❶ 微孔濾膜是什麼
微孔濾膜
微孔濾膜是利用高分子化學材料,致孔添加劑經特殊處理後塗抹在支撐層上製作而成。在膜分離技術應用中,微孔濾膜是應用范圍最廣的一種膜品種,使用簡單、快捷、被廣泛應用於科研、食品檢測、化工、納米技術、能源和環保等眾多領域。微孔濾膜主要由精製硝化棉,加入適量醋酸纖維素、丙酮、正丁醇、乙醇、等製成,親水,具有無毒衛生,是一種多孔性的薄膜過濾材料,孔徑分布比較均勻穿透性的微孔,微孔率高達80‰的絕對孔徑。主要用於水系溶液的過濾,故也稱水系膜。
中文名
微孔濾膜
第一條
概述
第二條
性狀
第三條
分類
快速
導航
應用
簡介
性狀
孔徑比較均,孔隙率高,無介質脫落,質地薄,阻力小,濾速快,吸附極小。
易燃,保存時應注意密封,防潮濕,防火。
分類
微孔濾膜,有親水性和疏水性之分。
微孔濾膜從結構上分析,乃一極薄濾膜,內呈多孔海綿狀之結構。一般常見之孔徑范圍為0.1微米至10微米。時下微孔濾膜之製造者,又按其形態差異,將其分類為:
平板薄紙型濾膜(Flat Sheet Membrane) 、中空纖維型濾膜(Hollow Fiber Membrane) 和管狀型濾膜(Tubular Membrane)。其中,平板薄紙型濾膜又依其結構差異,可再細分為「無支撐物之平板薄紙型濾膜」(Unsupported)與「有支撐之平板薄紙型濾膜」(Supported)兩種。根據兩者製造所需科技的要求,「無支撐物之平板薄紙型濾膜」比「有支撐物之平板薄紙型濾膜」的生產工藝更為精密與復雜。
❷ 氨氮高了,高氨氮廢水有哪些處理方法
隨著我國經濟的高速發展,產生了大量高濃度氨氮廢水。氨氮廢水的大量排放,導致水體中氨氮大量富集,引起水體的富營養化與惡化,對水環境造成巨大危害,不僅嚴重影響了人們的正常生活,甚至危害了人們的身體健康,社會影響巨大。因此,國家在氨氮廢水的排放要求方面也制定了越來越嚴格的法規與排放標准。目前,除了合成氨、肉類加工、鋼鐵等12個行業執行相應的國家行業標准(通常一級標准為25mg/L)外,其他均需遵守國家標准GB8978-1996«污水綜合排放標准»。該標准明確1998年後新建單位氨氮最高允許排放濃度為15mg/L。
氨氮廢水的處理方法和工藝有很多種,主要有物化法和生物法。物化法包括吹脫法、離子交換法、折點氯化法、化學沉澱法、膜分離法、高級氧化法、電解法、土壤灌溉法等。生物法包括硝化—反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化、A/O、A2/O、SBR、氧化溝等。
1、物化法
1.1 吹脫法
在廢水中氨氮多以銨離子(NH+4)和游離氨(NH3)的狀態存在,兩者保持平衡,平衡關系為:NH3+H2O→NH+4+OH-。這個平衡受pH值影響。當廢水pH值升高時,OH-離子增多,該平衡反應向左移動,有利於NH+4生成游離態的NH3,從而使得游離氨所佔比例增大,游離氨易於從水中逸出。當廢水的pH值升高到11左右時,廢水中的氨氮幾乎全部以NH3的形式存在,再加上曝氣吹脫的物理作用,則可促使NH3更容易從水中逸出,向大氣轉移。此外,該反應為放熱反應,溫度升高,反應方程向左移動,也有利於NH3從水中逸出。依據此原理,可以採用吹脫法來去除廢水中氨氮,吹脫法一般分為空氣吹脫法、水蒸汽吹脫法(汽提法)和超重力吹脫法。
1.1.1 空氣吹脫法
空氣吹脫法去除氨氮的原理是:在鹼性條件下,通過外力將空氣鼓入需要脫氨處理的廢水中,同時在廢水中使鼓入的空氣和廢水充分接觸,廢水中溶解的游離態氨將穿過廢水界面,向外界空氣轉移,從而達到去除氨氮的目的。
目前,空氣吹脫法在高濃度氨氮廢水處理中的應用較多,吹脫速率高,處理費用相對較低,但隨著氨氮濃度的降低,特別是當氨氮質量濃度低於1g/L以下時,吹脫速率顯著降低。氣液比、pH值、氣體流速、溫度、初始濃度等是影響吹脫法處理效果的主要因素。
現有吹脫裝置主要有吹脫池和吹脫塔,由於前者效率低,易受外界環境影響,因此多採用吹脫塔裝置。通常採用逆流操作,塔內裝有一定高度的填料以增加氣—液傳質面積,從而有利於氨氣從廢水中解吸。常用填料有拉西環、聚丙烯鮑爾環、聚丙烯多面空心球等。
空氣吹脫法的優點是:具有穩定的氨氮去除率,工藝操作簡單,氨氮容積負荷大等。缺點是:吹脫過程中易使填料層結垢,使廢水流通不暢,從而影響設備的正常運行;同時,吹脫工藝需要調節廢水pH值,需投加大量鹼,從而使廢水處理成本增高;另外,經空氣吹脫處理後,廢水中還含有少量氨氮,處理後的廢水時常不能達到國家排放標准。因此,吹脫法通常與其他方法聯合使用。
1.1.2 水蒸汽吹脫法(汽提法)
汽提法去除氨氮的原理是:大量蒸汽與廢水接觸,將廢水中游離氨蒸餾出來,以達到去除氨氮的目的。當向廢水中通入水蒸汽時,兩液相在填料表面上逆流接觸進行熱和物質交換,當水溶液的蒸汽壓超過外界的壓力時,廢水就開始沸騰,氨就加速轉為氣相。此外,氣泡表面之間形成自由表面,廢水中的氨不斷向氣泡內蒸發擴散,當氣泡上升到液面上破裂釋放出其中的氨,大量的氣泡擴大了蒸發表面,強化了傳質過程,通入的蒸汽升高了廢水的溫度,從而也提高了一定pH值時被吹脫的分子氨的比率。
汽提法適用於處理連續排放的高濃度氨氮廢水,操作條件與空氣吹脫法類似,氨氮去除率高,但汽提法工藝處理成本高,操作條件難控制,消耗動力高等。
1.1.3 超重力吹脫法
空氣吹脫法和水蒸汽吹脫法一般採用填料塔作為吹脫設備,而超重力吹脫法是利用超重力設備———超重機取代傳統的填料塔作為吹脫設備,以空氣為氣提劑,將水中的游離氨解吸到氣相中的氨氮廢水治理方法。
氨氮廢水加鹼調節pH值為10~11後進入超重機處理。廢水經超重機分布器均勻噴灑在填料內緣,在超重力作用下,液體被填料粉碎成液滴,沿填料徑向甩出,經筒壁匯集後從超重機底部流出。同時,空氣經超重機進氣口進入超重機殼體,在一定風壓下,由超重機轉子外腔沿徑向進入內腔。在填料層內,氣液兩相在大的氣液接觸面積的情況下完成氣液接觸,將水中的游離氨吹出。氣體送至除霧器,將夾帶的少量液體分離後,至吸收裝置,脫氨後排空。利用超重機的水力學特性與傳遞特性,可獲得良好的吹脫效果並減少設備投資與運行費用。
與工業上傳統僅使用塔設備的吹脫法相比,超重力法吹脫法具有以下幾點優勢:
(1)設備體積質量小,設備及基建費用少,過程放大容易,啟動、停車迅速,運行更穩定;
(2)擺脫了重力場的影響,對物料粘度適應性廣,操作彈性大;
(3)氣相動力消耗小,物料停留時間短,傳質系數大;
(4)去除氨氮效率高,有利於氣相中氨的回收利用:
(5)能夠增加水中的溶解氧,為可能的後續生化處理提供充足氧源。但是目前超重力法吹脫氨氮技術的大規模工業應用較少,主要是因為該技術不夠成熟。特別是大型的結構,仍需要根據具體的物系進行合理設計和試驗。
1.2 離子交換法
離子交換法是一種特殊的吸附過程即交換吸附。其主要機理是:利用離子間的濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和力作為推動力達到吸附特定離子的目的。吸附過程是可逆的,吸附飽和的交換劑通過添加特定的解吸液可對交換劑上吸附的離子進行解吸,從而實現交換劑的循環使用。常見的交換劑有沸石等天然交換劑和人工合成的離子交換樹脂兩大類,而後者還可根據樹脂上功能團的不同分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。
天然沸石(主要是斜發沸石)對NH+4具有強的選擇吸附能力,並且天然沸石的價格低於人工合成的離子交換樹脂。因此,工程上常用沸石對NH+4的強選擇性,將NH+4截留於沸石表面,從而去除廢水中的氨氮。pH值=4~8是沸石離子交換的最佳范圍。當pH值<4時,H+與NH+4發生競爭;pH值>8時,NH+4變為NH3,從而失去離子交換性能。但是沸石交換容量容易飽和,吸附容量低,更換頻繁,飽和後的沸石需再生才能再次使用。
離子交換樹脂主要是利用特定陽離子交換樹脂與水中的NH+4進行交換,交換後的樹脂再通過解吸而還原。與沸石相比,強酸型陽離子交換樹脂吸附容量大,處理效果穩定,但目前對強酸型陽離子交換樹脂的研究多處於實驗室階段。
離子交換法的優點是去除率高,適用於處理中低濃度的氨氮廢水。處理含氨氮10mg/L~20mg/L的城市污水,出水濃度可達1mg/L以下。但對於高濃度的氨氮廢水,會造成短時間交換劑飽和,從而再生頻繁,使處理成本增大,且再生液仍為高濃度氨氮廢水,仍需進一步處理。在實際工程應用中,離子交換法常結合其它污水處理工藝來處理高濃度氨氮廢水,先用其它方法作預處理,使經預處理後的廢水濃度在100mg/L左右,然後再用離子交換法處理剩餘氨氮廢水。
1.3 折點氯化法
折點氯化法是將氯氣通入氨氮廢水中達到某一點,在該點時水中游離氯含量最低,而氨氮的濃度降為零。當通入的氯氣量超過該點時,水中的游離氯就會增多,該點稱為折點,該狀態下的氯化稱為折點氯化,折點氯化法的原理就是氯氣與氨反應生成了無害的氮氣。加氯量對反應有很大影響,當氯的投加量與氨的摩爾比為1∶1時,化合余氯增加,主要為氯氨。當該比例為1.5∶1時余氯下降至最低點即「折點」,反應方程式為:NH+4+1.5HClO→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-。pH值也是主要影響因素,pH值高時產生NO-3,低時產生NCl3。為了保證完全反應,通常pH值控制在6~8,一般加9mg~10mg的氯氣可氧化1mg氨氮。
折點加氯法的優點是氨氮去除率高(可達90%~100%),不受水溫影響,處理效果穩定,反應迅速完全,設備投資少,並有消毒作用。缺點是由於在處理氨氮廢水中要調節pH值,處理成本較高。同時液氯使用安全要求高且貯存時要求的環境條件高。另外,折點加氯法處理氨氮廢水後會產生副產物氯代有機物和氯胺,會給環境帶來二次污染。因此,折點氯化法多用於較低濃度氨氮廢水,適用於廢水的深度處理,工業上一般用於給水處理,對於大水量高濃度氨氮廢水不適合。
1.4 化學沉澱法
化學沉澱法去除廢水中氨氮的原理是:向氨氮廢水中投加磷酸鹽和鎂鹽,使廢水中的氨氮與磷酸鹽和鎂鹽生成一種難溶性的磷酸氨鎂沉澱(MgNH4PO4•6H2O),從而達到去除廢水中氨氮的目的。
磷酸銨鎂(MAP)又稱鳥糞石,可溶於熱水和稀酸,不溶於醇類、磷酸氨以及磷酸鈉的水溶液,遇鹼易分解、在空氣中不穩定,升溫至100℃時便會失水變為無機鹽,繼續加熱至融化(約600℃)則會分解成焦磷酸鎂。MAP可以用作飼料和肥料的添加劑,是一種很好的長效復合肥;也可用於塗料生產、氨基甲酸酯、軟泡阻燃劑製造和醫葯行業。因此,磷酸銨鎂脫氮除磷技術既可以去除廢水中的氨氮,又可回收較有經濟價值的MAP,達到變廢為寶的目的。
化學沉澱法的優點是工藝簡單、效率高,經處理後產生的沉澱物MAP經進一步加工處理後,能成為性能優良的農家復合肥料。缺點是處理成本高。在處理氨氮廢水過程中需加入大量價格昂貴的混凝劑。此外,去除1gNH+4-N可產生8.35gNaCl,由此帶來的高鹽度將會影響後續生物處理的微生物活性。因此,該方法一直停留在實驗室規模未在工程上運用,較少用於實際氨氮廢水處理。
1.5 膜分離法
膜分離法包括反滲透法、液膜法、電滲析法等。
1.5.1 反滲透法
反滲透就是藉助外界的壓力使膜內部的壓力大於膜外的壓力,使小於膜孔徑的分子(水)透過,大於膜孔徑的分子截留在膜內,這種作用現象稱作反滲透。其作用機理關鍵在於半透膜的選擇透過性,半透膜上有好多細小的微孔,像水分子這樣的小分子可以自由的透過,而大於半透膜上微孔的NH+4則不能通過。當溶液進入膜系統後,在外加壓力的作用下半透膜就會選擇性的讓某些小分子物質透過,大分子物質NH+4則會留在半透膜內側通過管道另外的出口排出。
反滲透裝置處理廢水需要對原水進行預處理,不然會損壞裝置內的膜件,並且該裝置需要高質量的膜。
1.5.2 液膜法
液膜法又稱氣態膜法,目前已應用於水溶液中揮發性物質的脫除、回收富集和純化,如NH3、CO2、SO2、Cl2、Br2等。液膜法去除氨氮的機理是:採用疏水性中空纖維微孔膜,膜一側是待處理的氨氮廢水,另一側是酸性吸收液,疏水的微孔結構在兩液相間提供一層很薄的氣膜結構。廢水中NH3在廢水側通過濃度邊界層擴散至疏水微孔膜表面,隨後在膜兩側NH3分壓差的推動下,NH3在廢水和微孔膜界面處氣化進入膜孔,然後擴散進入吸收液發生快速不可逆反應,從而達到脫除氨氮的目的。
液膜法具有比表面積大,傳質推動力高,操作彈性大,氨氮脫除率高,無二次污染等優勢,適合處理含鹽量較高、油性污染物含量低的高氨氮廢水。氨氮或含鹽量較高時,能有效抑制水的滲透蒸餾通量,減弱對吸收液的稀釋作用;但當廢水中含有油性污染物時,會造成膜的污染,使膜的傳質系數不能得到完全恢復。由於廢水的復雜性、膜材料的研發更新換代、可逆吸收劑的研發以及後續副產品的生產應用等多種原因,氣態膜法脫氨工業化進程很慢,國內生產應用實例較少。不過對於高鹽高濃度氨氮廢水,氣態膜處理成本較低,其應用前景廣闊。
1.5.3 電滲析法
電滲析法的原理是:當進水通過多組陰陽離子滲透膜時,NH+4在施加的電壓影響下,透過膜到達膜另一側濃水中並集聚,從而從進水中分離出來,實現溶液的淡化、濃縮、精製和提純。國內外專家在電滲析法處理氨氮廢水方面作了大量研究,並取得了一定成績。但由於高選擇性的防污膜仍在發展中,且對廢水預處理的要求很高,電滲析法用於工業尚需時日。
1.6 高級氧化法
高級氧化法是通過化學、物理化學方法將廢水中污染物直接氧化成無機物,或將其轉化為低毒、易降解的中間產物。應用於脫除廢水中氨氮的高級氧化法主要有濕式催化氧化法和光催化氧化法。
1.6.1 濕式催化氧化法
濕式催化氧化法是20世紀80年代國際上發展起來的一種治理廢水的新技術,其原理是:在特定的溫度、壓力下,通過催化劑作用,經空氣氧化可使污水中的有機物和氨氮分別氧化分解成CO2、N2和H2O等無害物質,達到凈化的目的。
濕式催化氧化法技術優點是:氨氮負荷高,工藝流程簡單,氨氮去除率高,佔地面積少等。缺點是:在處理氨氮廢水中會使用大量催化劑,造成催化劑的流失和增加對設備的腐蝕,使氨氮廢水處理成本增大。
濕式催化氧化法從處理效果上來說適合高濃度氨氮廢水的處理,但這種方法對溫度、壓力、催化劑等條件要求非常嚴格,反應設備須抗酸抗鹼耐高壓,一次性投資巨大,而且處理水量較大時費用很高,經濟上不劃算,目前在國內還鮮有工程應用的實例。
1.6.2 光催化氧化法
光催化氧化法是最近發展起來的一種處理廢水的高級氧化技術,它可以使廢水中的有機物在特定氧化劑的作用下完全分解為簡單的無機物CO2和H2O,達到降解污染物的目的,處理方法簡單高效,沒有二次污染。但由於反應過程中需要的催化劑難以分離回收,使該方法在實際工程中一定程度上受到了限制。
1.7 電解法
電解法利用陽極氧化性可直接或間接地將NH+4氧化,具有較高的氨氮去除率,該方法操作簡便,自動化程度高,其缺點是耗電量大,因此並不適用於大規模含氨氮廢水的處理。
1.8 土壤灌溉法
土壤灌溉法是把低濃度的氨氮廢水(50mg/L)作為農作物的肥料來使用,該法既為污灌區農業提供了穩定的水源,又避免了水體富營養化,提高了水資源利用率。土壤灌溉法只適合處理低濃度氨氮廢水,當廢水中的氨氮濃度低於50mg/L左右時,廢水中的氨氮在土壤表層發生硝化作用,在土壤深度30cm左右達到峰值,隨後由於脫氮等作用,在100cm處減小到10mg/L左右,在400cm以下土壤中未測出NH+4,直接污染到地下水的可能性幾乎為零。
2、生物法
生物脫氨氮的原理:首先通過硝化作用將氨氮氧化成亞硝酸氮(NO-2-N),再通過硝化作用將亞硝酸氮進一步氧化為硝酸氮(NO3-N),最後通過反硝化作用將硝酸氮還原成氮氣(N2)從水中逸出。
生物法的優點是:可去除多種含氮化合物,對氨氮可以徹底降解,總氨氮去除率可達95%以上,二次污染小且運行費用低。然而生物法對水質有嚴格的要求,高濃度的氨氮對微生物活性有抑製作用,會降低生化系統對有機污染物的降解效率,從而導致出水難於達標排放。
因此,生物法主要用來處理低濃度的氨氮廢水,且沒有或少有毒害物質存在,主要在處理生活污水以及垃圾滲濾液等方面應用較廣泛。常見的氨氮廢水生物處理工藝有傳統硝化反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化、A/O、A2/O、氧化溝和SBR。
3、方法比較
根據廢水中氨氮濃度不同可將廢水分為三類:
(1)低濃度氨氮廢水:氨氮濃度小於50mg/L;
(2)中濃度氨氮廢水:氨氮濃度為50mg/L~500mg/L;
(3)高濃度氨氮廢水:氨氮濃度大於500mg/L。
❸ 微孔濾膜分有機系,水系是什麼意思
1、微孔濾膜水系:聚丙烯性質穩定,耐各種溶劑。你所謂的水系/有機系,應該是根據濾膜的材質分的,分別適用於過濾水溶液(生命科學適用),和有機溶液(化學適用)。
所謂有機系,用來過濾水溶液應該也沒什麼問題,但是反過來水系的則可能會被有機溶劑溶解,不適用於有機體系的過濾。
2、微孔濾膜有機系:syringe filter結構為兩部分,housing和membrane,可以分別由不同材質構成,通常housing是聚丙烯pp,或者nylon 聚醯胺。
1) 親水性樣品:選用親水膜片,對水有親和力,適合過濾水為基質的溶液。可用的濾膜有:混合纖維素酯、聚醚碸(PES)Nylon等。
2) 強腐蝕性有機溶劑:一般採用PTFE、聚丙烯(PP)等材質的濾膜。
3) 蛋白溶液:選擇低蛋白吸附的濾膜,如PVDF濾膜。
4) 離子色譜:通常認為PES濾膜比較適合低無機離子的溶液的過濾。
(3)疏水性的微孔膜代替半透膜擴展閱讀:
平板薄紙型濾膜(Flat Sheet Membrane) 、中空纖維型濾膜(Hollow Fiber Membrane) 和管狀型濾膜(Tubular Membrane)。
其中,平板薄紙型濾膜又依其結構差異,可再細分為「無支撐物之平板薄紙型濾膜」(Unsupported)與「有支撐之平板薄紙型濾膜」(Supported)兩種。根據兩者製造所需科技的要求,「無支撐物之平板薄紙型濾膜」比「有支撐物之平板薄紙型濾膜」的生產工藝更為精密與復雜。
微孔過濾乃篩分過程,屬於精密過濾。微孔精密過濾是指濾除0.1μm至10μm 微粒的過濾技術,一般而言,過濾機理分表面型與深層型兩類。微孔過濾乃篩分過程,屬於精密過濾。經由高級技術製造的MF膜其過濾機理為表面型過濾。
因過濾孔徑固定,故可確保過濾的精度與可靠度。深層過濾又分非固定不規則孔徑與固定不規則孔徑,前者如化纖繞線型濾芯,一般只作為比較粗糙的預過濾。
❹ 五類免疫球蛋白分離純化的方法有何不同
一般選用2~3種,或同一方法反復進行2~3次。
鹽析法:在不同濃度的中性鹽中蛋白質會脫水,降低帶電電勢,親水性變為疏水性,分子間相互凝聚而沉澱(鹽析作用)。不同蛋白質鹽析所需中性鹽的濃度不同,故可分離不同蛋白質。常用中性鹽:硫酸銨分析純試劑。
離子交換層析法:利用不同的蛋白質在緩沖溶液中所帶電荷不同,與某一載體上的具有相反電荷的離子基團進行吸附,然後進行解脫,達到純化蛋白質目的。常用載體:纖維素DEAE,帶正電,吸附帶負電的Alb、α、β球蛋白。
凝膠過濾法:凝膠顆粒是網狀結構,當分子大小不同的混合物通過凝膠柱時,分子大的先下來,分子小的嵌入凝膠顆粒的網狀結構中後下來,從而將分子大小不同的物質分離開來,即為分子篩的作用。常用凝膠:葡聚糖凝膠、聚丙烯醯胺凝膠、瓊脂糖凝膠,分離Ig多用G150。
親和層析法:利用抗原抗體的結合具有特異性、可逆性,將純化抗原先交聯到載體(瓊脂糖珠)上,製成親和層析柱,當Ab(Ig)通過時,與抗原特異性結合在柱上,Ab中雜質流出。然後通過改變緩沖液 pH、離子強度,使Ab解脫下來。
❺ 半透膜與選擇透過性膜有什麼不同各自包括哪些
半透膜是指一些物質可以透過,另一些物質不能透過的多孔性薄膜。例如:玻璃紙,花生種皮,豬腸衣,雞卵的卵殼膜,離體的膀胱膜,蠶豆種皮,魚鰾,青蛙皮,火棉膠等。根據半透膜是否具有生命現象可分為生物膜和非生物膜。
選擇性透過膜是具有活性的生物膜,它對物質的通過既具有半透膜的物理性質,還具有主動的選擇性,如細胞膜。因此,具有選擇透過性的膜必然具有半透性,而具有半透性的膜不一定具有選擇性透過,活性的生物膜才具有選擇透過性。
下面是直接的應用
反滲透技術是當今最先進和最節能有效的膜分離技術。反滲透膜、鈉濾設備、PP棉等其原理是在高於溶液滲透壓的作用下,依據其他物質不能透過半透膜而將這些物質和水分離開來。由於反滲透膜的膜孔徑非常小(僅為10A左右),因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等(去除率高達97-98%)。系統具有水質好、耗能低、無污染、工藝簡單、操作簡便等優點。本公司與日本日東電工美國HYDRANAUTICS(海德能)公司及陶氏FILMTEC公司合作,採用CAD計算機模擬設計,確保了系統的科學合理。
反滲透技術通常用於海水、苦鹹水的淡水;水的軟化處理;廢水處理以及食品、醫葯工業、化學工業的提純、濃縮、分離等方面。此外,反滲透技術應用於預除鹽處理也取得較好的效果,能夠使離子交換樹脂的負荷減輕松90%以上,樹脂的再生劑用量也可減少90%。因此,不僅節約費用,而且還有利於環境保護。反滲透技術還可用於除於水中的微粒、有機物質、膠體物,對減輕離子交換樹脂的污染,延長使用壽命都有著良好的作用。
反滲透是目前高純水制備中應用最廣泛的一種脫鹽技術,它的分離對象是溶液中的離子范圍和分子量幾百的有機物,反滲透(RO)、超過濾(UF)、微孔膜過濾(MF)和電滲析(ED)技術都屬於膜分離技術。
❻ 請問常用的微孔濾膜有哪幾種
(1) 水系微孔濾膜:一般用於純水相的過濾。在過濾含有機相的混合溶劑時應盡量避免使用水系濾膜,以防濾膜被溶解,因為水系濾膜一般由纖維素類的材料製成。纖維素類膜材料的特點是親水性好、成孔性好、來源廣泛,但耐酸鹼和有機溶劑能力差,抗蠕變性能差。水系濾膜系列包括:醋酸纖維素膜、硝酸纖維素膜、混酯膜再生纖維素膜、聚醚碸等。
(2) 有機系微孔濾膜:用於有機溶劑的過濾。常用有機系微孔膜:聚四氟乙烯膜(PTFE)、聚偏二氟乙烯膜(PVDF)、聚偏氟乙烯。
(3) 混合濾膜過濾:一般用於水系、有機系通用。混合濾膜過濾:尼龍膜、改性的聚偏氟乙烯(改良親水性)、聚四氟乙烯膜(改良親水性)、聚偏二氟乙烯膜(改良親水性)。脂肪族尼龍,有良好的親水性,耐適當濃度的酸鹼,不僅適用於含有酸鹼性的水溶液,亦適用於含有有機溶劑,例醇類、烴類、醚類、酯類、酮類,苯和苯的同系物,二甲基甲醯胺,二甲基亞碸等等,是適用范圍較廣的微濾膜之一。
❼ 碧水源 的mbr項目是什麼意思
MBR又稱膜生物反應器(Membrane Bio-Reactor),是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術。膜的種類繁多,按分離機理進行分類,有反應膜、離子交換膜、滲透膜等;按膜的性質分類,有天然膜(生物膜)和合成膜(有機膜和無機膜) ;按膜的結構型式分類,有平板型、管型、螺旋型及中空纖維型等。
一、 MBR 工藝的組成
膜- 生物反應器主要由膜分離組件及生物反應器兩部分組成。通常提到的膜 - 生物反應器實際上是三類反應器的總稱: ① 曝氣膜 - 生物反應器(Aeration Membrane Bioreactor, AMBR) ; ② 萃取膜 - 生物反應器( ExtractiveMembrane Bioreactor, EMBR ); ③ 固液分離型膜 - 生物反應器( Solid/Liquid SeparationMembrane Bioreactor, SLSMBR, 簡稱 MBR )。
二、曝氣膜 - 生物反應器
曝氣膜 -生物反應器最早見於 Cote.P 等 1988年報道,採用透氣性緻密膜(如硅橡膠膜)或微孔膜(如疏水性聚合膜),以板式或中空纖維式組件,在保持氣體分壓低於泡點( Bubble Point)情況下,可實現向生物反應器的無泡曝氣。該工藝的特點是提高了接觸時間和傳氧效率,有利於曝氣工藝的控制,不受傳統曝氣中氣泡大小和停留時間的因素的影響。如圖 [1] 所示。
圖 [1]
三、萃取膜 - 生物反應器
萃取膜 - 生物反應器 又稱為 EMBR (Extractive Membrane Bioreactor)。因為高酸鹼度或對生物有毒物質的存在,某些工業廢水不宜採用與微生物直接接觸的方法處理;當廢水中含揮發性有毒物質時,若採用傳統的好氧生物處理過程,污染物容易隨曝氣氣流揮發,發生氣提現象,不僅處理效果很不穩定,還會造成大氣污染。為了解決這些技術難題,英國學者 Livingston研究開發了 EMB 。其工藝流程見圖 2。廢水與活性污泥被膜隔開來,廢水在膜內流動,而含某種專性細菌的活性污泥在膜外流動,廢水與微生物不直接接觸,有機污染物可以選擇性透過膜被另一側的微生物降解。由於萃取膜兩側的生物反應器單元和廢水循環單元是各自獨立,各單元水流相互影響不大,生物反應器中營養物質和微生物生存條件不受廢水水質的影響,使水處理效果穩定。系統的運行條件如 HRT 和 SRT 可分別控制在最優的范圍,維持最大的污染物降解速率。
四、固液分離型膜 - 生物反應器
固液分離型膜 - 生物反應器是在水處理領域中研究得最為廣泛深入的一類膜 -生物反應器,是一種用膜分離過程取代傳統活性污泥法中二次沉澱池的水處理技術。在傳統的廢水生物處理技術中,泥水分離是在二沉池中靠重力作用完成的,其分離效率依賴於活性污泥的沉降性能,沉降性越好,泥水分離效率越高。而污泥的沉降性取決於曝氣池的運行狀況,改善污泥沉降性必須嚴格控制曝氣池的操作條件,這限制了該方法的適用范圍。由於二沉池固液分離的要求,曝氣池的污泥不能維持較高濃度,一般在 1.5~3.5g/L左右,從而限制了生化反應速率。水力停留時間( HRT )與污泥齡( SRT)相互依賴,提高容積負荷與降低污泥負荷往往形成矛盾。系統在運行過程中還產生了大量的剩餘污泥,其處置費用占污水處理廠運行費用的 25% ~40% 。傳統活性污泥處理系統還容易出現污泥膨脹現象,出水中含有懸浮固體,出水水質惡化。針對上述問題, MBR將分離工程中的膜分離技術與傳統廢水生物處理技術有機結合,大大提高了固液分離效率,並且由於曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌 (特別是優勢菌群 ) 的出現,提高了生化反應速率。同時,通過降低 F/M比減少剩餘污泥產生量(甚至為零),從而基本解決了傳統活性污泥法存在的許多突出問題。
五、 MBR 工藝類型
以下討論的均為固液分離型膜 - 生物反應器。 根據膜組件和生物反應器的組合方式,可將 膜 - 生物反應器 分為分置式、一體式以及復合式三種基本類型。分置式和一體式的 MBR 請參見圖 3 。
分置式膜 - 生物反應器把膜組件和生物反應器分開設置,如圖 3所示。生物反應器中的混合液經循環泵增壓後打至膜組件的過濾端,在壓力作用下混合液中的液體透過膜,成為系統處理水;固形物、大分子物質等則被膜截留,隨濃縮液迴流到生物反應器內。分置式膜 -生物反應器的特點是運行穩定可靠,易於膜的清洗、更換及增設;而且膜通量普遍較大。但一般條件下為減少污染物在膜表面的沉積,延長膜的清洗周期,需要用循環泵提供較高的膜面錯流流速,水流循環量大、動力費用高 (Yamamoto, 1989),並且泵的高速旋轉產生的剪切力會使某些微生物菌體產生失活現象 ( Brockmann and Seyfried, 1997 ) 。
一體式膜 - 生物反應器是把膜組件置於生物反應器內部,如圖 4 所示。進水進入膜 -生物反應器,其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除,再在外壓作用下由膜過濾出水。這種形式的膜 -生物反應器由於省去了混合液循環系統,並且靠抽吸出水,能耗相對較低;佔地較分置式更為緊湊,近年來在水處理領域受到了特別關注。但是一般膜通量相對較低,容易發生膜污染,膜污染後不容易清洗和更換。
復合式膜 - 生物反應器在形式上也屬於一體式膜 - 生物反應器,所不同的是在生物反應器內加裝填料,從而形成復合式膜 - 生物反應器,改變了反應器的某些性狀,如圖 5 所示:
MBR 工藝的特點
與許多傳統的生物水處理工藝相比, MBR 具有以下主要特點:
一、出水水質優質穩定
由於膜的高效分離作用,分離效果遠好於傳統沉澱池,處理出水極其清澈, 懸浮物和濁度接近於零,細菌和病毒被大幅去除 ,出水水質優於建設部頒發的生活雜用水水質標准( CJ25.1-89 ),可以直接作為非飲用市政雜用水進行回用。
同時,膜分離也使 微生物被完全被截流在生物反應器內, 使得系統內能夠維持較高的微生物濃度,不但提高了反應裝置對污染物的整體去除效率,保證了良好的出水水質,同時反應器對進水負荷(水質及水量)的各種變化具有很好的適應性,耐沖擊負荷,能夠穩定獲得優質的出水水質。
二、剩餘污泥產量少
該工藝可以在高容積負荷、低污泥負荷下運行,剩餘污泥產量低(理論上可以實現零污泥排放),降低了污泥處理費用。
三、佔地面積小,不受設置場合限制
生物反應器內能維持高濃度的微生物量,處理裝置容積負荷高,佔地面積大大節省; 該工藝流程簡單、結構緊湊、佔地面積省,不受設置場所限制,適合於任何場合,可做成地面式、半地下式和地下式。
四、可去除氨氮及難降解有機物
由於微生物被完全截流在生物反應器內,從而有利於增殖緩慢的微生物如硝化細菌的截留生長,系統硝化效率得以提高。同時,可增長一些難降解的有機物在系統中的水力停留時間,有利於難降解有機物降解效率的提高。
五、操作管理方便,易於實現自動控制
該工藝實現了水力停留時間( HRT )與污泥停留時間( SRT )的完全分離,運行控制更加靈活穩定,是污水處理中容易實現裝備化的新技術,可實現微機自動控制,從而使操作管理更為方便。
六、易於從傳統工藝進行改造
該工藝可以作為傳統污水處理工藝的深度處理單元,在城市二級污水處理廠出水深度處理(從而實現城市污水的大量回用)等領域有著廣闊的應用前景。
膜 - 生物反應器也存在一些不足。主要表現在以下幾個方面:
o 膜造價高,使膜 - 生物反應器的基建投資高於傳統污水處理工藝;
o 膜污染容易出現,給操作管理帶來不便;
o 能耗高:首先 MBR 泥水分離過程必須保持一定的膜驅動壓力,其次是 MBR 池中 MLSS 濃度非常高,要保持足夠的傳氧速率,必須加大曝氣強度,還有為了加大膜通量、減輕膜污染,必須增大流速,沖刷膜表面,造成 MBR 的能耗要比傳統的生物處理工藝高。
MBR 工藝用膜
膜可以由很多種材料制備,可以是液相、固相甚至是氣相的。目前使用的分離膜絕大多數是固相膜。根據孔徑不同可分為:微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜;根據材料不同,可分為無機膜和有機膜,無機膜主要是微濾級別膜。膜可以是均質或非均質的,可以是荷電的或電中性的。廣泛用於廢水處理的膜主要是由有機高分子材料制備的固相非對稱膜。
膜的分類如圖所示:
一、 MBR 膜材質
1、高分子有機膜材料: 聚烯烴類、聚乙烯類、聚丙烯腈、聚碸類、芳香族聚醯胺、含氟聚合物等。
有機膜成本相對較低,造價便宜,膜的製造工藝較為成熟,膜孔徑和形式也較為多樣,應用廣泛,但運行過程易污染、強度低、使用壽命短。
2、無機膜 :是固態膜的一種,是由無機材料,如金屬、金屬氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、無機高分子材料等製成的半透膜。
目前在 MBR 中使用的無機膜多為陶瓷膜,優點是:它可以在 pH = 0~14 、壓力 P<10MPa 、溫度 <350 ℃的環境中使用,其通量高、能耗相對較低,在高濃度工業廢水處理中具有很大競爭力;缺點是:造價昂貴、不耐鹼、彈性小、膜的加工制備有一定困難。
二、 MBR 膜孔徑
MBR 工藝中用膜一般為微濾膜( MF )和超濾膜( UF ),大都採用 0.1 ~ 0.4 μ m 膜孔徑,這對於固液分離型的膜反應器來說已經足夠。
微濾膜常用的聚合物材料有:聚碳酸酯、纖維素酯、聚偏二氟乙烯、聚碸、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚醯亞胺、聚丙烯、聚醚醚酮、聚醯胺等。
超濾常用聚合物材料有:聚碸、聚醚碸、聚醯胺、聚丙烯腈( PAN )、聚偏氟乙烯、纖維素酯、聚醚醚酮、聚亞醯胺、聚醚醯胺等。
三、 MBR 膜組件
為了便於工業化生產和安裝,提高膜的工作效率,在單位體積內實現最大的膜面積,通常將膜以某種形式組裝在一個基本單元設備內,在一定的驅動力下,完成混合液中各組分的分離,這類裝置稱為膜組件( Mole )。
工業上常用的膜組件形式有五種:
板框式( Plate and Frame Mole )、螺旋卷式 (Spiral Wound Mole) 、圓管式 (TubularMole) 、中空纖維式 (Hollow Fiber Mole) 和毛細管式 (Capillary Mole)。前兩種使用平板膜,後三者使用管式膜。圓管式膜直徑 >10mm; 毛細管式- 0.5~10.0mm ;中空纖維式<0.5mm> 。
表:各種膜組件特性
名稱/項目 中空纖維式 毛細管式 螺旋卷式 平板式 圓管式
價格(元 /m 3 ) 40~150 150~800 250~800 800~2500 400~1500
沖填密度 高 中 中 低 低
清洗 難 易 中 易 易
壓力降 高 中 中 中 低
可否高壓操作 可 否 可 較難 較難
膜形式限制 有 有 無 無 無
MBR 工藝中常用的膜組件形式有:板框式、圓管式、中空纖維式。
板框式:
是 MBR 工藝最早應用的一種膜組件形式,外形類似於普通的板框式壓濾機。優點是:製造組裝簡單,操作方便,易於維護、清洗、更換。缺點是:密封較復雜,壓力損失大,裝填密度小。
圓管式:
是由膜和膜的支撐體構成,有內壓型和外壓型兩種運行方式。實際中多採用內壓型,即進水從管內流入,滲透液從管外流出。膜直徑在 6~24mm 之間。圓管式膜優點是:料液可以控制湍流流動,不易堵塞,易清洗,壓力損失小。缺點是:裝填密度小。
中空纖維式:
組裝形式如下圖所示:
[ 圖 ]
外徑一般為 40 ~ 250 μm ,內徑為 25 ~ 42μm 。優點是:耐壓強度高,不易變形。在 MBR中,常把組件直接放入反應器中,不需耐壓容器,構成浸沒式膜 -生物反應器。一般為外壓式膜組件。優點是:裝填密度高;造價相對較低;壽命較長,可以採用物化性能穩定,透水率低的尼龍中空纖維膜;膜耐壓性能好,不需支撐材料。缺點是:對堵塞敏感,污染和濃差極化對膜的分離性能有很大影響。
MBR 膜組件設計的一般要求:
o 對膜提供足夠的機械支撐,流道通暢,沒有流動死角和靜水區;
o 能耗較低,盡量減少濃差極化,提高分離效率,減輕膜污染;
o 盡可能高的裝填密度,安裝,清洗、更換方便;
o 具有足夠的機械強度、化學和熱穩定性。
膜組件的選用要綜合考慮其成本,裝填密度、應用場合、系統流程、膜污染及清洗、使用壽命等。
MBR 的應用領域
進入 90 年代中後期,膜 - 生物反應器在國外已進入了實際應用階段。加拿大 Zenon 公司首先推出了超濾管式膜 -生物反應器,並將其應用於城市污水處理。為了節約能耗,該公司又開發了浸入式中空纖維膜組件,其開發出的膜 -生物反應器已應用於美國、德國、法國和埃及等十多個地方,規模從 380m 3 /d 至 7600m 3 /d。日本三菱人造絲公司也是世界上浸入式中空纖維膜的知名提供商,其在 MBR 的應用方面也積累了多年的經驗,在日本以及其他國家建有多項實際 MBR工程。日本 Kubota 公司是另一個在膜 -生物反應器實際應用中具有競爭力的公司,它所生產的板式膜具有流通量大、耐污染和工藝簡單等特點。國內一些研究者及企業也在 MBR實用化方面進行著嘗試。
現在,膜 - 生物反應器已應用於以下領域:
一、 城市污水處理及建築中水回用
1967年第一個採用 MBR 工藝的廢水處理廠由美國的 Dorr-Oliver 公司建成,這個處理廠處理 14m 3 /d 廢水。 1977年,一套污水回用系統在日本的一幢高層建築中得到實際應用。 1980 年,日本建成了兩座處理能力分別為 10m 3 /d 和 50m 3 /d的 MBR 處理廠。 90 年代中期,日本就有 39 座這樣的廠在運行,最大處理能力可達 500m 3 /d ,並且有 100 多處的高樓採用MBR 將污水處理後回用於中水道。 1997 年,英國 Wessex 公司在英國 Porlock 建立了當時世界上最大的 MBR系統,日處理量達 2 , 000 m 3 , 1999 年又在 Dorset 的 Swanage 建成了 13 , 000m 3 /d 的MBR 工廠 [14] 。
1998 年 5 月,清華大學進行的一體式膜 - 生物反應器中試系統通過了國家鑒定。 2000年初,清華大學在北京市海淀鄉醫院建起了一套實用的 MBR 系統,用以處理醫院廢水,該工程於 2000 年 6 月建成並投入使用,目前運轉正常。2000 年 9 月,天津大學楊造燕教授及其領導的科研小組在天津新技術產業園區普辰大廈建成了一個 MBR 示範工程,該系統日處理污水 25噸,處理後的污水全部用於衛生間的沖洗及綠地澆灑,佔地面積為 10 平方米,處理每噸污水的能耗為 0.7kW · h 。
二、. 工業廢水處理
90年代以來, MBR 的處理對象不斷拓寬,除中水回用、糞便污水處理以外, MBR在工業廢水處理中的應用也得到了廣泛關注,如處理食品工業廢水、水產加工廢水、養殖廢水、化妝品生產廢水、染料廢水、石油化工廢水,均獲得了良好的處理效果。 90 年代初,美國在 Ohio 建造了一套用於處理某汽車製造廠的工業廢水的 MBR 系統,處理規模為 151m 3 /d,該系統的有機負荷達 6.3kgCOD/m 3 · d , COD 去除率為 94%,絕大部分的油與油脂被降解。在荷蘭,一脂肪提取加工廠採用傳統的氧化溝污水處理技術處理其生產廢水,由於生產規模的擴大,結果導致污泥膨脹,污泥難以分離,最後採用 Zenon 的膜組件代替沉澱池,運行效果良好。
三、. 微污染飲用水凈化
隨著氮肥與殺蟲劑在農業中的廣泛應用,飲用水也不同程度受到污染。 LyonnaisedesEaux 公司在 90 年代中期開發出同時具有生物脫氮、吸附殺蟲劑、去除濁度功能的 MBR工藝, 1995 年該公司在法國的 Douchy 建成了日產飲用水 400m 3 的工廠。出水中氮濃度低於 0.1mgNO 2 /L,殺蟲劑濃度低於 0.02 μ g/L 。
四、. 糞便污水處理
糞便污水中有機物含量很高,傳統的反硝化處理方法要求有很高污泥濃度,固液分離不穩定,影響了三級處理效果。 MBR 的出現很好地解決了這一問題,並且使糞便污水不經稀釋而直接處理成為可能。
日本已開發出被稱之為 NS 系統的屎尿處理技術,最核心部分是平板膜裝置與好氧高濃度活性污泥生物反應器組合的系統。 NS 系統於 1985年在日本琦玉縣越谷市建成,生產規模為 10kL/d , 1989 年又先後在長崎縣、熊本縣建成新的屎尿處理設施。 NS 系統中的平板膜每組約0.4m 2 共幾十組並列安裝,做成能自動打開的框架裝置,並能自動沖洗。膜材料為截流分子量 20000 的聚碸超濾膜。反應器內污泥濃度保持在15000~18000mg/L 范圍內。到 1994 年,日本已有 1200 多套 MBR 系統用於處理 4000 多萬人的糞便污水。
❽ 微孔濾膜為什麼能濾過液體而空氣不能通過
錯,你說的是親水性微孔濾膜,只是其中的一種,而疏水性濾膜特別是聚四氟乙烯濾膜是可以過濾空氣的,親水微孔濾膜為什麼能濾過液體而空氣不能通過,並不是因為分子的大小,而是和濾膜的表面性能和表面張力決定
❾ MBFB膜生物流化床無論在中水回用,工業廢水回用技術中都優於MBR膜生物反應器,表現在哪些方面
MBR工藝可以作為傳統污水處理工藝的深度處理單元,在城市二級污水處理廠出水深度處理(從而實現城市污水的大量回用)等領域有著廣闊的應用前景。
膜 - 生物反應器也存在一些不足。主要表現在以下幾個方面:
膜造價高,使膜 - 生物反應器的基建投資高於傳統污水處理工藝;
膜污染容易出現,給操作管理帶來不便;
能耗高:首先 MBR 泥水分離過程必須保持一定的膜驅動壓力,其次是 MBR 池中 MLSS 濃度非常高,要保持足夠的傳氧速率,必須加大曝氣強度,還有為了加大膜通量、減輕膜污染,必須增大流速,沖刷膜表面,造成 MBR 的能耗要比傳統的生物處理工藝高。
而MBFB膜生物流化床工藝用於污水深度處理,能在原有污水達標排放的基礎上,經過生物流化床和陶瓷膜分離系統,進一步降低COD、NH-N、濁度等指標,一方面可直接回用,另一方面也可作為RO脫鹽處理的預處理工藝,替代原有砂濾、保安過濾、超濾等冗長過濾流程,同時有機物含量的降低大大提高RO膜使用壽命,降低回用水處理成本,使用無機陶瓷膜分離系統,是世界第一套污水處理專用的無機膜分離系統,和其它的有機膜、無機膜相比,具有膜通量大、可反沖、全自動操作等優勢。
MBFB特點
1、活性炭粉長期使用,勿需更換或再生;
2、三相傳質混合,反應效率高;
3、載體不流失;
4、載體流化性能好;
5、氧的轉移效率高;
6、污染物高度富集,生物量大;
7、對微污染水處理效果好
❿ 微濾膜過濾微米級親水性(極性)顆粒物,是用親水性的膜還是疏水性的膜
親水性膜比疏水性膜抗生物污染,那是因為蛋白質、油污這類的污染回物本身是疏水性的,當答他們接觸到膜表面時很容易吸附在膜表面,而把水分子排斥開。但是如果你是過濾顆粒物,就要看顆粒物本身是親水的還是疏水的了,如果是疏水的那建議你用親水性膜。如果是親水性的,建議你用疏水性膜。因為現在市場上有的膜大部分都是疏水膜,親水膜成本較高。