A. mbr的工艺用膜
膜可以由很多种材料制备,可以是液相、固相甚至是气相的。使用的分离膜绝大多数是固相膜。根据孔径不同可分为:微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜;根据材料不同,可分为无机膜和有机膜,无机膜主要是微滤级别膜。膜可以是均质或非均质的,可以是荷电的或电中性的。广泛用于废水处理的膜主要是由有机高分子材料制备的固相非对称膜。
膜的分类依据及分类:
膜材质
1、高分子有机膜材料:聚烯烃类、聚乙烯类、聚丙烯腈、聚砜类、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等。
有机膜成本相对较低,造价便宜,膜的制造工艺较为成熟,膜孔径和形式也较为多样,应用广泛,但运行过程易污染、强度低、使用寿命短。
2、无机膜:是固态膜的一种,是由无机材料,如金属、金属氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、无机高分子材料等制成的半透膜。
在MBR中使用的无机膜多为陶瓷膜。优点是:它可以在pH=0~14、压力P<10MPa、温度<350 ℃的环境中使用,其通量高、能耗相对较低,在高浓度工业废水处理中具有很大竞争力;缺点是:造价昂贵、不耐碱、弹性小、膜的加工制备有一定困难。
膜孔径
MBR 工艺中用膜一般为微滤膜(MF)和超滤膜(UF),大都采用0.1~0.4μm膜孔径,这对于固液分离型的膜反应器来说已经足够。
微滤膜常用的聚合物材料有:聚碳酸酯、纤维素酯、聚偏二氟乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯、聚醚醚酮、聚酰胺等。
超滤常用聚合物材料有:聚砜、聚醚砜(PES)、聚酰胺、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯、纤维素酯、聚醚醚酮、聚亚酰胺、聚醚酰胺等。
膜组件
为了便于工业化生产和安装,提高膜的工作效率,在单位体积内实现最大的膜面积,通常将膜以某种形式组装在一个基本单元设备内,在一定的驱动力下,完成混合液中各组分的分离,这类装置称为膜组件(Mole)。
工业上常用的膜组件形式有五种:
板框式(Plate and Frame Mole)、螺旋卷式(Spiral Wound Mole)、圆管式(Tubular Mole)、中空纤维式(Hollow Fiber Mole)和毛细管式(Capillary Mole)。前两种使用平板膜,后三者使用管式膜。圆管式膜直径>10mm;毛细管式0.5~10.0mm;中空纤维式<0.5mm。
附表:各种膜组件特性 名称/项目 中空纤维式 毛细管式 螺旋卷式 平板式 圆管式 价格(元/m3) 40~150 150~800 250~800 800~2500 400~1500 冲填密度 高 中 中 低 低 清洗 难 易 中 易 易 压力降 高 中 中 中 低 可否高压操作 可 否 可 较难 较难 膜形式限制 有 有 无 无 无 MBR 工艺中常用的膜组件形式有:板框式、圆管式、中空纤维式。
(1)板框式
MBR工艺最早应用的一种膜组件形式,外形类似于普通的板框式压滤机。
优点:制造组装简单,操作方便,易于维护、清洗、更换。
缺点:密封较复杂,压力损失大,装填密度小。
(2)圆管式
由膜和膜的支撑体构成,有内压型和外压型两种运行方式。实际中多采用内压型,即进水从管内流入,渗透液从管外流出。膜直径在 6~24mm 之间。
优点:料液可以控制湍流流动,不易堵塞,易清洗,压力损失小。
缺点:装填密度小。
(3)中空纤维式
组装形式如下图所示:外径一般为40~250μm,内径为25~42μm。在MBR中,常把组件直接放入反应器中,不需耐压容器,构成浸没式膜--生物反应器。一般为外压式膜组件。
优点:耐压强度高,不易变形,不需支撑材料;装填密度高;造价相对较低;寿命较长,可以采用物化性能稳定,透水率低的尼龙中空纤维膜。
缺点:对堵塞敏感,污染和浓差极化对膜的分离性能有很大影响。
MBR膜组件设计的一般要求:
(1)对膜提供足够的机械支撑,流道通畅,没有流动死角和静水区;
(2)能耗较低,尽量减少浓差极化,提高分离效率,减轻膜污染;
(3)尽可能高的装填密度,安装,清洗、更换方便;
(4)具有足够的机械强度、化学和热稳定性。
膜组件的选用要综合考虑其成本,装填密度、应用场合、系统流程、膜污染及清洗、使用寿命等。
B. 超滤膜的种类以及制作工艺
超滤膜的分类有很多:
按照膜组件的不同分类:有管式超滤膜,板框式超滤膜,卷式超滤膜和中空纤维式超滤膜。
按照压力驱动形式的不同:可以分为外压式和外压式。
膜材料的不同分类:有机超滤膜和无机超滤膜两种。
有机超滤膜按材质又可以分:
1、聚砜类
如聚砜(PS)、磺化聚砜(SPS)、聚醚砜(PES)等。用这种材料制膜,易成型,膜机械强度好,耐热、耐化学性能也较好,是目前用得较多的材料。
2、聚烯烃类
主要是聚丙烯(PP)和聚丙烯腈(PAN)。同聚砜相似,它的机械和化学性能较好。PAN的腈基是强极性基因,但PAN并不十分亲水,通常引入另一种共聚单体(如醋酸乙烯酯或甲基丙烯酸甲酯),以增加链的柔韧性和亲水性,从而改变其加工性。
3、氟材料
目前主要用的是聚偏氟乙烯(PVDF)和聚四氟乙烯(PTEE),这种材料的超滤膜具有极优良的机械强度和耐高温、耐化学侵蚀性能,使用温度一40~260~C,可在强酸、强碱和多种有机溶剂条件下使用,但成本很高。
4、聚氯乙烯(PVC)
这种材料制造的超滤膜具有优良的机械强度和极佳的化学侵蚀性性能,材料来源广泛、稳定,成本适中,可以制造出优良的超滤膜,尤其是可以制造出在跨膜压差很低的条件下,单位膜面积产水量却很高的超滤膜。
5、其他材料除上述材料外,还有聚砜酰胺、聚醚酮、聚脂肪酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺等。
C. 超滤膜是什么
你好,下面是有关超滤膜的介绍,希望对你有用
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超滤膜科技名词定义中文名称:超滤膜英文名称:ultrafiltrationmembrane;hyperfiltrationmembrane定义:膜状的超滤材料。应用学科:生物化学与分子生物学(一级学科);方法与技术(二级学科)以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布求助编辑网络名片超滤膜,是一种孔径规格一致,额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜。在膜的一侧施以适当压力,就能筛出小于孔径的溶质分子,以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2~20纳米的颗粒。超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一,在60年代超滤装置就实现了工业化。
目录
简介超滤膜的工业应用十分广泛,已成为新型化工单元操作之一。用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品以及食品工业中;还用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置。在我国已成功地利用超滤膜进行了中草药的浓缩提纯。超滤膜随着技术的进步,其筛选功能必将得到改进和加强,对人类社会的贡献也将越来越大。
D. 超滤膜的简介
超滤膜是一种孔径规格一致,额定孔径范围为0.001-0.02微米的一种微孔过滤膜专。超滤膜采用压力差为推动力的膜过属滤方法为超滤膜过滤。以膜的额定孔径范围作为区分标准时压力差为推动力的膜过滤可区分为:微孔膜(MF)的额定孔径范围为0.02~10μm;超滤膜(UF)为0.001~0.02μm;逆渗透膜(RO)为0.0001~0.001μm。超滤膜的孔径只有几纳米到几十纳米,也就是说在膜的一侧施以适当压力,就能筛出大于孔径的溶质分子,以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2~20纳米的颗粒。
E. 超滤膜一般有哪些材质,各有什么特点
超滤膜主要有以下几种材质:
根据的性能,超滤膜的材料可分为高分子材料和无机材料两大类。高分子材料主要有纤维素类、聚枫类、聚酰胺类、聚烯烃、含氟类等;无机材料主要有陶瓷、金属、玻璃、分子筛等。
1.纤维素类 :纤维素类膜材料是最早应用的超滤膜材料。主要包括:再生纤维素、二肼、聚酰亚胺、聚醚酰胺等。还有碳分子筛膜、不锈钢醋酸纤维素、三醋酸纤维素、混合纤维素等。
2.聚烯烃类:聚烯烃类超滤膜材料主要包括聚氯乙烯、聚丙烯腈。
3.聚砜类: 聚砜类超滤膜材料主要包括聚枫、聚醚砜、磺化聚枫、聚苯砜和聚芳砜。
4.聚酰胺类: 聚酰胺类超滤膜材料主要包括聚砜酰胺、芳香族聚酰胺、芳香聚酰胺酰。
5.含氟聚合物:含氟超滤膜材料主要包括聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯。
6.无机材料:无机超滤膜材料主要包括陶瓷材料,如氧化铝、氧化锆、氧化硅、氧化钛膜、多孔玻璃膜制备所需的碳分子筛、不锈钢粉、多孔玻璃等材料(分相法)、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法等。无机膜具有优良的热稳定性、化学稳定性和机械性能。
超滤膜分离是一种物理的分子筛分过程,所以它具有分离物无相际间变化,无质变等优点,特别适合保持风味和热敏性物质处理。选择超滤膜性能的优劣,主要取决于膜材料和成膜工艺条件,其中,膜材料是决定膜性能的主要参数。
F. 超滤膜的分类方法
按超滤膜材料分类
天然膜:生物膜、天然物质改性或再生制成的膜分类
合成膜:无机膜、高分子聚合物膜
按膜的结构分类:
多孔膜:微孔介质、大孔膜
非多孔膜:无机膜、高分子聚合物膜
液膜:无固相支撑型又称乳化液膜;有固相支撑型又称固定膜、液膜
按膜的功能分类
分离功能膜:气体分离膜、液体分离膜、离子交换膜、化学功能膜
能量转化功能膜:浓差能量转化膜、光能转化膜、机械能转化膜、分类转化膜、导电膜
生物功能膜:探感膜、生物反应器、医用膜
按膜的用途分类
气-相系统用膜:伴有表面流动的分子流动、气体扩散、聚合物膜解扩散流动、在溶剂化聚合物膜中扩散流动
气-液系统用膜:大孔结构 (移去气流中的雾沫夹带或将气体引相)、微孔结构制成超细孔过滤器)、聚合物(气体扩散进入液体或从液体中移去某种气体)
液-液系统用膜:气体从一种 液相进入另一液相、溶质或溶剂从液相渗透到另一液相
气-固系统用膜:用膜除去气体中的颗粒
液-固系统用膜:大孔介质过滤淤浆、生物废料处理、破乳
固-固系统用膜:基于颗粒大小的固体筛分
按膜的作用机理分类
吸附性膜:多孔膜(多孔石英玻璃、活性炭、硅胶等)、反应膜(膜有能与渗透过来的物质发生反应的物质)
扩散性膜: 聚合物膜扩散性的溶解流动)、金属膜(原子状态扩散)、玻璃膜(分子状态的扩散)
离子交换膜:阳离子交换树脂膜、阴离子交换树脂膜
选择渗透膜:渗透膜、反渗透膜、电渗析膜
非选择性膜:加热处理的微孔玻璃、过滤型的微孔膜
G. 超滤膜怎么生产
中空纤维式超滤膜的制备: 超滤膜的制备方法很多,而中空纤维超滤内膜主要采用相转换法。容 相转换法主要有浸渍凝胶法、溶剂蒸发凝胶法和溶出法等。目前商品化的中空纤维超滤膜主要采用浸渍凝胶法制备,制膜过程大致可分为七个步骤: (1)将制膜材料溶入特定的溶剂中,并根据需要加入相应致孔添加剂; (2)通过搅拌使膜材料充分溶解,而成为均匀的制膜液; (3)过滤去掉未溶解的其他杂质; (4)脱除溶液中微细的气泡; (5)在纺丝机中用特制的喷丝头挤出形成中空状原纤; (6)使原纤中部分溶剂蒸发; (7)将原纤渍于对膜材料是非溶剂的凝固浴中(通常是水或水溶液),液态原纤立即凝固成固态中空纤维; (8)后处理使中空纤维具备某种固有性能。
H. 超滤膜材料
超滤膜,是一种孔径规格一致,额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜。在膜的一侧施以适当压力,就能筛出小于孔径的溶质分子,以分离分子量大于500道尔顿(原子质量单位)、粒径大于10纳米的颗粒。超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一,在60年代超滤装置就实现了工业化。
超滤膜的工业应用十分广泛,已成为新型化工单元操作之一。用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品以及食品工业中;还用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置。在我国已成功地利用超滤膜进行了中草药的浓缩提纯。超滤膜随着技术的进步,其筛选功能必将得到改进和加强,对人类社会的贡献也将越来越大。
超滤膜的结构有对称和非对称之分。前者是各向同性的,没有皮层,所有方向上的孔隙都是一样的,属于深层过滤;后者具有较致密的表层和以指状结构为主的底层,表层厚度为0.1微米或更小,并具有排列有序的微孔,底层厚度为200~250微米,属于表层过滤。工业使用的超滤膜一般为非对称膜。超滤膜的膜材料主要有纤维素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。
过滤原理
超滤膜筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。每米长的超滤膜丝管壁上约有60亿个0.01微米的微孔,其孔径只允许水分子、水中的有益矿物质和微量元素通过,而最小细菌的体积都在0.02微米以上,因此细菌以及比细菌体积大得多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物等都能被超滤膜截留下来,从而实现了净化过程。
其计算公式为:
S内=πdL×n
S外=πDL×n
其中:S内为膜丝总内表面积,d为超滤膜丝的内径;
S外为膜丝总外表面积,D为超滤膜丝的外径;
L为超滤膜丝的长度;
n为超滤膜丝的根数。
内压式和外压式中空纤维超滤膜
产品材料
【简介】
聚丙烯腈。英文简写PAN。由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。大分子链中的丙烯腈单元是接头-尾方式相连的。外观为白色粉末状,密度为1.14~1.15g/cm ,加热至220~300℃时软化并发生分解。
【主要应用】
聚丙烯腈主要用于制造合成纤维(如腈纶)。用85%以上的丙烯腈和其他第二、第三单体共聚的高分子聚合物仿制的合成纤维。聚丙烯腈纤维的中国商品名。俗称人造羊毛。美国杜邦公司于20世纪40年代研制成功纯聚丙烯腈纤维(商品名为奥纶),因染色困难、易原纤化,一直未投入工业化生产。后来在改善聚合物的可仿性和纤维的染色性的基础上,腈纶才得以实现工业化生产。各个国家有不同的商品名,如美国有奥纶、阿克利纶、克丽斯纶、泽弗纶,英国有考特尔,日本有毛丽龙、开司米纶、依克丝兰、贝丝纶等。腈纶密度一般为1.16~1.18克/厘米3,标准回潮率为1.0%~2.5%。纤维的特点是蓬松性和保暖性好,手感柔软,并具有良好的耐气候性和防霉、防蛀性能。主要用做人造纤维,俗称人造羊毛;制毛线、针织物(纯纺或与羊毛混纺)和机织物,尤其适宜作室内装饰布,如窗帘等。在材料学中常以聚丙烯腈为基体来合成多空材料,例如PAN基活性炭。
可以用来制造超滤的材质很多,包括:聚偏氟乙烯 (PVDF)、聚醚砜 (PES)、聚丙烯 (PP)、聚乙烯(PE)、聚砜(PS)、聚丙稀腈(PAN)、聚氯乙稀(PVC) 等。90 年代初,聚醚砜材料在商业上取得了应用;而 90 年代末,性能更优良的聚偏氟乙烯超滤开始被广泛地应用于水处理行业。因此聚偏氟乙烯和聚醚砜成为目前最广泛使用的超滤膜材料。
I. 卷式纳滤膜的材质是什么
纳滤膜多为芳香族及聚酸氢类复合纳滤膜