㈠ 陶瓷膜膜蒸馏通量
12至15吨每小时。
陶瓷膜,孔径在50~100nm,对于发酵液固体及蛋白截留率还是比较高的,但是两种膜的孔径不同,通量也有较大差别。消旦基由于受到实际发酵菌体自溶情况的影响,对应截留污染也不拿谨一样,三达孔径分布窄在50左右,而久吾就要宽一点,具体迟冲每一批也不太一样,一批料两套膜也不一样。具体我没算过,一套8个组件大概180平左右,运行时通量大概12~15吨/小时左右
㈡ 反渗透膜的发展史
年代发明的复合膜,由超薄反渗透膜、多孔支撑层、织物增强自叠加而成,透水量极大,除盐率高达99%,是理想的反渗透膜。反渗透膜在分离小分子有机化合物时也特别有效,因此对有机化工、酿造工业、三废处理等领域也得到了很好的应用。
在21世纪以前,反渗透膜技术都是被国外所垄断,而中国是直到90年代末期才开始掌握了反渗透膜的生产技术.这个历史要追述到建国初期,当时我们国家的领导人已经意识到海水淡化的前景和将来在社会中的作用。
早在1958年,石松研究员等首先在中国开展离子交换膜电渗析海水淡化研究。而在此前1953年美国C.E.Reid建议美国内务部将反渗透研究列入国家计划。
随后1967年,国家科委组织全国海水淡化会战,组织全国在水处理和分析化学、材料化学、流体力学等各个学科的精英会战海水淡化。
1970年,会战主力汇集中国浙江省的杭州市,组织了全国第一个海水淡化研究室。此期间,他们一直用电渗析技术进行海水淡化,研制成功海洋监测专用微孔滤膜,建成了世界最大的电渗析海水淡化站——西沙永兴岛海水淡化站。一度在海水淡化方面成为世界领军人物。
1982年,中国海水淡化与水再利用学会经中国科协学会部批准在杭州成立。但是,因为经历了十年浩劫,毕竟还是衰弱下去了,此时,远在大洋彼岸的美国的全芳香族聚酰胺复合膜及其卷式元件已经赫然问世。
1984年,国家海洋局以海水淡化研究室为主体,组建国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心,中国开始对膜技术重视了,但是,美国海水淡化用复合膜及其卷式元件已经大面积商业化了,投入到了国家和民用中去了。
1992年,国家为了追赶膜方面技术与世界的差距,,国家科委军顶,以“中心”为依托,组建国家液体分离膜工程技术研究中心,并开始悄悄研制国产反渗透膜。
直到2001年,“中心”实行集团化分体管理,所辖三个控股的中外合资公司,两个中资公司和一个研发中心。同年,杭州北斗星膜制品有限公司正式公开问世,从此,中国有了自己的反渗透膜产品,享有完全自主知识产权、由中国制造、具有民族品牌的高性能复合膜元件开始投放市场,中国成为世界上第四个掌握自主反渗透膜技术的国家。
㈢ 膜蒸馏的优点
蒸馏是一种热力学的分离工艺,它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同,使低沸点组分蒸发,再冷凝以分离整个组分的单元操作过程,是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。与其它的分离手段,如萃取、过滤结晶等相比,它的优点在于不需使用系统组分以外的其它溶剂,从而保证不会引入新的杂质。
膜蒸馏(md)是膜技术与蒸馏过程相结合的膜分离过程,它以疏水微孔膜为介质,在膜两侧蒸气压差的作用下,料液中挥发性组分以蒸气形式透过膜孔,从而实现分离的目的。与其他常用分离过程相比,膜蒸馏具有分离效率高、操作条件温和、对膜与原料液间相互作用及膜的机械性能要求不高等优点。
膜蒸馏技术有很多特点:
(1)膜蒸馏过程几乎是在常压下进行,设备简单、操作方便,在技术力量较薄弱的地区也有实现的可能性;
(2)在非挥发性溶质水溶液的膜蒸馏过程中,因为只有水蒸汽能透过膜孔,所以蒸馏液十分纯净,可望成为大规模、低成本制备超纯水的有效手段;
(3)该过程可以处理极高浓度的水溶液,如果溶质是容易结晶的物质,可以把溶液浓缩到过饱和状态而出现膜蒸馏结晶现象,是目前唯一能从溶液中直接分离出结晶产物的膜过程;
(4)膜蒸馏组件很容易设计成潜热回收形式,并具有以高效的小型膜组件构成大规模生产体系的灵活性;
(5)在该过程中无需把溶液加热到沸点,只要膜两侧维持适当的温差,该过程就可以进行,有可能利用太阳能、地热、温泉、工厂的余热和温热的工业废水等廉价能源
㈣ 污水处理膜技术的发展阶段及现状!需要相关资料!
膜分离技术的发展和现状
膜分离是人们所掌握的最节能的物质分离(包括分级、纯化、精制、浓缩)技术之一。近三十年来发展极其迅速,已从单纯的海水与苦咸水脱盐、纯水及超纯水的制备、工业用水的回用,逐步拓展到环保、化工、医药、食品、航天等领域中,以每年大于10%的速率递增,发展前景备受关注。
自20世纪60年代Loeb和Saurirajan研制成功了世界第一张非对称型醋酸纤维素反渗透膜以来,大规模海水淡化就变成了现实;20世纪70~80年代开发的超滤、气体分离膜等也已进入工业应用;80~90年代建成无水酒精渗透气化装置,现已大规模推广应用于有机物的回收和脱水;90年代以来被称之为膜接触器(membrane contactor)的膜萃取、膜吸收、膜汽提(membrane-based striping)、膜蒸馏(membrane distillation)等,为膜技术全面溶入大化工(流程工业:包括石油化工、化工、精细化工、制药、食品、发酵工程)领域提供了技术支持;近几年来膜促进传递(facilitated transport)、膜反应器(membrane-reactor)、膜传感器(membrane sensor)、控制释放(controlled release)等膜技术发展很快,膜式燃料电池(membrane fuel cell)则成为当今发达国家探索研究的热点。
目前膜分离技术已被广泛地用于水处理领域如海水淡化、苦咸水脱盐、超纯水制取;医药工业,人工脏器如人工肾
(artificial kidney)、膜式氧合器(membrane oxygenator)、人工肝的制备,以及药剂的浓缩、提纯;食品工业,如果汁和果肉等的浓缩、饮料的灭菌和纯清、从家畜等动物的血液中提取蛋白质;石油化学工业,如天然气中回收氦,合成氨厂尾气中回收氢、石油伴生气二氧化碳的回收、轻烃气流中脱除硫化氢等;环境保护,如废水(电镀废水、印染废水、石油化工废水、食品制药工业废水)中有用物质的回收,以及城市生活污水和放射性废水的处理等。
膜与膜技术的应用领域十分广阔,在当今世界高技术竞争中,也占有极其重要的位置,特别是载人航天、大洋深海探索研究与开发中离不开它,因而深受发达国家的关注。欧盟、日本、美国等早年在膜材料的基础研究和应用开发方面投入大量人力、物力,加拿大、意大利、荷兰和英国等也在膜的基础研究和开发应用上做出了大量的贡献。这些国家(如美国的KOCH、GE、DOW、DuPont;荷兰的norit等公司)在膜元件的制备技术上处于绝对领先的地位。
中国膜科学技术开始于1958年离子交换膜的研究;20世纪60年代研究反渗透膜,曾组织全国海水淡化会战,大大促进我国膜科学技术的发展;70年代就已开发出反渗透(reverse osmosis)、超滤(ultrafiltration)、微滤(microfiltration)和电渗析(electrodialysis)等器件设备,随后投入工业应用;80年代起除继续发展液体分离之外,气体膜分离和渗透气化等已走过了开发和研究阶段,现在已进入工业应用阶段,其它新技术也在不断研究开发之中。
膜科学与技术的发展与应用可分为膜元件的制造、膜设备的研制、膜软件的研发、膜应用四个环节。膜制造商只保证膜本身的标准分离性能,即在规定测试条件下的分离性能;膜硬件与膜软件是膜分离工程公司的工作,膜分离工程公司首先根据市场需求和用户要求分离的物料性状和目标产物标准进行实验研究,在满足用户要求的条件下确定膜元件的种类和数量,膜分离稳定运行的条件和清洗恢复条件,这就是膜软件;膜硬件就是膜元件和膜设备,膜设备实质上是机电一体化设备,膜元件是膜分离设备的核心,设备的其它部分都是为膜元件分离功能的发挥提供运行条件(温度,压力,流速流量等)的;膜软件是靠膜硬件来运行的,膜硬件的设计制作基础是膜软件;膜用户只能按照与膜分离工程公司达成的一致严格执行《膜分离设备运行规范》的要求,将膜分离设备与自己流程的前后工序连接运行以达到自己对膜分离工序所确定的运行目标。近年来膜过程(膜软件、膜硬件)的国内市场已经进入成熟期(高速增长,价格稳定)。
膜技术的主要分离过程
国际理论与应用化学联合会(IUPAC)将膜定义为:一种三维结构,三维中的一度(如厚度方向)尺寸要比其余两度小得多,并可通过多种推动力进行质量传递。这样膜过程就应该被定义为以膜为介质进行质量传递的一种化工单元过程或化工单元操作;很显然膜分离属于化工单元操作。
膜分离技术按传质推动力可分为压力差、浓度差、温度差、电位差等推动力膜;按膜组件结构可分为平板(盒式)膜、螺旋卷式膜、中空纤维膜、管式膜等;按功能层材料可分为无机膜(陶瓷膜、金属膜、碳分子筛膜等)和有机膜。
微滤、超滤、纳滤(nanofiltration)与反渗透都是以压力差为推动力的液体膜过程,当膜两侧存在一定压力差时,可使一部分溶剂及小分子的组分透过膜,而微粒、大分子、盐的离子等被膜截留下来,从而达到分离目的。四个过程的透过机理基本相同,主要是被分离物颗粒或分子、离子的大小和所采用膜的结构与性能有所差异。按照国际理论与应用化学联合会(IUPAC)对这四种膜过程的定义,微滤(MF)是指大于0.1μm的颗粒或可溶物被截留的压力驱动型膜过程;超滤(UF)是指不大于0.1μm大于2nm的颗粒或可溶物被截留的压力驱动型膜过程;反渗透(RO)是指高压下溶剂逆着其渗透压而选择性透过的膜过程;纳滤是指不大于2nm的颗粒或可溶物被截留的压力驱动型膜过程。微滤的压差范围为0.10~0.20MPa;超滤的压差范围为0.10~0.50MPa; 反渗透被用于截留溶液中的盐或其它小分子物质(分子量小于200),所施加的压力在2MPa左右,也可高达10MPa;纳滤用以分离分子量约为几百至几千的溶液组分,其压差范围为0.5~2.0MPa。
电渗析是在电场作用下使溶液中的阴、阳离子选择性地分别透过阴、阳离子交换膜,进行定向迁移的分离过程。该过程主要用于苦咸水脱盐、饮用水制备、工业用水处理等。近十多年来,开始应用于有机酸脱盐与纯化、废酸碱回收等;膜电解过程中,在两电极上存在电化学反应,并有气体产生,主要在氯碱工业中用于大规模生产离子膜级氢氧化钠。
气体分离膜是指在压力差下,利用气体中各组分在膜中渗透速率的差异,达到各组分分离的过程。气体分离膜已大规模用于合成氨厂的氮、氢分离,空气富氧、富氮,天然气中二氧化碳与甲烷的分离等。
渗透气化与蒸汽渗透(vaper permeation)均是利用待分离混合物中某组分具有优先选择性透过膜的特点,使料液侧优先渗透组分以溶解-扩散透过膜而实现分离的过程。两者的差异在于渗透汽化过程采用负压操作,进料物流为液态,优先透过膜的组分在膜下游侧汽化,并在冷凝器中冷凝和收集;而蒸汽渗透采用正压操作,进料物流为气相,常为对膜具有相互作用的有机分子透过膜。渗透气化主要用于有机物脱水(亲水膜)、水中有机物的脱除(疏水膜)、有机混合物分离等方面的应用,被认为是最有希望取代高能耗精馏技术的膜过程,其中有机溶剂脱水及水中有机物脱除已有工业装置;蒸汽渗透适用于空气中有机溶剂的回收,随着环保意识的增强,蒸汽渗透将会获得较大的推广应用。
另外还有两类正在开发与推广应用的新型膜技术:一类是目前称之为膜接触器,包括膜基吸收、膜级萃取、膜蒸馏、膜基汽提等。在这些过程中,膜介质本身对待处理的混合物无分离作用,主要利用膜的多孔性、亲水性或疏水性,为两相传递提供较大而稳定的相接触面,可克服常规分离中的液泛、返混等影响,因而近十余年来,深受化工界的关注;另一类是以膜为关键技术的集成分离过程,包括膜与蒸馏、膜与吸附、膜与反应等相结合的集成过程,具有常规分离过程所不能及的优点,也正在受到重视和发展。
随着科学技术的发展,人们模仿生物膜的某些功能,研制出各种功能的合成膜,应用于日常生活与工业生产过程中。可以认为,膜产业已成为21世纪发展最快的高新技术产业之一。
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㈤ 想问一下正常的核污水是怎么处理的
核废水处理方法:
1、化学沉淀法
化学沉淀法是将沉淀剂与废水中微量的放射性核素发生共沉淀作用的方法。废水中放射性核素的氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐等化合物大都是不溶性的,因而能在处理中被除去。
化学处理的目的是使废水中的放射性核素转移并浓集到小体积的污泥中去,而使沉积后的废水剩余很少的放射性,从而能够达到排放标准。
此法优点是费用低廉,对数放射性核素具有良好的去除效果,能够处理那些非放射性成分及其浓度以及流化相当大的废水,使用的处理设施和技术都有相当成熟的经验。
2、离子交换法
许多放射性核素在水中呈离子状态,特别是经过化学沉淀处理后的放射性废水,由于除去了悬浮的和胶体的放射性核素,剩下的几乎是呈离子状态的核素,其中大多数是阳离子。
并且放射性核素在水中是微量存在的,因而很适合离子交换处理,并且在没有非放射性离子干扰的情况下,离子交换能够长时间有效工作。
但是,该法存在一个较致命的弱点,当废液中放射性核素或非放射性离子含量较高时,树脂床很快会穿透而失效,而通常处理放射性废水的树脂是不进行再生处理的,所以一旦失效应立即更换。
离子交换法采用离子交换树脂,适用于含盐量较低的废液。当含盐量较高时,用离子交换树脂来处理所花的费用比选择性工艺要高。这主要是低选择性的树脂对放射性核素有很大的关联。在放射性废水净化中,利用电渗析的方法可以增加离子交换工艺的利用效率。
3、吸附法
吸附法是利用多孔性固态物质吸附去除水中重金属离子的一种有效方法。吸附法的关键技术是吸附剂的选择。常用的吸附剂有活性炭、沸石、高岭土、膨润土、黏土等。
4、蒸发浓缩
蒸发浓缩法具有较高的浓缩因子和净化系数,多用于处理中、高水平放射性废水。蒸发法的工作原理是:将放射性废水送入蒸发装置,同时导入加热蒸汽将水蒸发成水蒸气,而放射性核素则留在水中。
蒸发过程中形成的凝结水排放或回用,浓缩液则进一步进行固化处理。蒸发浓缩法不适合处理含有挥发性核素和易起泡沫的废水;热能消耗大,运行成本较高;同时在设计和运行时还要考虑腐蚀、结垢、爆炸等潜在威胁。
为了提高蒸汽利用率,降低运行成本,各国在新型蒸发器的研制方面一直不遗余力,如在蒸汽压缩式蒸发器、薄膜蒸发器、真空蒸发器等新型蒸发器方面都有显著成效。
5、膜分离技术
膜技术是处理放射性废水的比较高效、经济、可靠的方法。由于膜分离技术具有出水水质好、物料无相变、低能耗等特点,膜技术受到了积极的研究。
国外所采用的膜技术主要有:微滤、超滤、纳滤、水溶性多聚物-膜过滤、反渗透(RO)、电渗析、膜蒸馏、电化学离子交换、液膜、铁氧体吸附过滤膜分离及阴离子交换纸膜等方法。
6、生物处理法
生物处理法包括植物修复法和微生物法。植物修复是指利用绿色植物及其根际土著微生物共同作用以清除环境中的污染物的一种新的原位治理技术。
从现有的研究成果看,适用的生物修复技术类型主要有人工湿地技术、根际过滤技术、植物萃取技术、植物固化技术、植物蒸发技术。试验结果表明,几乎水体中所有的铀都能富集于植物的根部。
微生物治理低放射性废水是20世纪60年代开始研究的新工艺,用这种方法去除放射性废水中的铀国内外均有一定研究,但目前多处于试验研究阶段。
用微生物菌体作为生物处理剂,吸附富集回收存在于水溶液中的铀等放射性核素,效率高,成本低,耗能少,而且没有二次污染物,可以实现放射性废物的减量化目标,为核素的再生或地质处置创造有利条件。
7、磁-分子法
美国电力研究所(EPRI)开发出Mag-Mole-cule法,用于减少锶、铯和钴等放射性废物的产生量。该法以一种称为铁蛋白的蛋白质为基础,将其改性后,利用磁性分子选择性地结合污染物,再用磁铁将其从溶液中去除,然后被结合的金属通过反冲洗磁性滤床得到回收。
8、惰性固化法
美国宾夕法尼亚州立大学和萨凡纳河国家实验室,已开发出一种将某些低放射性废液处理成固化体以便安全处置的新方法。这一新工艺利用低温(< 90℃)凝固法来稳定高碱性、低活度的放射性废液,即将废液转化为惰性固化体。
科学家们将最终的固化体称作“ hydroceramic”(一种素烧多孔陶瓷)。他们称,最终的固化体硬度非常大,性质稳定持久,能够将放射性核素固定在其沸石结构中,这种制备过程类似于自然界中岩石的形成过程。
9、零价铁渗滤反应墙技术
渗滤反应墙(permeable reactive barrier,PRB)是目前在欧美等发达国家新兴起来的用于原位去除污染地下水中污染组分的方法。
PRB一般安装在地下蓄水层中,垂直于地下水流方向,当污染的地下水流在自身水力梯度作用下通过反应墙时,污染物与墙体中的反应材料发生物理、化学反应而被去除,从而达到污染修复的目的。
这是一种被动式修复技术,很少需要人工维护、费用很低。Fe0-PRB技术作为PRB技术的一个重要分支,在许多国家和地下水污染处理的众多方面得到了研究和发展
㈥ 与蒸馏相比,膜蒸馏有哪些特点
蒸馏是一种热力学的分离工艺,它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同,使低沸点组分蒸发,再冷凝以分离整个组分的单元操作过程,是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。与其它的分离手段,如萃取、过滤结晶等相比,它的优点在于不需使用系统组分以外的其它溶剂,从而保证不会引入新的杂质。
膜蒸馏(MD)是膜技术与蒸馏过程相结合的膜分离过程,它以疏水微孔膜为介质,在膜两侧蒸气压差的作用下,料液中挥发性组分以蒸气形式透过膜孔,从而实现分离的目的。与其他常用分离过程相比,膜蒸馏具有分离效率高、操作条件温和、对膜与原料液间相互作用及膜的机械性能要求不高等优点。
膜蒸馏技术有很多特点:
(1)膜蒸馏过程几乎是在常压下进行,设备简单、操作方便,在技术力量较薄弱的地区也有实现的可能性;
(2)在非挥发性溶质水溶液的膜蒸馏过程中,因为只有水蒸汽能透过膜孔,所以蒸馏液十分纯净,可望成为大规模、低成本制备超纯水的有效手段;
(3)该过程可以处理极高浓度的水溶液,如果溶质是容易结晶的物质,可以把溶液浓缩到过饱和状态而出现膜蒸馏结晶现象,是目前唯一能从溶液中直接分离出结晶产物的膜过程;
(4)膜蒸馏组件很容易设计成潜热回收形式,并具有以高效的小型膜组件构成大规模生产体系的灵活性;
(5)在该过程中无需把溶液加热到沸点,只要膜两侧维持适当的温差,该过程就可以进行,有可能利用太阳能、地热、温泉、工厂的余热和温热的工业废水等廉价能源