基本资料微滤又称微孔过滤,它属于精密过滤,截留溶液中的砂砾、淤泥、黏土等颗粒和贾第虫、隐抱子虫、藻类和一些细菌等,而大量溶剂、小分子及少量大分子溶质都能透过膜的分离过程。
基本原理是筛分过程,操作压力一般在0.7-7kPa,原料液在静压差作用下,透过一种过滤材料。
过滤材料可以分为多种,比如折叠滤芯、熔喷滤芯、布袋式除尘器、微滤膜等。
透过纤维素或高分子材料制成的微孔滤膜,利用其均一孔径,来截留水中的微粒、细菌等,使其不能通过滤膜而被去除。
决定膜的分离效果的是膜的物理结构,孔的形状和大小。
微孔膜的规格目前有十多种,孔径范围为0.1~75 μm,膜厚120~150&μm。
膜的种类有:混合纤维酯微孔滤膜;硝酸纤维素滤膜;聚偏氟乙烯滤膜;醋酸纤维素滤膜;再生纤维素滤膜;聚酰胺滤膜;聚四氟乙烯滤膜以及聚氯乙烯滤膜等。
微滤技术常用于电子工业、半导体、大规模集成电路生产中使用的高纯水等的进一步过滤。
微滤膜若从1907年Bechhold制得系列化多孔火棉胶膜问世算起,至今有近百年历史。
而微孔膜的广泛应用是从二战之后开始的,最初只有CN 膜,随着聚合物材料的开发,成膜机理的研究和制膜技术的进步。
我国MF研究始于70年代初,开始以CA-CN膜片为主,于80年代相继开发成功CA、CA-CTA、PS、PAN、PVDF、尼龙等膜片,并进而开发出褶筒式滤芯;开发了控制拉伸致孔的PP、PE和PTFE 膜;也开发出聚酯和聚碳酸酯的核径迹微孔膜,多通道无机微孔膜也实现产业化。
并在医药、饮料、饮用水、食品、电子、石油化工、分析检测和环保等领域有较广泛的应用。
基本原理是筛分过程,操作压力一般在0.7-7kPa,原料液在静压差作用下,透过一种过滤材料。
过滤材料可以分为微滤多种,比如折叠滤芯、熔喷滤芯、布袋式除尘器、微滤膜等。
透过纤维素或高分子材料制成的微孔滤膜,利用其均一孔径,来截留水中的微粒、细菌等,使其不能通过滤膜而被去除。
决定膜的分离效果的是膜的物理结构,孔的形状和大小。
微孔膜的规格目前有十多种,孔径从14μm至0.025μm,膜厚120~150μm。
微滤膜的材质分为有机和无机两大类,有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。
无机膜材料有陶瓷和金属等膜的孔径大约0.1~10μm,其操作压力在0.01-0.2MPa左右。
微滤过程操作分死端过滤和错流过滤两种方式。
在死端过滤时,溶剂和小于膜孔的溶质粒子在压力的推动下透过膜,大于膜孔的溶质粒子被截留,通常堆积在膜面上。
随着时间的增加,膜面上堆积的颗粒越来越多,膜的渗透性将下降,这时必须停下来清洗膜表面或更换膜。
错流过滤是在压力推动下料液平行于膜面流动,把膜面上的滞留物带走,从而使膜污染保持一个较低的水平。
超滤及微滤是依托于材料科学发展起来的先进的膜分离技术,近年来,超滤和微滤的制造技术和应用技术迅速发展并日趋成熟,正越来越广泛地应用到工业及市政建设的各个领域。
超滤和微滤均是利用多孔材料的拦截能力,以物理截留的方式去除水中一定大小的杂质颗粒。
在压力驱动下,溶液中水、有机低分子、无机离子等尺寸小的物质可通过纤维壁上的微孔到达膜的另一侧,溶液中菌体、胶体、颗粒物、有机大分子等大尺寸物质则不能透过纤维壁而被截留,从而达到筛分溶液中不同组分的目的。
该过程为常温操作,无相态变化,不产生二次污染。
制备超滤,微滤的材料有很多种,包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜、聚醚砜、聚丙烯、聚乙烯、醋酸纤维素等等。
在水处理行业,目前市场上出现最多的是PVDF和PES两种材料的产品。
从操作形式上,超滤可分为内压和外压。
运行方式分为全流过滤和错流过滤两种。
当进水悬浮物较高时,采用错流过滤可减缓,但相应增加能微滤的应用微滤主要用于除去溶液中大于0.05 左右的超细粒子,其应用十分广泛,在目前膜过程面业销售额中占首位。
在水的精制过程中,微滤技术可以除去细菌和固体杂质,可用于医药、饮料用水的生产。
2006年国家新颁布的生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006)首次把砷的浓度限值降低到了10μg/L,但目前与此标准匹配的除砷方法少、费用也较高,亟需研究新的除砷方法。
膜法饮用水除砷技术已经开始在国际上应用,而我国目前关于膜法除砷的研究报道比较少,针对中国高砷饮水区主要分布在经济欠发达的农村地区这一现状,本课题进行了混凝.微滤工艺的饮用水除砷(V)研究。
混凝-微滤除砷试验主要分为烧杯试验、小试试验和含砷污泥处置试验三部分。
烧杯试验采用人工配置的含砷原水,通过FeCl3混凝和微孔膜过滤器抽滤试验,考察混凝.微滤工艺的除砷效果和原水水质等因素对除砷效果的影响;小试试验通过膜混凝反应器(MCR)的实际运行考察混凝.微滤工艺的除砷效果,研究膜污染特性,并进一步验证原水水质等因素对除砷效果的影响;污泥的处置试验主要通过含砷污泥的沉降、干化等试验研究了污泥的特性。
研究结果表明,MCR的除砷效果很好,在FeCl3投量为4 mg/L(以Fe3+计)时,可将As(V)的浓度从100 μg/L左右降至小于10μg/t,,出水平均值为4.40μg/L,能够满足标准的要求,砷的去除率为92.8%~98.2%;同时,MCR出水其他各项指标也符合标准要求,对原水的UV254等水质指标有一定的改善作用。
混凝.微滤除砷的影响试验表明:原水中的不同组分对混凝.微滤除砷效果的影响各不相同:F-、Cl-、NO3-和SO42-对除砷的影响并不显著,在试验条件下几乎对除砷效果没有影响;原水中HCO3-、HPO42-浓度的增加会减弱混凝-微滤工艺的除砷效果;原水中K+、Ca2+和Mg2+的浓度变化对混凝.微滤除砷的效果没有明显的影响;原水中Si的含量越高,砷的去除率越低;pH值对混凝-微滤除砷效果的影响显著,同等试验条件下降低原水的pH值可以明显提高砷的去除率。
膜污染研究表明,膜污染阻力的增加是膜比通量下降的主要原因,通过物理清洗和化学清洗可使膜比通量恢复到新膜的87.8%;膜污染的主要成分为有机污染,占总量的67.2%;浓差极化可以借助曝气搅动得到部分消除。
含砷污泥试验表明:混凝-微滤除砷工艺的浓缩倍率可达3668;污泥的自然沉降性能良好;自然干化后的污泥含水率可降低到95.4%;含砷干污泥的主要结晶成分为CaCO3和FeO(OH)。
在电子工业超纯水制备中,微滤可用于超滤和反渗透过程的预处理和产品的终端保安过滤。
微滤技术亦可用于啤酒、黄酒等各种酒类的过滤,以除去其中的酵母、霉菌和其它微生物,使产品澄清,并延长存放期。
微滤技术在药物除菌、生物检测等领域也有广泛的应用无机陶瓷膜是利用筛分原理,分离大小为0.05-10 u m以上粒子的膜分离技术,主要除去液体中的大分子杂质,从而实现澄清中药水提液的目的。
本课题有针对性地选择了三种中药(槐米、黄芩和小儿健脾平肝颗粒剂)水提液进行研究,实验接近中试规模,旨在为陶瓷膜在中药领域的应用作一些基础性的研究。
实验考察了膜通量随时间的变化趋势,优选了膜面流速及操作压差等工艺参数,考擦了膜的清洗方法;采用高效液相及紫外分光度法作为主要分析手段,分别以芦丁、黄芩苷、芍药苷为指标,考察了中药水提液微滤前后在性状、总固体、有效成分等方面的变化情况。
实验表明,中药水提液的膜通量受到膜孔径、原料液性质(溶液粘度、含颗粒的大小、总固体含量等)、操作条件(过滤压差、错流速度、温度等)等因素的影响。
在实际应用中,应根据不同的实验条件,针对不同的料液体系优选出最佳的工艺参数。
微滤完毕后,膜已被严重污染,必须进行清洗。
对于本课题来说,采用2%的NaOH及0.8%的HCl各清洗30min,可使膜通量恢复率达到90%以上。
中药水提液微滤前均为浑浊液体,微滤后成为颜色较浅的澄清透明液体;总固体去除率低,有效成分损失少。
因此该技术对单味中药及复方水提液具有良好的精制效果,可提高有效成分含量,减少服用量参考文献1.许振良,马炳荣著丛书名:《膜分离技术与应用》2.刘茉娥.膜分离技术[M].北京:化学工业出版社,1998,8.3.田春霞,苑会林.防水透气微孔膜[J].塑料,1998,27,23—264.李东.生物滤层同时去除地下水中铁锰离子研究[J].中国给水排水,2001,17(8):1-55.国家环境保护总局.水和废水监测分析方法(第4版)[M].北京:中国环境科学出版社,20026.RJ Stanicwicz, M E Bolster,S Hafner,ct al. Some practicalconsiderations of lithium thinly chloride battery development.Proceeding International Power Sources Symposium(34 th)[C].N J: Fort Monmouth, 19907.K Mai, Z Li, Y Qiu, et al. Thermal properties and flame reentrance ofAL(OH)3polypropylene composites modified by polypropylene Sci.2007,81: 2679—2686.8.K Mai, Z Li, Y QIU et al. Physical and mechanical properties ofAL(OH)3PP composites modified by in-situ functionalized polypropylene[J]. J Appl Polym Sci,2002,83:2850-28579.K Mai, Z Li, H Zeng. Interfacial interaction in AL(OH)3 polypropylenecomposites modified by in-situ functionalized polypropylene[J]. J Appl Polym Sci,2002, 84:110-12010.Pierre Mouchet From conventional to biological removal of ion andmanganese in France[J]. J AWWA, 1992, 84(4): 158-167微滤班级:化艺082姓名:吴周强学号:200807043。