当前课程知识点：水污染控制工程 > 第十三章 物理化学处理技术 > 13-3 膜处理技术 > Video
大家好
人们很早就发现一些动物膜
如膀胱膜
羊皮纸
有分隔水溶液中某些溶解物质的作用
这种对溶质有选择性透过的膜
称为半透膜
膜分离技术具有广泛的应用领域
现在有很多由高分子化合物制造的
人造半透膜
不同的半透膜有不同的选择透过性
当代最先进的膜技术
可以很方便地把污水净化到
几乎只剩水的程度
膜技术已成为水处理最终手段
半透膜的选择透过性有三种类型
1 依靠薄膜中“孔道”的尺寸
分离大小不同的分子或离子
2 依靠薄膜的离子结构
分离性质不同的离子
例如用阳离子交换树脂做成的
薄膜可以透过阳离子
叫阳离子交换膜
用阴离子树脂做成的薄膜可以透过阴离子
叫阴离子交换膜
3 依靠薄膜有选择的溶解性分离某些物质
例如
醋酸纤维素膜有
溶解某些液体和气体的性能
而使这些物质透过薄膜
在废水处理中最常用的半透膜
是离子交换膜
在膜处理中
有不同的透过方式
将溶质透过膜的过程称为渗析
溶剂透过膜的过程为渗透
根据克服膜阻力的推动力不同
常用的膜分离方法有
依靠膜两侧浓度差为克服膜阻力的
扩散渗析法
以电场力为推动力的电渗析
外部压力为推动力的反渗透
超滤等
下面介绍这些膜在分离处理中是如何应用的
图中所示的是
采用扩散渗析法处理钢铁厂
酸洗废水的示意图
在渗析槽中
装设一系列
间隔很近的阴离子交换膜
把整个槽分隔成两组相互为邻的小室
一组小室流入废水
另一组小室反向流入清水
由于阴离子交换膜只允许阴离子通过
废水中的硫酸根浓度
高于清水
在膜两侧的浓度梯度的推动下
使废水中的硫酸根向清水中扩散
清水中
氢氧根向废水中扩散
处理后得到再生硫酸
同时酸洗废水得到中和
渗析法能耗小
设备结构简单
操作方便
但速度慢
分离效率低
接下来以海水淡化介绍电渗析处理技术
图中所示为电渗析法进行海水淡化示意图
在电渗析槽中把阴离子
交换膜和阳离子交换膜交替排列
隔成宽度仅1-2mm的小室
在槽的两端
分别设阴
阳电极
接通直流电源
海水流过渗析槽时
钠离子
氯离子分别向阴极
阳极移动
在离子交换膜选择透过作用下
淡室的钠离子
氯离子分别扩散到相邻的浓室
出水即为淡水
而浓室中的钠离子
氯离子均被膜阻留在浓室
可做为浓盐水回收利用
在装有反渗透膜的装置中
如向废水的一侧施加压力
并且超过它的渗透压时
则废水中的水就会透过半透膜
水中的溶质被阻留下来
废水即得到净化
这就是反渗透处理技术的原理
反渗透膜的种类很多
目前研究和应用比较多的是
醋酸纤维素膜和芳香族聚酰胺膜
表中所列为几种反渗透膜的性能数据
由数据可知
脱盐率均达到90%以上
分离效果非常好
图中所示为醋酸纤维素膜
其孔径大约在5～10A（埃）
常用的反渗透装置有
板框式
管式
螺旋卷式
中空纤维式
板框式是把渗透膜贴在多孔透水板单侧或两侧
再紧贴在不锈钢
或环氧玻璃钢承压板的两侧
构成一个渗透元件
而管式
是把渗透膜装
在耐压微孔承压管的内侧或外侧
制成管状膜的元件
管式膜组件又分为内压式和外压式
内压式为废水由中心管流入
由膜间流出
水力条件好
安装
清洗和维修都比较方便
能耐高压
可以处理高粘度的原水
缺点是膜的有效面积小
外压式中废水由膜间进入
中心管流出
适用于悬浮物少
粘度小的废水
螺旋卷式
是在两层反渗透膜中间
夹一层多孔的柔性格网
再在下面铺一层
供废水通过的多孔透水格网
然后将它们的一端
粘贴在多孔集水管上
绕管卷成螺旋卷筒
并将另一端密封
就做成了一个反渗透元件
图中为螺旋卷式膜组件一个膜叶的
结构示意图
上下两层膜中间夹多孔透水材料
三边密封
形成一片膜叶
膜叶之间夹透水网状材料
废水以一定压力流过透水网状材料时
水透过膜进入膜叶
成为净化出水
未透过的废水为浓缩后的出水
图中为膜组件组装说明
连接器将膜组件连接起来
由端盖固定安装
中空纤维式是用两层反渗透膜为原料
空心纺丝而成的中空纤维管
中空纤维膜组件是由中空纤维膜制成
中空纤维外径50到200微米
内径25到42微米
将数万至数十万根中空纤维制成膜束
膜束外侧覆以保护性格网
内部中间放置供分配原水用的多孔管
膜束两端用环氧树脂加固
将其一端切断
使纤维膜呈开口状
并在这一侧放置多孔支撑板
将整个膜束装在耐压筒内
处理废水以一定压力由多孔
进水管进入耐压容器
流经中空纤维膜
水透过膜后
成为净化水流出
中空纤维式膜组件
单位体积膜表面积大
制造和安装简单
不需要支撑物
缺点是不能用于处理含有悬浮物的废水
预处理必须经过滤处理
难以发现损坏的膜
接下来再介绍采用压力作为推动力
进行膜分离的超滤处理技术
超滤的去除机理主要是筛滤作用
在反渗透膜上分离过程
伴随着半透膜
溶解物质和溶剂之间
复杂的物理化学作用
超滤膜较疏松
微孔孔径比反渗透膜大
在0.005-1微米之间
因而
膜透水量大
除盐率低
所需的压力比反渗透法要低
一般为0.1--0.7MPa
反渗透所需的工作压力要高很多
一般大于2.8MPa
下面我们以乳化油废水处理为例
介绍渗透处理技术的应用
图中所示为超滤
与反渗透联合处理
乳化油废水的工艺流程
乳化油经预处理
去除水中悬浮颗粒物后
依次由泵打入超滤装置和反渗透装置
未透过膜的浓缩液回到贮存槽
进行循环浓缩
反渗透装置的出水即为净化后出水
对于膜处理工艺来说
其进水都需要预处理
处理方法主要采用混凝
沉淀
吸附等
膜需要定期清洗
一般先以水力清洗
再化学清洗
以恢复膜的透水性能
膜处理技术就介绍到这里
再见
-课程内容提要
--污水处理基本流程
--本章内容提要
-1-1 水污染的形成
--1.1课件
-1-1 水污染的形成--作业
-1-2 污水处理程度
--1.2课 件
-1-2 污水处理程度--作业
-教材阅读与拓展
--湖水缘何变绿
--毒物污染之毒
--水污染公害事件
-本章内容提要
--本章内容提要
-2-1 城镇排水系统体制和组成
--2.1课件
-2-1 城镇排水系统体制和组成--作业
-2-2 排水管渠附属构筑物
--2.2课件
-2-2 排水管渠附属构筑物--作业
-教材阅读与拓展
--检查井的最大间距
--混凝土管道的连接
-本章内容提要
--本章内容提要
-3-1 污水管渠水力计算
--3.1课件
-3-1 污水管渠水力计算--作业
-3-2 污水管道设计流量估算
--3.2课件
-3-2 污水管道设计流量估算--作业
-教材阅读与拓展
-本章内容提要
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-4-1 雨水径流污染控制
--授课视频
--4.1课件
-4-1 雨水径流污染控制--作业
-4-2 雨水径流资源化
--Video
-4-2 雨水径流资源化--作业
-教材阅读与拓展
--html
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-本章内容提要
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-5-1 污水管道系统规划
--Video
--5.1课件
-5-1 污水管道系统规划--作业
-5-2 污水管道设计
--Video
--5.2课件
-5-2 污水管道设计--作业
-教材阅读与拓展
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-本章内容提要
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-6-1 常用污水泵
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--6.1课件
-6-1 常用污水泵--作业
-6-2 污水泵选型
--Video
--6.2课件
-6-2 污水泵选型--作业
-6-3 污水泵站设计方法
--Video
--6.3课件
-6-3 污水泵站设计方法--作业
-教材阅读与拓展
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-本章内容提要
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-7-1 格栅
--Video
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--7.1课件
-7-1 格栅--作业
-7-2 沉砂池
--Video
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--7.2课件
-7-2 沉砂池--作业
-7-3 沉淀池
--Video
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--7.3课件
-7-3 沉淀池--作业
-7-4 砂滤处理技术
--Video
--7.4课件
-7-4 砂滤处理技术--作业
-7-5 气浮处理技术
--Video
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--7.5课件
-7-5 气浮处理技术--作业
-课程阅读与拓展
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-本章内容提要
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-8-1 污水生物处理原理
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--8.1课件
-8-1 污水生物处理原理--作业
-8-2 活性污泥法基本流程
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--8.2课件
-8-2 活性污泥法基本流程--作业
-8-3 曝气反应池基本形式
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--8.3课件
-8-3 曝气反应池基本形式--作业
-8-4 常见曝气反应池变型方式
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--8.4课件
-8-4 常见曝气反应池变型方式--作业
-8-5 有机物去除过程工艺计算
--Video
--8.5课件
-8-5 有机物去除过程工艺计算--作业
-8-6 生物脱氮技术
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--8.6课件
-8-6 生物脱氮技术--作业
-8-7 生物除磷技术
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--8.7课件
-8-7 生物除磷技术--作业
-8-8 生物脱氮除磷技术
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--8.8课件
-8-8 生物脱氮除磷技术--作业
-8-9 曝气设备
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--8.9课件
-8-9 曝气设备--作业
-本章内容提要
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-9-1 生物膜处理原理
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--9.1课件
-9-1 生物膜处理原理--作业
-9-2 普通生物滤池
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--9.2课件
-9-2 普通生物滤池--作业
-9-3 生物接触氧化池
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--9.3课件
-9-3 生物接触氧化池--作业
-9-4 曝气生物滤池
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--9.4课件
-9-4 曝气生物滤池--作业
-本章内容提要
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-10-1 污水生态处理原理
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--10.1课件
-10-1 污水生态处理原理--作业
-10-2 稳定塘技术
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--10.2课件
-10-2 稳定塘技术--作业
-10-3 人工湿地技术
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--10.3课件
-10-3 人工湿地技术--作业
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-11-1 厌氧生物处理原理
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--11.1课件
-11-1 厌氧生物处理原理--作业
-11-2 厌氧生物处理工艺
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--11.2课件
-11-2 厌氧生物处理工艺--作业
-11-3 高效厌氧反应器
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--11.3课件
-11-3 高效厌氧反应器--作业
-本章内容提要
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-12-1 酸碱调节处理技术
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--12.1课件
-12-1 酸碱调节处理技术--作业
-12-2 化学沉淀处理技术
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--12.2课件
-12-2 化学沉淀处理技术--作业
-12-3 氧化还原处理技术
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--12.3课件
-12-3 氧化还原处理技术--作业
-12-4 化学混凝处理技术
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--12.4课件
-12-4 化学混凝处理技术--作业
-12-5 高级氧化处理技术
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--12.5课件
-12-5 高级氧化处理技术--作业
-本章内容提要
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-13-1 吸附处理技术
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--13.1课件
-13-1 吸附处理技术--作业
-13-2 离子交换处理技术
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--13.2课件
-13-2 离子交换处理技术--作业
-13-3 膜处理技术
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--13.3课件
-13-3 膜处理技术--作业
-本章内容提要
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-14-1 污泥处理工艺
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--14.1课件
-14-1 污泥处理工艺--作业
-14-2 污泥浓缩技术
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--14.2课件
-14-2 污泥浓缩技术--作业
-14-3 污泥消化技术
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--14.3课件
-14-3 污泥消化技术--作业
-14-4 污泥脱水技术
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--14.4课件
-14-4 污泥脱水技术--作业
-城市污水处理
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