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扩散渗析 高浓度溶液中的溶质透过隔膜向低浓度溶液中迁移的过程,浓度差为推动力。采用离子交换膜:阴膜。主要用于回收酸,碱。但不能将它们浓缩。其特点是不消耗能量。回收硫酸时,只有原废水硫酸浓度大于10%时,才有实用价值。 反渗透 一、渗透压和反渗透原理 渗透压: 当用一张半透膜将纯水和盐水分开,纯水会透过半透膜向盐水扩散,使盐水侧溶液水面升高, 直到动态平衡。渗透的推动力就是渗透压,这是正渗透。 任何溶液都存在渗透压 π,只是一般没表现出来。 π= i R T C i:范特霍尔系数 C:溶液的浓度 当在盐水侧施加压力P>π,反渗透。一般压力在几 二、反渗透膜 ★性能指标 脱盐率=(C0-C)/C0×100%,一般高达90%以上。 透水率(L/m2.d) ★膜种类: 1)醋酸纤维素膜(CA) 2)芳香族聚酰胺膜 ★结构: 表皮层、过渡层、多孔支撑层 ★反渗透机理: 尚不十分清楚。 选择性吸附-毛细管流机理:由于膜表面的亲水性,优先吸附水分子而排斥盐分子,因此在膜表皮层形成两个水分子(1nm)的纯水层,施加压力,纯水层的分子不断通过毛细管流过反渗透膜。控制表皮层的孔径非常重要,影响脱盐效果和透水性,一般为纯水层厚度的一倍时,称为膜的临界孔径,可达到理想的脱盐和透水效果。 ★膜组件: 板框式、管式(有内压和外压两种)、卷式:膜表面积大、透水量大、紊流效果好、中空纤维 三、应用 1)苦咸水、海水淡化 2)与离子交换联用,制取超纯水 3)处理重金属废水,回收重金属:如处理镀镍废水,镍回收率可达99%。 4)废水脱盐深度处理 美国加州21 世纪水处理回用厂,就是将二级生物处理出水,经一定的预处理后经反渗透处理后回灌地下水。超滤 一、原理 与反渗透一样是在压力差下工作,但由于膜孔较大,无渗透压,可在较低压力下工作。一般几公斤。分离机理:小孔筛分作用。一般以截留分子量来表示孔径特征,此外也与物质形状和性质有关。分离范围:截留分子量1000-1000000 的物质,如细菌、蛋白质、颜料、油类等膜组件形式与反渗透类似。但既有有机膜,也有无机膜。 二、 超滤过程中的浓差极化 在膜分离过程中,大分子溶质被膜所截留并不断累积在膜表面上,使溶质在膜面处的浓度Cm 高于主体溶液中的浓度Cb,从而形成浓度差Cm-Cb,并促使溶质的反向扩散。这种现象称为浓差极化。Jw:水通量 K:传质系数 =D/δm 当Cm 增加到Cg 时,膜面大分子物质生成凝胶层。一旦凝胶层形成, 透水量并不因压力的增加而增加。 Rm:膜阻力; Rg:凝胶层阻力 减缓浓差极化现象的措施:(1)提高料液流速,增加膜面的紊动程度;(2)对膜面不断清洗; (3)控制料液浓度 2.废水 1)回收分离有用物:涂料、羊毛脂、染料、纸浆等 2)废水深度处理 3)膜-生物反应器
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