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500L反應(yīng)釜
一、膜分離技術(shù) :
膜技術(shù)是膜分離技術(shù)的簡(jiǎn)稱,,是仿生物學(xué)膜,,通過(guò)人工材料(膜材料)實(shí)現(xiàn)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(shì)差等因素驅(qū)動(dòng)。按照分離精度的不同,,壓力驅(qū)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(jī)和無(wú)機(jī)兩大類,有機(jī)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(jī)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(yīng)用范圍主要是從氣相和液相中截留微粒,、細(xì)菌以及其他污染物,以達(dá)到凈化,、分離,、濃縮的目的。對(duì)于微濾而言,,膜的截留特性是以膜的孔徑來(lái)表征,,通常孔徑范圍在0.1~1微米,,故微濾膜能對(duì)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?qū)⑷芤哼M(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(cè)的壓力差為驅(qū)動(dòng)力,以超濾膜為過(guò)濾介質(zhì),,在一定的壓力下,,當(dāng)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(dá)到溶液的凈化,、分離、濃縮的目的,。
對(duì)于超濾而言,,膜的截留特性是以對(duì)標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)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(duì)大分子有機(jī)物(如蛋白質(zhì),、細(xì)菌)、膠體,、懸浮固體等進(jìn)行分離,,廣泛應(yīng)用于料液的澄清、大分子有機(jī)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(nèi),孔徑為幾納米,,因此稱納濾,?;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(yīng)用前景,。對(duì)于納濾而言,,膜的截留特性是以對(duì)標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)截留分子量范圍在100~1000,,故納濾膜能對(duì)小分子有機(jī)物等與水,、無(wú)機(jī)鹽進(jìn)行分離,實(shí)現(xiàn)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(cè)靜壓為推動(dòng)力,,而實(shí)現(xiàn)的對(duì)液體混合物分離的膜過(guò)程,。反滲透的截留對(duì)象是所有的離子(反滲透法能夠去除可溶性的金屬鹽、有機(jī)物,、細(xì)菌,、膠體粒子、發(fā)熱物質(zhì),,也即能截留所有的離子,,對(duì)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(yīng)用廣泛,如垃圾滲濾液的處理,。因具有產(chǎn)水水質(zhì)高,、運(yùn)行成本低、無(wú)污染,、操作方便運(yùn)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(jié)能,、簡(jiǎn)便的技術(shù).目前已廣泛應(yīng)用于醫(yī)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(xiàn)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(jì)初出現(xiàn),,20世紀(jì)60年代后迅速崛起的一門分離新技術(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(jié)能,、環(huán)保、分子級(jí)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(yīng)用于食品,、醫(yī)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(guī)處理工藝難以去除的水污染物,,在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)受到各國(guó)重視,,不同種類的膜技術(shù)分別應(yīng)用于不同的細(xì)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(jì)效益和社會(huì)效益,已成為當(dāng)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(tǒng)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(jié)能,、體積小,、可拆分等特點(diǎn),使膜廣泛應(yīng)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(duì)不同組成的有機(jī)物,根據(jù)有機(jī)物的分子量,,選擇不同的膜,,選擇合適的膜工藝,從而達(dá)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(guī)模和運(yùn)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(xiàn)料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過(guò)程稱作膜分離,。它與傳統(tǒng)過(guò)濾的不同在于,,膜可以在分子范圍內(nèi)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(jí),依據(jù)其孔徑的不同(或稱為截留分子量),,可將膜分為微濾膜,、超濾膜、納濾膜和反滲透膜,,根據(jù)材料的不同,,可分為無(wú)機(jī)膜和有機(jī)膜,無(wú)機(jī)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(jī)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(cuò)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(qū)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(yī)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(fèi)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(jí)內(nèi)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(yīng)性強(qiáng)
處理規(guī)模可大可小,,可以連續(xù)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(qū)動(dòng),,能耗低,,其費(fèi)用約為蒸發(fā)濃縮或冷凍濃縮的1/3-1/8
四、工程應(yīng)用:
與清華大學(xué)教授,、業(yè)內(nèi)專家等為技術(shù)依托和緊密合作,,設(shè)計(jì)、生產(chǎn)污水處理,、飲用水凈水等所需各類濾膜所需原料的核心設(shè)備---磁力密封反應(yīng)釜系列配套設(shè)備及裝置,,已在工程應(yīng)用上取得良好效果,贏得業(yè)內(nèi)同仁德一致好評(píng),。
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