在 一起 的 組 合 構(gòu) 件 。 原 料 以 一 定 組 成 、 一 定 流 速 進(jìn) 入 膜 組 件 ， 由 于 其 中 某 一組 分 更 容 易

20、通 過(guò) 膜 ， 所 以 膜 組 件 內(nèi) 原 料 的 組 成 和 流 速 均 隨 位 置變 化 。 進(jìn) 入 膜 組 件 的 物 流 通 過(guò) 膜 組 件 以 后 分 成 兩 股 ， 即 滲 透 物（ 通 過(guò) 膜 的 那 部 分 物 流 ） 和 截 留 物 （ 被 膜 所 截 留 的 物 流 ） 。膜上游原 料 液 滲 透 液截 留 液膜下游膜組件(module) u 管 式 (tubes)膜 組 件u 毛 細(xì) 管 (capillary)膜 組 件u 中 空 纖 維 (H ollow-Fibers)膜組 件 u 板 框 式 (Plate and frame)膜 組 件u 卷 繞 式 (Spiral

21、Wound)膜組 件u 墊 套 式 膜 組 件 膜 組 件 可 以 有 多 種 形 式 ， 它 們 均 根 據(jù) 兩 種 膜 構(gòu) 型 設(shè) 計(jì) 而 成 ：1） 管 式 構(gòu) 型 ； 2） 平 板 式 構(gòu) 型 。 1） 所 謂 圓 管 式 膜 是 指 在 圓 筒 狀 支 撐 體 的 內(nèi) 側(cè) 或 外 側(cè) 刮 制 上 一 層 半 透 膜 而 得 到 的 圓 管 形分 離 膜 ， 再 將 一 定 數(shù) 量 的 這 種 膜 管 以 一 定 方 式 聯(lián) 成 一 體 而 組 成 ， 其 外形 狀 極 類(lèi) 似 于 列 管 式 換 熱 器 。1. 膜組件的形式之一圓管式2）管式膜的特點(diǎn)優(yōu) 點(diǎn) ： 流 動(dòng) 狀 態(tài) 好 ，

22、 流 速 易 控 制 ； 安 裝 、 拆 卸 、 換 膜 和 維 修 均 較 方 便 ； 能 處 理 含 有 懸 浮 固 體 的 溶 液 ； 機(jī) 械 雜 質(zhì) 清 除 比 較 容 易 ； 合 適 的 流 動(dòng) 狀 態(tài) 可 減 少 濃 差 極 化 和污 染 。 缺 點(diǎn) ： 與 平 板 膜 比 較 ， 管 膜 的 制 備 條 件較 難 控 制 ； 單 位 體 積 內(nèi) 有 效 膜 面 積 小 ； 管 口 的 密 封 也 比 較 困 難 。 價(jià) 錢(qián) 較 貴 英國(guó)PCI公司管式膜 陶瓷膜陶 瓷 管 式 膜 設(shè) 備(南 京 久 吾 高 科 技 公 司 )陶 瓷 管 式 膜 實(shí) 驗(yàn) 室 設(shè) 備陶 瓷 膜 元 件

23、 Suntar公 司 制 造的 陶 瓷 膜 設(shè) 備 管式膜成套設(shè)備乳 品 工 業(yè) 廢 水 處 理大 型 集 成 設(shè) 備 3） 管 式 膜 組 件 大 致 規(guī) 格 構(gòu) 型 直 徑 /mm 管 狀 膜 10毛 細(xì) 管 0.5 10.0中 空 纖 維 0.5不 同 管 徑 下 單 位 體 積 的 膜 面 積 管 半 徑 /mm 單 位 體 積 膜 面 積 /m2/m3 5 360 0.5 3,600 0.05 36,000 1） 中 空 纖 維 式 膜 是 一 種 極 細(xì) 的 空 心 膜 管 ， 其 本 身 不 需 要 支 撐 材 料 即 可 耐 受很 高 的 壓 力 ， 它 實(shí) 際 是 一 根 厚

24、 壁 的 環(huán) 柱 體 ， 纖 維 的 外 徑 有的 細(xì) 如 人 發(fā) ， 約 為 50200m， 內(nèi) 徑 為 2542m 特 點(diǎn) ： 1） 可 耐 高 壓 ； 2） 單 位 體 積 內(nèi) 的 有 效 膜 表 面 積 比 率高 ； 3） 壽 命 較 長(zhǎng) （ 可 達(dá) 5年 ） ； 4） 可 做 成 一 種 效 率 高 、 成本 低 、 體 積 小 和 重 量 輕 的 膜 分 離 裝 置 ； 5） 不 足 之 處 是 中 空纖 維 膜 的 制 作 技 術(shù) 復(fù) 雜 ， 管 板 制 作 也 較 困 難 ， 同 時(shí) 不 能 處理 含 懸 浮 固 體 的 料 液 （ 原 水 ） 。2. 膜組件形式之二中空纖維式

25、 膜 組 件 外 殼 中 空 纖 維 MF膜 組 件中 空 纖 維 UF膜 組 件 中空纖維膜分離設(shè)備（ 6 9.6 m3/h ） （ 5 8 m3/h ） （ 10 16 m3/h ）（ 2 3.2 m3/h ） 3. 膜組件的形式之三板框式 1） 板 框 式 也 稱(chēng) 平 板 式 ， 它 是 由 許 多 板 和 框 (plate and frame)堆 積 組 裝在 一 起 而 得 名 ， 其 外 觀 類(lèi) 似 普 通 的 板 框 式 壓 濾 機(jī) (filter press)。 它 是 膜 分 離 歷 史 上 最 早 問(wèn) 世 的 一 種 膜 組 件 形 式 。 2）板框式膜組件特點(diǎn) 構(gòu) 造 比

26、 較 簡(jiǎn) 單 ， 且 可 單 獨(dú) 更 換 膜 片 ； 可 作 為 試 驗(yàn) 機(jī) ， 將 各 種 膜 樣 品 同 時(shí) 安 裝 在 一 起 進(jìn) 行 性 能 檢測(cè) ； 流 道 的 斷 面 積 可 適 當(dāng) 增 大 ， 壓 降 較 小 ， 線 速 度 可 達(dá)15m/s， 且 不 易 被 纖 維 屑 等 異 物 堵 塞 ； 為 促 進(jìn) 膜 組 件 內(nèi) 的 湍 流 效 果 ， 不 少 廠 家 將 原 液 導(dǎo) 流 板 的 表面 設(shè) 計(jì) 成 各 式 凹 凸 或 波 紋 結(jié) 構(gòu) 或 在 膜 面 配 置 篩 網(wǎng) 等 物 。 3）板框式膜組件類(lèi)型 系 緊 螺 栓 式 耐 壓 容 器 式 DDS型（ 由 丹 麥 的 DD

27、S De Danske Sukker fabrikker公 司 首 創(chuàng) ，在 歐 洲 很 流 行 。 ） 板框式膜組件流道示意圖曲折流道示意圖 4.膜組件形式之四螺旋卷式 1） 螺 旋 卷 式 (簡(jiǎn) 稱(chēng) 卷 式 ) 膜 組 件 的 結(jié) 構(gòu) 是 由 中 間 為 多 孔 支 撐 材 料 ， 兩 邊 是 膜 的 “ 雙層 結(jié) 構(gòu) ” 裝 配 組 成 的 。 其 中 三 個(gè) 邊 沿 被 密 封 而 粘 結(jié) 成 膜 袋狀 ， 另 一 個(gè) 開(kāi) 放 的 邊 沿 與 一 根 多 孔 中 心 產(chǎn) 品 水 (液 )收 集 管連 接 ， 在 膜 袋 外 部 的 原 水 側(cè) 再 墊 一 層 網(wǎng) 眼 型 間 隔 材 料

28、 （ 隔網(wǎng) ） ， 也 就 是 把 膜 多 孔 支 撐 體 膜 原 水 側(cè) 隔 網(wǎng) 依 次 疊 合 ，繞 中 心 集 水 管 緊 密 地 卷 在 一 起 ， 形 成 一 個(gè) 膜 元 件 ， 再 裝 進(jìn)圓 柱 型 壓 力 容 器 里 ， 構(gòu) 成 一 個(gè) 螺 旋 卷 式 膜 組 件 。 2）螺旋卷式膜組件特點(diǎn) 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 ， 單 位 體 積 內(nèi) 的 有 效 面 積 大 （ 8301660m2/m3） 缺 點(diǎn) 是 當(dāng) 原 液 中 含 有 懸 浮 固 體 時(shí) 使 用 有 困 難 ； 透 過(guò) 側(cè) 的 支撐 材 料 較 難 滿(mǎn) 足 要 求 ， 不 易 密 封 ， 同 時(shí) 膜 組 件 的 制 作 工 藝

29、復(fù) 雜 、 要 求 高 ， 尤 其 是 用 于 高 壓 操 作 時(shí) 難 度 更 大 。 3） 螺 旋 卷 式 膜 組 件 螺 旋 卷 式 膜 組 件 卷 式 膜 “ 包 層 ” 橫 截 面 圖裝有3個(gè)串聯(lián)的卷式膜組件的壓力容器示意圖 PES and PVDF membranes spirals卷式UF膜元件 5.毛 細(xì) 管 膜 組 件 毛 細(xì) 管 膜 組 件 是 將 很 多 的 毛 細(xì) 管 安 裝 在 一 個(gè) 膜 組 件 中 。 纖 維 的 自 由 端 用環(huán) 氧 樹(shù) 脂 、 聚 氨 酯 或 硅 橡 膠 封 裝 。 毛 細(xì) 管 膜 是 自 支 撐 的 。 膜 組 件 的 安 裝 方 式 有 2種

30、 ： 1） 原 料 液 流 經(jīng) 毛 細(xì) 管 孔 膛 （ 內(nèi) 腔 ） ， 而 在 毛 細(xì) 管 外 側(cè) 收 集得 到 滲 透 物 ； 2） 原 料 液 從 毛 細(xì) 管 外 側(cè) （ 外 腔 ） 進(jìn) 入 膜 組 件 ， 而 滲 透 物 通過(guò) 毛 細(xì) 管 孔 膛 。 這 兩 種 方 式 的 選 擇 主 要 取 決 于 具 體 應(yīng) 用 場(chǎng) 合 ， 要 考 慮 到 壓力 、 壓 降 、 膜 的 種 類(lèi) 等 因 素 。 毛 細(xì) 管 膜 組 件 從 內(nèi) 向 外 流 動(dòng) 式 從 外 向 內(nèi) 流 動(dòng) 式毛 細(xì) 管 膜組 件 示 意 圖 膜 組 件 管 式 膜 中 空 纖 維 膜 組 件 卷 式 膜 組 件 平 板

31、式 膜 組 件優(yōu)點(diǎn) 湍 流 流動(dòng)抗 堵 塞性 好易 于 清洗壓 力 損失 小 裝 填 密 度 很 高單 位 膜 面 積 的 制 造 費(fèi) 用 相 對(duì) 較低耐 壓 穩(wěn) 定 性 好 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ， 造 價(jià) 低廉裝 填 密 度 相 對(duì) 較 高（ 1000 /m3 ）由 于 有 進(jìn) 料 分 隔 板 ，物 料 交 換 效 果 良 好 可 更 換 單 對(duì) 膜 片不 易 污 染平 板 膜 無(wú) 需 粘 合即 可 使 用缺點(diǎn) 裝 填 密度 ?。?100/m 3)需 用 彎頭 連 接 對(duì) 堵 塞 敏 感在 某 些 情 況 下纖 維 管 中 的 壓 力損 失 較 大 滲 透 流 體 流 動(dòng) 路 徑較 長(zhǎng)難 以 清 洗膜 必 須 是 可 焊 接 或可 粘 貼 的 需 要 很 多 密 封由 于 流 體 的 流 向轉(zhuǎn) 折 而 造 成 較 大 的壓 力 損 失裝 填 密 度 相 對(duì) 較小 （ 400 /m3 ）應(yīng) 用領(lǐng) 域 MF、 UF、NF和 單級(jí) RO RO UF、 RO、 NF MF、 UF、 RO和NF 各種膜組件的定性比較