膜分離法的原理及分類

⑴膜：能夠把流體相分隔為互不相通的兩部分，這兩部分之間能存在“傳質(zhì)”的薄的物質(zhì)。

⑵膜的特征：一是無論厚度多少都必須有兩個界面，兩個界面分別與兩側(cè)流體相接觸；二是要具有選擇透過性，可允許一側(cè)流體中一種或幾種物質(zhì)通過，而不允許其他物質(zhì)通過。

⑶膜分離：利用膜的選擇透過性能將離子或分子或某些微粒從水中分離出來的過程。用膜分離溶液時，使溶質(zhì)通過膜的方法稱為滲析，使溶劑通過膜的方法稱為滲透。

⑷膜分離的特點(diǎn)：1.在膜分離過程中，不發(fā)生相變化，能量的轉(zhuǎn)化效率高

                            2.一般不需要投加其他物質(zhì)，可節(jié)省原材料和化學(xué)藥品

                            3.膜分離過程中，分離和濃縮同時進(jìn)行，這樣能回收有價值的物質(zhì)

                            4.根據(jù)膜的選擇透過性和膜孔徑的大小，可將不同粒徑的物質(zhì)分開，這使物質(zhì)得到純化而又不改變其原有的屬性

                            5.膜分離過程，不會破壞對熱敏感和對熱不穩(wěn)定的物質(zhì)，可在常溫下得到分離

                            6.膜分離法適應(yīng)性強(qiáng)，操作及維護(hù)方便，易于實(shí)現(xiàn)自動化控制      

⑸根據(jù)溶質(zhì)或溶劑透過膜的推動力和膜種類不同，水處理中膜分離法通?？梢苑譃椋弘姖B析、反滲透、超濾、微濾。

膜分離法是利用特殊結(jié)構(gòu)的薄膜對廢水中的某些成分進(jìn)行選擇性透過的一類方法的總稱。

水過膜的過程稱為滲透，水中溶質(zhì)透過膜的過程成為滲析。常用于廢水處理的膜分離方法有電滲析(ED)、反滲透(RO)、微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)等。與常規(guī)分離技術(shù)相比，膜分離過程具有無相變、能耗低、工藝簡單、不污染環(huán)境、易于實(shí)現(xiàn)自動化等優(yōu)點(diǎn)，可以在常溫下進(jìn)行。在廢水處理領(lǐng)域，常被用做污水回用前的一種水質(zhì)深度處理工藝，其中電滲析和反滲透有時也被用做高含鹽廢水或含金屬離子廢水進(jìn)生物法處理系統(tǒng)前的預(yù)處理。

氣體膜分離技術(shù)是20世紀(jì)70年代開發(fā)成功的新一代氣體分離技術(shù)，其原理是在壓力驅(qū)動下，借助氣體中各組分在高分子膜表面上的吸附能力以及在膜內(nèi)溶解－擴(kuò)散上的差異，即滲透速率差來進(jìn)行分離的?，F(xiàn)已成為比較成熟的工藝技術(shù)，并廣泛用于許多氣體的分離，提濃工藝。工業(yè)發(fā)達(dá)國家稱之為“資源的創(chuàng)造性技術(shù)”，目前主要有兩種工藝流程，即正壓法和負(fù)壓法，前者適用于氧氮同時應(yīng)用或?qū)ρ鯘舛纫筝^高的場合。

膜法的主要特點(diǎn)是無相變，能耗低，裝置規(guī)模根據(jù)處理量的要求可大可小，而且設(shè)備簡單，操作方便安全，啟動快，運(yùn)行可靠性高，不污染環(huán)境，投資少，用途廣等優(yōu)點(diǎn)。各種氣體分離方法的規(guī)模，經(jīng)濟(jì)性，技術(shù)成熟程度，能耗和用途如下：高分子分離膜是用高分子材料制成的具有選擇性透過功能的半透性薄層物材料。主要有聚酸胺類，聚酸亞胺類，聚砜類，聚乙烯酸類，丙烯類衍生物聚合物及纖維素類等。但大多數(shù)高分子材料均存在PO₂和O₂/N₂相互制約的關(guān)系且不耐高溫、易腐蝕等缺點(diǎn)。聚砜是一種機(jī)械性能優(yōu)良、耐熱性好、耐微生物降解、價廉易得的膜材料。由于以聚砜制成的膜具有膜薄、內(nèi)層孔隙率高且微孔規(guī)則等特點(diǎn)， 因而常作為氣體分離膜的基本材料。