这是膜过滤应用手册第二版。为了提高这本手册的应用价值,新增了预处理、自动控制和泵的描述。
这本手册是在膜过滤领域许多年实践的产物,它也是一个信息的综合。目的是提供一些常见问题的信息,为初步介入膜过滤领域的新人提供一些帮助,回答一些问题。这本书对已从事膜设备设计及建设的工程师 和在已建工厂工作的工程师都能提供许多有用的信息。同时对膜系统的设计和操作的学习也有较大的帮助。
本书提供的信息相对于理论计算和思索,更多的是实践经验。因此,它并不是技术学院里的一本传统的教科书。虽然书中没有太多的数学计算,但它对于工业和学术应用都是非常有用的,因为它含有膜过滤领域许多“老到”的经验,即使对于业内行家而言,它也并不是一本出版物而已。
这本手册并不使用于那些纯粹的初学者,因为书中对膜和膜技术的描述比较具体,而简略了一些基础的膜和化学知识。
本书中大多数的实例是基于平板膜(DDS板框系统)和卷式膜组件(DESAL)。卷式膜组件占了世界大多数的销售市场份额,而纤维膜系统、陶瓷膜系统和管式膜系统分享的市场份额则相当小。由于他们在领域的地位,在2000年以前纤维膜系统、陶瓷膜系统和管式膜系统想成为市场主导的机会极小。因此在本书关于他们的信息比较少。
专业名词解释及约定
表1、专业名词解释及约定
ATD 反套装置,可以防止卷式膜由于液体流动的张力而压缩。
CA 醋酸纤维素,一般有二价或三价醋酸。
CIP 清洗装置。在不拆除的情况下清洗系统。
Concentrate(浓水) 流经系统但不通过膜的液体的体积。可解释为进水不透过部分,也可称为盐水、废弃物或在渗析过程中未通过半透膜而保留下来的滞留物。
Feed(进水) 进入膜系统的液体的体积。
Flow(流量) 一般指流经膜表面的液体的体积。
Lph 升/小时
Gpm 加仑/分钟
Gpd 加仑/天
Flux,water(水通量) 在特定条件的水的通量。在反渗透系统中水通量有特定的意义,而在其它的膜系统中,它只用来指示膜是干净的,运行良好。
Flux(通量) 每单位面积、时间渗透的体积。
Lmh 升/(平方米.小时):lmh=gfd*1,7 (基于US加仑)
gfd 加仑/(平方英尺.天):gfd=lmh/1.7 (基于US加仑)
Gallon(加仑) 1美国加仑=3.785升
1英国加仑=4.546升
HF 超过滤;反渗透(RO)的另一名称.
HMWC 大分子组分,如蛋白分子.
Housing(膜壳) 安装卷式膜组件或其它类型膜膜元的膜过滤设备,也指压力容器
IC 内部接头,用于连接两个卷式膜组件。
Langelier index(见SDSI.) 如果指标是正值,则可能指CaCO3比例。
如果指标是负值,则不可能指CaCO3比例。
MWCO(切割值) 分子量切割被称为道尔顿值,意味着超过MWCO的90%的分子量将被截留。对于反渗透,MWCO有一个清楚的定义,但随着其值越高,它的含义和值越含糊。它和测试的膜的类型有关部门,对微滤则没有意义。
PAN 聚丙烯腈
Permeate(透过液) 透过膜的液体的体积(也可称滤液)
ppm 每百万分子一。严格的讲,为每1000毫克溶液的毫克溶质。
与mg/l相当。
Pressure,average(平均压力) 平均压力,(P进水+P浓水)/2
Pressure,average(平均压力) NDP 平均净驱动压力是驱动液体通过膜的可用压力。
(P进水+P浓水)/2—P透过液—(H浓水—H透过液)
Pressure drop(压降) 膜系统、膜壳(压力容器)或膜组件进出口的压力损失
进水压力 进水泵的压力(标准说法)或在循环系统中进口至膜室的压力
渗透压 事实上是理论值。渗透压是盐含量和其它小分子量溶质的函数。理论上大分子量组分不产生渗透压,但实际现象却象渗透压。电解液和小分子组分的渗透压可以比较精确地计算,但大分子量组分的“渗透压”只能根据经验来定。渗透压一般写成PI或П,П=I*n*R*T
压力单位 PSI(磅/平方英寸):14.5PSI=1bar
Bar: 1bar=0.1mPa=100kPa
PS(PSO) 聚砜(聚醚砜或聚芳香醚砜)
PVDF 聚偏二氟乙烯
Rentate(滞留物) 浓液的另一种名称
SDSI索引 Stiff和David饱和度索引。同Langelier索引,但用于高盐度水。见Langelier索引
TFC,TFM 复合薄膜的缩写
THM 三卤甲烷。未说明其化学特性的一些化学组分,同卤素反应如氯生成有机基质,如腐殖酸。它们被认为是致癌物质。
TMP 传导膜压。见平均压力
TS
TDS 总固体;溶解性和悬浮固体的总和。
总溶解性固体。
以上值可表示为:mg/l,ppm或%
四种膜过程
反渗透(RO)是液体/液体分离过程中最可能使用的膜分离过程。原则上水是唯一通过膜的物质;特别是所有的溶解和悬浮的物质被截留。有时一些开放类型的RO膜和纳滤(NF)膜会产生混淆。
真正的纳滤只截留超过一价的负电荷离子,如硫酸盐、磷酸盐,而能通过单价的负离子。根据分子的大小和形状,纳滤也能截留不带电荷、 溶解性物质和正电荷离子。 纳滤对氯化纳0~50% 的截留率主要决定于进水的浓度。而“ 宽 松 的 反 渗 透”是一种减少了盐截 留率的反渗透膜。由于盐截留率的减少可以降低压力和能耗,因此在有些项目上也是可以被接受的。
超滤(UF)是大分子量组分(HMWC),如蛋白质、悬浮固体被截留,而所有的小分子量组分