第14章膜析法14.1渗析法14.2电渗析法14.3反渗透法14.4超滤
第14章膜析法膜析法是利用薄膜以分离水溶液中某些物质的方法的统称。
14.1渗析法半透膜:依靠薄膜中孔道的大小分离大小不同的分子或粒子;依靠薄膜的离子结构分离性质不同的离子,如阳离子交换膜、阴离子交换膜;依靠薄膜的有选择的溶解性分离某些物质,如醋酸纤维膜有溶解某些液体和气体的性能,而是这些物质透过薄膜。
14.1渗析法
14.2电渗析法一、原理
14.2电渗析法二、应用
14.2电渗析法电渗析法回收酸洗废水中的硫酸和铁阳极反应:阴极反应:
14.2电渗析法
14.2电渗析法三、电渗析器的结构
14.2电渗析法四、影响电渗析操作的主要问题1、浓差极化当电流强度提高到一定程度以后,淡水侧的边界层中会出现水分子的电离,产生H+和OH-,参与传导电流,以补充离子的不足。这种情况称为浓差极化。由于浓差极化,使电渗析运行电耗增加,膜寿命缩短,并容易结垢沉积,堵塞水流通道。防止浓差极化、消除沉积的措施有:(1)控制操作的极限电流,在极限电流密度的70~90%状况下运行;(2)倒换电极;(3)增加水流速度,是膜边界层变薄;(4)定期酸洗2、腐蚀在阳极发生氧化反应,生成大量O2和Cl2,具有强烈腐蚀性。所以要用抗腐蚀电极和膜,或加大极区水流速度,使电极反应产物被迅速带走。
14.3反渗透法一、反渗透原理1、渗透和反渗透
14.3反渗透法2、渗透压任何溶液都有渗透压,其值为i——范特霍夫系数;对电解质溶液,i等于离解的阴阳离子总数;对非电解质溶液,i=1膜单位面积水通量
14.3反渗透法膜单位面积盐通量膜的除盐率
14.3反渗透法二、反渗透膜
14.3反渗透法二、反渗透膜醋酸纤维素膜的结构和性能
14.3反渗透法二、反渗透膜醋酸纤维素膜的结构和性能反渗透膜透过机理(1)氢键理论(2)优先吸附-毛细管流理论
14.3反渗透法二、反渗透装置1、管式装置管式装置水力条件好,适当调节水流状态可防止浓差极化和膜污染,能够处理含悬浮固体的溶液,但单位体积中膜面积小,制造和安装费用较高。
14.3反渗透法2、螺旋卷式装置螺旋卷式装置单位体积的膜表面积较大,透水量大。紊流效果好,不易产生浓差极化现象。缺点是膜玷污后消除困难,不能处理含有悬浮物的液体。
14.3反渗透法3、中空纤维式装置优点是单位体积的膜表面积很大,制造和安装简单,可在较低压力下运行,膜的压实现象减缓,不需要膜制成材料,浓差极化可忽略;缺点是制作工艺复杂,易堵塞,不能用于处理含悬浮物的液体
4、板框式装置这种装置结构牢固,能承受高压,占地面积不大;但液流状态差,易造成浓差极化,设备费用较大。
14.4超滤法超滤与反渗透一样也依靠压力推动力和半透膜实现分离。两种方法的区别在于超滤受渗透压的影响较小,能在低压力下操作(一般0.1~0.5MPa),而反渗透为2~10MPa。超滤的制膜材料主要也是醋酸纤维素和芳香聚酰胺等。只是不需热处理工序,使制成的超滤膜孔比较大,能够在较小的压力下工作,而且有较大的水通量。超滤机理主要是小孔的筛分作用,膜对溶质的排斥性,取决于溶质分子量大小、形状和性质。超滤一般分离分子量大于500的物质,如细菌、蛋白质、颜料和油类等。