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简介
这是一个关于纯净水生产工艺PPT课件，包括了纯净水的主要分离技术，膜分离技术的基本原理和特点，分离技术( UF 和 MF) 在饮用水中的应用，膜分离技术去除了水中的那些物质，膜分离技术在水处理方面的应用前景等内容，国内纯净水生产的主要分离技术膜分离技术 化工1006 赵建霞 100110140 纯净水的主要分离技术通过调研可知，国内纯净水生产主要应用活性炭吸附、臭氧氧化、臭氧生物活性碳、膜分离技术等，期中膜分离技术被认为是目前最有前途的水分离技术。下面以膜分离技术为例做详细介绍。 膜分离膜是一种起分子级分离过滤作用的介质,当溶液或混和气体与膜接触时,在压力下,或电场作用下,或温差作用下,某些物质可以透过膜,而另些物质则被选择性的拦截,从而使溶液中不同组分,或混和气体的不同组分被分离,这种分离是分子级的分离。膜技术在水处理中应用是利用水溶液(原水) 中的水分子具有透过分离膜的能力，而溶质或其他杂质不能透过分离膜，在外力作用下对水溶液(原水) 进行分离，获得纯净的水，从而达到提高水质的目的。膜分离技术的基本原理和特点1、膜分离技术的基本原理由于分离膜具有选择透过特性, 所以它可使混合物质有的通过、有的留下。但不同的膜分离过程使物质留下、通过的原理有的类似, 有的完全不一样，欢迎点击下载纯净水生产工艺PPT课件哦。
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国内纯净水生产的主要分离技术膜分离技术 化工1006 赵建霞 100110140 纯净水的主要分离技术通过调研可知，国内纯净水生产主要应用活性炭吸附、臭氧氧化、臭氧生物活性碳、膜分离技术等，期中膜分离技术被认为是目前最有前途的水分离技术。下面以膜分离技术为例做详细介绍。 膜分离膜是一种起分子级分离过滤作用的介质，当溶液或混和气体与膜接触时，在压力下，或电场作用下，或温差作用下，某些物质可以透过膜，而另些物质则被选择性的拦截，从而使溶液中不同组分，或混和气体的不同组分被分离，这种分离是分子级的分离。膜技术在水处理中应用是利用水溶液(原水) 中的水分子具有透过分离膜的能力，而溶质或其他杂质不能透过分离膜，在外力作用下对水溶液(原水) 进行分离，获得纯净的水，从而达到提高水质的目的。膜分离技术的基本原理和特点 1、膜分离技术的基本原理由于分离膜具有选择透过特性， 所以它可使混合物质有的通过、有的留下。但不同的膜分离过程使物质留下、通过的原理有的类似， 有的完全不一样。总的说来， 分离膜之所以能使混在一起的物质分开， 不外乎两种手段。 (1) 根据混合物物理性质的不同——主要是质量、体积大小和几何形态差异， 用过筛的办法将其分离。微滤膜分离过程就是根据这一原理将水溶液中孔径大于50 nm的固体杂质去掉的。 (2) 根据混合物的不同化学性质。物质通过分离膜的速度取决于以下两个步骤的速度， 首先是从膜表面接触的混合物中进入膜内的速度(称溶解速度) ， 其次是进入膜内后从膜的表面扩散到膜的另一表面的速度。二者之和为总速度。总速度愈大， 透过膜所需的时间愈短; 总速度愈小，透过时间愈久。例如反渗透一般用于水溶液除盐。这是因为反渗透膜是亲水性的高聚物， 水分子很容易进入膜内，在水中的无机盐离子则较难进入， 所以经过反渗透膜的水就被除盐淡化了。 2、膜分离技术的特点 1) 膜分离过程不发生相的变化，与其它方法相比能耗较低，因此又称节能技术。 2) 膜分离过程是在常温下进行的，因而特别适于对热敏感的物质，如对废水中有价值的重金属、化学药品、生产原料等的分离、分级、浓缩与富集过程。而用膜法处理饮用水，其出水水质只取决于膜自身的性质，如膜孔径、膜的选择性等，与原水水质无关。 3) 膜分离技术不仅适用于有机物和无机物、病毒、细菌的广泛分离，而且还适用于许多特殊溶液体系的分离，如溶液中大分子与无机盐的分离，一些共沸物或近沸点物系的分离等，而后者是常规方法无能为力的。 4) 膜分离是一种物理过滤过程，故不会产生副产物。 5) 膜分离法分离装置简单，操作容易且以控制，便于维修且分离效率高。作为一种新型的水处理方法与常规水处理方法相比，具有占地面积小，处理效率高等特点。 膜分离技术( UF 和 MF) 在饮用水中的应用 膜技术作为饮用水独立工艺是最近十几年来最重要的技术突破。它取代了原水处理工艺复杂、庞大的设施，而且处理后的水质，是以前任何水处理设备工艺都难以达到的。用形象一点的话来讲，任何肮脏不堪的水，经过膜技术的处理，流淌出来的就是可以饮用的清洁水。自来水处理中使用传统混凝、过滤等分离技术，只能得到常规相关的水质，与源水条件、药剂材料、水力条件、设备温度的稳定状态有密切联系。而膜技术处理的水质则与上述条件无关，只是选好膜的截流尺寸即可。膜分离技术具有以下性能：首先，它是一种物理过滤过程，不需加任何药剂；其次，它是一种绝对的过滤作用；第三，它不产生任何副产品；第四，其运行驱动力是压力，易实现自动控制。 MF 膜和UF 膜可截留水中绝大部分悬浮物、胶体和细菌。美国Saratoga 水厂的运行结果表明，虽然原水中的浊度变化很大，最低时< 1 NTU ，最高时> 250 NTU ， 但出水浊度一直保持在0. 05NTU 以下。Karimi 等的试验表明，MF 工艺能够有效去除水中的颗粒，如粒径范围在5～15μm 颗粒的平均对数去除率为3. 3～4. 4 ，粒径范围在2～5μm 颗粒的平均对数去除率为2. 3～5. 5 。Adham 等对UF 膜处理河水进行实验，结果表明UF 膜能有效去除大肠杆菌，出水中不含大肠杆菌。J acangelo 等的研究发现通过UF 工艺处理后的出水，水中的贾第虫和隐孢子虫卵囊都在检测限以下。Madaeni 实验证明，标称孔径0. 22μm 的疏水性MF 膜在搅拌和较低的跨膜压差的情况下，对脊髓灰质炎病毒的去除率> 99 % ，而对UF 膜来说，病毒的去除是完全的，并且指出，MF 膜去除病毒的优势机理是“标准过滤”，即膜孔径大小刚好使病毒吸附到膜孔壁上。 通过电子显微镜观察发现，病毒多是吸附在膜孔内部，而不是膜表面的滤饼中。致病原生动物主要有阿米巴(痢疾) 、兼性寄生阿米巴(脑膜炎) 、肠梨形虫(胃肠功能紊乱腹泻) 、贾第虫(腹泻) 、隐孢子虫(腹泻) ，这些原生动物主要是通过它们的胞囊(Cyst) 或卵囊(Oocyst ) 来传播疾病的。贾第虫胞囊大小约为5～10μm ，隐孢子虫为2～5μm ，而阿米巴在10～15 μm 左右，个体较大，具有强耐氯性，常规水处理方式很难去除，但其尺寸远远大于MF 膜和UF 膜的孔径，因此MF 膜和UF 膜可通过筛滤作用将之完全去除。Clive 的研究也表明，UF 膜能去除寄生虫卵，如贾第虫卵和阴孢子虫的卵囊，并能去除最小的病毒———脊髓灰质炎病毒。由此可见，UF 膜和MF 膜可完全实现对饮用水的除浊和消毒，与其他的除浊、消毒工艺比较，UF 膜和MF 膜的显著优点是对进料浓度的波动相对来说不太敏感。 UF 膜和MF 膜对水中的有机物去除率不高。Laine 等人经实验证实，截留分子量为1 000～5 000的UF 膜去除THMs 前驱物效果不是很好。但Anselme 等人提出了一种特殊的工艺来去除溶解性有机碳(DOC) 和微污染物，即将一定量(6～15 mg/ L) 的粉末活性炭( PAC) 投加到UF 或MF膜装置的循环水流中，组成吸附—固液分离工艺流程来处理饮用水。PAC 可有效吸附水中低分子量的有机物，使溶解性有机物转移至固相，再利用UF 膜或MF 膜截留去除微粒的特性，可将低分子量的有机物从水中去除。而且， PAC 还可有效地防止膜污染。Loseph 等人通过电子显微镜观察发现PAC 会在膜面上形成一层多孔状膜，它吸附水中有机物，不仅去除有机物还可以避免膜污染。这层PAC 膜较松软，反冲洗会很容易将它去除。Laine 等提出将颗粒活性炭与UF 膜组合，利用颗粒活性炭去除低分子量的溶解性有机物。实验证明，这种组合也能提高出水水质。UF 膜技术也可应用于地下水处理。美国环保局规定，受地表水直接影响的地下水必须像地表水一样处理，这样，一些地下水也必须过滤和消毒。适应这种需要，UF 膜技术是一种理想工艺，因为UF 膜工艺就可以完成过滤和消毒两项要求。 膜分离技术去除了水中的那些物质 近年来，膜技术在饮用纯净水方面的应用也逐步开展。目前全国纯净水产量达到年产400万吨以上，国内纯净水生产一般采用反渗透法。以城市自来水为水源，经预处理，反渗透和臭氧消毒处理其电导率通常能小于10μs(25℃)，细菌总数≤20cfu/mL，水质透彻晶亮，口感纯正，满足了国家饮用纯净水标准(GB17323-1998，GB17324-1998)。随着膜技术的发展和应用，绝大多数矿泉水(含天然水)生产厂家均开始采用超过滤或微孔膜过滤技术除菌、除胶体、除絮凝物和颗粒等。膜技术为改善矿泉水品质和贮存性能起了重要作用 纳滤去除饮用水中有机物及类炭疽杆菌 1、 原水经10P M保安过滤器、活性炭柱和超滤装置处理后，符合纳滤的进水水质要求，该流程可用于一般井水的预处理。 2、 纳滤膜可有效去除水中的有机物及致癌、致畸、致突变物，出水的Ames试验结果为阴性，对TOC的去除率>90%。 3、 在试验水样含菌量为(2.7一3.3)x 1 04CFU/l00mL的条件下，各级装置对类炭疽杆菌繁殖体的平均除菌率分别为:超滤为87.5%，纳滤为48.78%，离子交换树脂无除菌作用。 4、 纳滤工艺用于饮用水深度处理时，对有机物及“三致”物质有很好的去除效果，但在去除类炭疽杆菌及其繁殖体时，若先经过消毒处理，则净化效果将更为理想。膜分离技术在水处理方面的应用前景将均是非侵入性的膜技术与紫外(UV) 消毒结合起来，能极大降低化学物质和微生物风险，并能使水的回用、海水淡化等有较大发展。而对膜技术的大量应用可以解决公众的多种处理目标要求。今后膜处理除了作为常规处理的后续处理以外，更大的趋势是作为单独的处理流程取代现行流程，很可能形成一套两级膜处理流程，即原水先通过MF 或UF 这样的低压流程去除颗粒和大的微生物污染体，再进入NF 和RO这样的高压流程以去除NOM、一些人工合成有机化合物，以及其他污染物质。 而我国在饮用水生产以及污水处理中采用膜技术起步较晚，目前主要还处于国外设备的引进、消化及研究开发阶段。据1993 年统计，国内膜和膜装置的年产值大约是2 亿多元人民币，其中离子交换膜和电渗析器约1 亿元，反渗透和超滤膜装置约为1000 万元，微滤约为3000 万元，气体分离膜约为1000 万元。很显然我国膜和膜装置的产值还是很低的，仅为世界市场的1/500， 日本的1/100 但是，即使在美国投入膜法水处理的生产应用也不过仅五年的时间，目前大家的研究差距还不算太大，因此我们必须迎头追上，加速发展我国的膜工业，可以预料在新世纪，随着法规标准的日益提高、和膜技术的不断成熟、成本不断降低，水价的日趋上涨等，膜法水处理技术将会出现一个技术上进一步提高，应用上更加普及的高潮。
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