反渗透与超滤的应用

． 继续教育 ．一 若采用H-W(Ns),(No)~(NO分别 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示催化剂活性 位(或活性中心)的总浓度，空位浓度和吸附物占有 的活性位浓度，并存在下面的关系． IN3= +【Ⅳ ]+ +⋯+ =川 +∑M 与 L—H方法中的复盖度概念一样， 器= 0 【ⅣJ ’ 【ⅣJ 假定 表面反 应为 L—H 机理，且 表面 反应为 控镧 步骤，则 V=k，【Ⅳ 一k一， 【ⅣD] 其余各平衡步 骤有 KA 【 -【Ⅳ0】或 【』 =【』Vo】 K =【Ⅳ 删 K Kc= afPc a a cPc = 【ⅣD ． 【ⅣD】= 。PD 代入上式 V=k、K 一k一 K墨 因为 【Ⅳ =【^ l+ +K， +KcPc+j(DPD) 所以 = 以此代入速率表达式 = (k, KAK~ + PA 吼 P．-k + _ K ,r cr + aPKDcP a) 一 k K^5 6 一 反妇 式中Kp= k鬲rKAK． =}为总反应的平衡常数． 如果认为在反应过程中表面的总活性位浓度【ⅣJ保 持不变，则可令 一 【』 k，K^ K5 这样 L—H机理的双分子反应速率方程便为 ， ， k(P2．一玄％) = — — — — — — 二 — — — 一 (1+Ek~Y 根据反应的实际情况 尚可简化上述反应速率表 达 式。饲如表面反应为不可逆则上式变为 ： (1 。一 2 同理，对于 E—R机理的双分子反应可以推导出 V=k,PA【Ⅳ ～k一：PD【 = 七： IN0 一k—zPD[No]KcPc = 【N ，K 一k一：KcP品 一 【 P^P8一 P [Ns]kz — 式中 = 芝 = 为总反应的平衡常数。 也可根据不同情况加以简化，若反应为不可逆时 = P2． ． APPLICATION OF REVERSE oSM oSIS AND ULTRAFILTRATION 反渗透和超滤是近 20年来 发展起来 的分离技 术。在科学研究和工业生产中 日益显示出诱人的魅 力，是 目前水处理方法中最先进的方法之一。 我 国七十年代初开始反渗透和超 滤技术 的研 究，2o年来取得了迅速的发展． 因反渗透与超滤技术 的应用范围很广，所以具 ． 30 ． 有广阔的发展前景． 赵兴宏 高元祥 '- ' -- ● _ - - _ ● 一 ● — ● - — 一 D ． 1 分离原理 反渗透和超滤都是化学物质的混合物与半透膜 相接触，在静压梯度 的作用下，某些物质透过，而其 他组分基本不透过，从而 实现物质分离的 目的．超 《化学工程师))3／1994(总第4l期) 维普资讯 http://www.cqvip.com 滤中一般不考虑渗透压。而反渗透分离 的分子非常 小，与推动力根 。渗透压变得十分重要而不能忽略 不计。超滤和反渗透大都使用不对称膜，超滤膜 选 择性。皮 层孔径较大。分 离 的机理 主要是筛 分效 应，分离物性与成 膜聚合物的化学性 质关系 不大。 反渗透膜韵 选择性 。皮 层是 由均质聚合物层 组 成 的，膜聚合物的化学性质对透过特性影响很大。 2 膜的种类 反渗透和超滤用的高分子膜可用许多不同的材 料制做。按膜 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 分类有以下几种： (1)醋酸纤维素系膜：二醋酸纤维素，三醋酸纤 维素。各种纤维素醵类； (2)乙烯类聚合物和共聚物膜 ： (3)缩合物中性膜：聚砜，聚苯撑氧； r (4)脂肪族和芳香族聚酰胺，聚亚胺膜： (5)高分子电解质膜：磺酸膜 ，羧酸膜，各种胺聚 合钧膜和改性交联膜． 由这些膜材成不同的组件，它们是管式组件：板 框式组件。卷式组件(Y-分为默顿型和东丽型)、毛细 管组件、中空纤维组件。 这些商品化的组件在设计和性能上变化很大， 应用范围不同．一般情况下。管式组件的投资和操 作费用比较高。但 因浓差极和易于控制，组件 的可靠 性大，又不需严格的预处理，适于处理固体颗粒含量 高的料液。如从 电泳 涂装漂洗水中 回收涂料，食 品 和制药工业中的过滤浓缩等。板框式组件由于膜交 换方便，由同一设 备处 理 不同溶 液时有 突 出的优 点．毛细管组件成功地用于污水处理和地面水的无 菌过滤，虽然要求有前处理，但 费用低使其具有很大 的吸引力。中空纤维膜和卷式组件在海水或苦咸水 淡化应用中占统治地位． 3 膜的应用 3．1 电子工业超纯水的髑备 在电子工业中，生产集成 电路的每一道 工序都 离不开超纯水，而且对超纯水的要求越来越高，需要 量也越来越大． 以前，超纯水一般采用化学凝集 一过滤一离子交 换等工艺来制取．但 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 相当复杂，且树脂 再生需 耗大量酸碱，成本较高．而采用反渗透就可筒 化流 程，并能制得高纯度 的水，且运转费 用低。 日f=_j美 国电子工 业已有 90％ 以上是采 用反渗透和蔼 f 换相结合的装置来制取超纯水 。国内电子工业用水 通常采用电渗析一离子交换法制备。由于该法难以 ((化学工程师>>3／1~4(总第 41期 ) 除去胶体和中性粒子。不能满足近代大规模集成 电 路 用水的要求，所 以开始采用电渗析 一反渗透 一离 子交换工艺． 32 苦戚水、海水淡化 船舶远洋航行贮水 不足，沿海地 区工业的高速 发展，远洋岛屿的军事防卫及淡水永源缺乏地 区(如 我国的西北地区的大部为苦成水)．都需解决海水或 成水淡化问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。反渗透和超滤都已成功地用于这些 领域．美国已建成世界最大的咸 水脱盐 r。该厂生 产能力达到 日产 lGt淡水 ：它采用直径 2032em、 长 1．524m的卷式组件。单 机 日产水量 318~2kL,它 代表目前反渗透技术的水平．我国甘肃省苦咸水淡 化研究所从七十年代初对西北地区苦成水淡 倔进行 研究，并取得一定的成果。 美国在 l979年在沙特建成了世界上最大的海水 淡化装置，日产水量 12krn3．我国的海水反渗透淡化 技术仍处在研究阶段 ． 33 电镀废水的处理 电镀中使用的金属有铬、钼．锌、锡、镇 罄、银、 金等。这些金属大都在氢氰酸 中电镀．因此 电镀废 水中含有非常有害的离子。六十拄代 前．基本上是 使废水处理无害化后 捧人环境 进入七 十年代．随 着污染环境的公害事件不断发生，莱些国囊能源I和 资源空前紧张、因而就迫使人们 把过去郡种无害化 后排人环境的作法转 向回收有 价物质．使水循 环再 用，因此就出现了可达到零排放 的闭船 循环处理 体 系。反渗透用于这种体系，在技术上和经济上都证 明 是可行的，与其他方法相比其优点为： ① 投资低，投资费用偿还期短．一般反渗透装 置的设备费’用相当于整个 电镀设备造 价的 2—7％． 回收伪化学物质费用可在 l～3 a内补偿投资； ② 电费低，能量消耗少，只需供给抽水用； ③ 操作简单．节省劳力．人员工资费用低： ④ 占地面积小，能连续运转。 实践证明，反渗透用于电镀漂洗水 闭路循环是 一 条有前途的处理方法。它适 用于处理的镀 液包 括：Watts镍、氨基磺酸钠、焦磷酸铜 氟硼酸锖 、氯化 锌、氰化铜 氰化锌、氰 化镉 铬酸、高 pH值的氰化 物镀 液 无氰 镀 镉、镀 金、镀 银、混 合 重 金 属 电 镀废水等。 3．4 含油废水的处理 含油废水来 自钢铁 机械、石油精翩和 酒的转 运，通常由机械分离、凝 聚沉淀或活性污泥茂处理。 这些处理方法一般消耗 能量大，水 也不 能循 环使 用，因此要求有 新的方 法对吉 油废水 爷 深度 处 维普资讯 http://www.cqvip.com 理．而反渗透和超滤正是一种较先进的方法。其特征为： (1)纯物理分离，不需加入沉淀剂； (2)不产生含油污泥，浓缩液可烧却处理； (3)虽然废水中油分浓度变化幅度大，但 透过流 量和水质基本不变，便于操作； (4)膜法一般只需压力循环废水，设备费 用和运 转费低，特别适合于油分浓度几千个 PPM 以上的废 水 处理 ． 35 电泳涂漆废水的处理 电泳涂漆是一 种广 泛用于 汽车、农机具、白行 车、缝纫机，电机、电器等行 业的涂漆新 工艺。但是 工件从电泳槽中取出后，要用大量 的水清洗才能进 入烘房，被水冲去的涂料 占新 用涂料 的 l5～ 50％． 不仅造成资源的浪费，而且污染环境 美国 G公 司和膜 Abcor公 司把超滤法用 于 电泳涂漆工程，在全世界电涂行业产生了巨大的影响， 我国七十年代初期开始研究超滤对电泳涂漆 的 应用。目前用醋酸纤维素超滤膜处理电泳漆已在我 国几个主要汽车制造厂使用。 纺织工业废水的处理 纺织工业产生的废水量大、BoD成分高，生物 化学法难以处理 ．利 用膜分离法：从返浆废水 中回 收聚乙烯醇(PVA)，从染色废水中回收羊毛脂以及 纤维油剂的回收等． 城市下水的再生利用 城市下水经过活性污泥处理后，含有较多的悬 浮固体和溶解性有机物和无机盐类；只能排放到江 河湖海中去，不能再利用．用反渗透和超滤处理这 种所谓二级处理水，不仅 能除 去悬 浮固 体和有 机 物，而且能除去溶解的盐类和病菌等。得到高级的再 生水、可用作工业用水、杂用水、灌溉用水。建筑用水等。 玉8 食品工业废水的处理 食品工业排出的废水 中含有碳水化合物、蛋 白 质 、脂肪及有机 酸等各种有 机物，浓度 高，腐臭 性 强，属于含高 COD、BOD成分的有机废水 ．以前多 用生化法处理，但只能改善水的污浊程度。最近已开 始用反 渗透和超滤进 行处理，不仅 可 回收有 用 物 质，而且可使水循环使用． 纸浆和造纸工业废水的处理 纸浆和造纸工业是典型用水量大的工业，生产 l t纸浆要消耗 l0o～ 50o t水．排 放 的废 水含 有 由 糖、有机酸构成的BOD成分，出木素及 其分解产物 构成的CoD成分和无机盐类，不加处理随意排放， 造成严重的污染．采 用直接蒸发浓缩而后 焚烧，要 消耗惊人 的电力或重 油费用，用 絮凝 或生化 学处 · 32 理，产生大量污泥，需进行二次处理．一些造纸工业 先进的国家，已将膜分离法用于这种废水的治理，不 仅能滚少污染，而且能回收有用物质．。。 &1O 化工废水的处理 化学工业范围广、种类多、处理方法 也很不 相 同．膜法对这些废水的应用，不仅 能除去重金 属无 机离子，而且能除去有机成分 和营养物质．膜 法可 处理下列废水： ① at絮：碱工业废水；② 盯 生产废水；⑧ 去除 废水中的表面活性剂；④ 石油化工废水；⑤ 饲革废 水：⑥ 煤的气化和液化废水 ． 1l 放射性废水的处理 放射性废水主要来 自原子能工业，放射性 同位 京实验室和医院．处理的基本途径有三条，稀释扩 散、浓缩贮存和分离放射性物质．稀释扩散主要指 放射源处在江河湖海的地区，利 用江河或海洋流动 和稀释的能力，稀释到排放 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 后排入地面水 体。 对于后两种途径、往往需要先进行浓缩分离，而后进 行固化处理．膜分离法可以用来分离浓缩放射 性物 质，使废水再经一定的处理可以回用和排放． 3．12 在医药工业上的应用 反渗透和超滤用于病菌、酶素、病毒、核酸，蛋 白 质等生理活性物质的浓缩，分离，精制、激素的精饲、 人工血液的翩造，人参蜂王浆处理、中草药的精制、 医疗、医药超纯水的制造． 3．13 在饮料行业中的应用 用于对啤酒、白酒、汽水、葡萄酒及各种饮料的 液体进行澄清处理． ．3．14 用于家庭生活中 反渗透和超滤膜用铺造家用净水器，国外已普 遍应用，而国内净水器普及率相当低． 反渗透和超滤技术在国外发达国家已普及到各个 行业：产值已达十多亿美元而且还在以 l5％增长率发展． 我国近 10a才开始 发展反 渗透和超 滤技 术，工 业化水平 比国外落后二，三十年，而且国内工厂规模 小、技术水平不高，很难满足国内日益增长的需 要， 因此，耍大力发展反渗透和超滤膜技术，以及组件的 厂家，创造良好的经济效益．这个市场一经开拓，将 会前途无量． 参 考 文 献 l 李楷君、膜分离科学与技术 、1983 2 Lanosdale．H．k．M embremd scienle．1982 3 Stmthrr~mn．HJ．， M e~nbmm ．Science．1981 4 Team，ME．。Env；_rontmntal progress,1983 5 汤云胃。工业承处理技术．1987 《化学工程师))3／1994(总第 4l期 1 维普资讯 http://www.cqvip.com