第06章-膜技术.ppt

第06章-膜技术
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第1页，共59页，2022年，5月20日，13点52分，星期五
第1节 概述
第2节 电渗析
第3节 扩散渗析
第4节 压力驱动膜分离
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第2页，共59页，2022年，5月20日，13点52堆和紧固部分
极区：常用的电极有不锈钢、石墨等
膜对：一对阴、阳膜和一对浓、淡水隔板交替排列，组成的最基本脱盐单元
膜堆：若干膜对的集合体
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膜对
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隔板甲、乙连接的配水孔与流水道的布水槽位置不同。
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一级：一对正、负极之间的膜堆
一段：具有同一水流方向的并联膜堆
增加段数：加长水的流程长度，增加脱盐效率。
增加膜对数：提高水处理量
增加级数：降低两个电极之间的电压
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基本组装方式
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四、电流效率与极限电流密度
1．电流效率
η＝实际去除的盐量m1/理论去除量m2 100％
m1＝q(c1-c2) t MB /1000 (g)
q：一个淡室的出水量, L/s
c1，c2：进出水含盐量, mmol/L（以当量粒子为基本单元）
t：通电时间, s
MB：物质的摩尔质量, g/mol
依据法拉第定律：m2=I t MB/F (g)
F：法拉第常数；I：电流强度，A
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电能效率：
衡量电能利用程度的一个指标，
整台电渗析器脱盐所需的理论耗电量与实际耗电量之比
电能效率＝理论耗电量/实际耗电量
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2．极限电流密度
单位面积膜通过的电流称为电流密度i（mA/cm2）。
如果电流密度过大――发生浓差极化现象
电流传导靠Na＋ 和Cl－
电流总量＝Cl-电量＋Na+电量
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Cl－电迁移数（总电量中所占比例）＝
Na+电迁移数（总电量中所占比例）＝
但在阴膜中，由于Na+不能通过，Cl-迁移数为1，为此补充此差需要动用边界层中的Cl-，致使边界层与主流层之间存在浓度差。
当i过大时，C’趋于0，水分子开始电离，参加迁移，此时发生浓差极化现象
―――――极限电流密度
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极限电流密度确定：
电压-电流法
逐次提高操作电压，
测定与其相应电流值。
点C的电流密度为极限电流密度ilim
ilim＝Kcvn
v: 淡水隔板流水道中的水流速度
c: 淡室中水的对数平均离子浓度
K: 水力特征系数
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极化与结垢：
极化现象主要发生在阳、阴膜的淡室一侧，沉淀主要发生在阴膜浓室一侧。
防止措施：
1）极限电流法，在极限电流70－90％下运行；
2）倒换电极；
3）定期酸洗
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五．应用
海水或苦咸水（小于10g/L）淡化；
自来水脱盐制取初级纯水；
电渗析与离子交换组合制取高纯水；
废液的处理回收（可以与电极反应联合进行）
如酸洗废水回收硫酸和铁，
芒硝（Na2SO4）回收硫酸和碱
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(Na2SO4)
2H+ + SO42- →H2SO4
OH- + Na+→NaOH
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第3节 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。
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。
采用回收废酸时，离子交换膜：阴膜。
回收硫酸时，只有原废水硫酸浓度大于10％时，才有实用价值。
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采用扩散渗析法从酸洗钢材废液中回收硫酸
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第4节 压力驱动膜分离
(pressure driven membrane separati