膜制造与分离组件

关于膜制造与分离组件第1页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六membranes第2页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六膜过程的驱动力压力驱动RO,NF，UF,MF其它过程-渗析（浓度差）电渗析（电位差）第3页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六membrane进料透过浓缩压力驱动的膜过滤膜

MF

UF

NF

RO孔尺寸减小泵压力增加第4页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六实验室膜制备实例高分子材料

(PAN,PES,CA,PVDF).铸膜液制备：聚合物+有机溶剂(NMP,DMF,acetone等易与水互溶).添加其它助剂(pore-formersornon-solvents).凝固浴（主要用水和其它聚合物不良溶剂构成，通过相分离产生‘thepores’和‘themembranebody’)第5页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六必需品PES聚合物NMP溶剂水玻璃片刮膜器

NMP甲基吡咯烷酮PES聚醚酚第6页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六PolySulfon(PS)PSinNMPsolution第7页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Cleaningglassplatesimportantglassplates第8页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六FillingtheknifewithPSsolutionMembraneknife(0,2mm)第9页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Creatingamembranefilm第10页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Putslowlyinthewaterfor….Moveverygentlytoleft第11页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六MembraneisfloatingaftercoagulationAftercoagulation第12页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六TakeofamembraneOutofthewater第13页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Thephotooftheproducedmembrane第14页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Makesheetsofitinamodule第15页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Makeamoduleofit第16页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Morethanonemembrane第17页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六SubmergeinaMBRtank第18页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六第19页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六膜结构PorousvsNonPorousHydrophilicvsHydrophobicPolymericvsInorganicHydrophilic亲水

Hydrophobic疏水第20页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Porous…………NonPorous

Symmetric……AsymmetricDense(Nonporous)PorousSymmetricPorousasymmetricRO,NFUF,MFMFSkinSupport第21页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六PorousSymmetricMembranesNucleporeMembrane核径迹成孔CelluloseMembrane第22页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Symmetricmembrane第23页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六AsymmetricMembranesDenseLayerPoroussupportFiberSupport第24页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Poresize第25页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Ceramicmembranepictures(CEM)第26页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Membranestructurestructure:symmetricasymmetric

shapes:flatsheettubular:tube (d>3mm)capillary (0.5<d<3.0mm)hollowfibre (d<0.5mm)第27页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六ModuleshapesFlatSheetSpiralWoundTubularHollowFiberContainedvsSubmerged第28页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Flatsheetmodule第29页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六PlateandFrameModuleUFPolyacrylonitrile(PAN)Polyvinylidenefluoride(PVF)Polysulfone(PS)SulfonatedPolysulfone(SPS)第30页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Tubularandcapillarymembranes

第31页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Tubularmembrane第32页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Tubularmembranes(contained)第33页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六HollowFiber(capillar)OutsideInVSInsideOutFromCatalogofToray第34页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Capillary8inchmodule第35页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Monolith(demo)InorganicMembranes-CeramicMF,UFRecentlyNF-Porousglass-Zirconium第36页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六CeramictubesFlatsheets第37页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六第38页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Spiral-WoundRO/NFModuleFlowINSpacerMembranePermeateConcentrate第39页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六第40页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Youcanmakeyourownspiralwoundmoduletoday!!!TwoA4papersCottonsheetA4(ifavailable)ShearstocutGlueforpaperPlastictubewithaslid(prefabricated)第41页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六ReverseOsmose-installation第42页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六+/-variousconfigurations第43页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Dead－endandCross－flowOperationmodes第44页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Membranefiltrationdead-endMembraneWastewaterPermeatefeed第45页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六MembranefiltrationcrossflowWastewaterPermeateconcentratefeedmembraneAirinjection第46页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Dead-endFiltrationtimeYieldCakeThickness第47页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Cross-flowfiltrationtimeCakeThicknessYield第48页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Semidead-endfiltration第49页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Cross-flowfiltrationAdvantages:turbulentflowcontinuousconcentratedischargecontrolofcake-layerbuild-upDisadvantages:morecomplexprocesslayouthigh(er)energyconsumptionhigh(er)investmentcost第50页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Cascadesinglepasssystem第51页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Two-stagerecirculationsystem第52页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六FoulingofmembranesFoulingReversiblefoulingIrreversiblefoulingBiofoulingPoreblockingScalingfoul

a.1.肮脏的,污浊的;2.恶臭的;(食物)腐败的;3.邪恶的,可恶的;4.下流的,恶语咒骂的;5.(天气等)恶劣的;(风)逆的;6.(比赛中)犯规的;7.(水管等)堵塞的;8.(绳索等)被缠住的ad.1.违反规则地;不正当地n.1.(比赛中)犯规[C][(+against/on)]vt.1.弄脏;污染;玷污;2.使堵塞;3.缠住;4.碰撞vi.1.腐败,腐烂;2.(管道等)堵塞[(+up)];3.(比赛中)犯规;4.(绳索等)缠结第53页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六ResistanceModelI=ER1+R2+R3ER1R2R3IRmRcRgRpJvJv=DPm(Rc+Rg+Rp

+Rm)SeparationofresistancefactorstoCake,Gel,Plugging,Membrane.第54页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六RejectionbyUF/MFmembranesGlobularProteinLinearpolymerSolutePepsinCytochromeCPolydextranMW(kDa)3513100Rejection(%)90700PoroussupportSelectivemembraneskinGlobularproteinLinearmacromolecule第55页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六CakelayerformationMembraneParticleColloid/proteinCake/foulinglayerFlowdirectionDrivingforce∆p第56页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六FoulinginMF/UFDecreaseinfluxdueto:Pore-plugging,adsorptionandcake-layerformationNoconcentrationpolarizationofsalts

noscalingIngeneralconcentratedfeedsolutionscontaininglargeparticles(size10nm–25µm).

Thisresultsinlowback-diffusionrates,fastcakelayerbuild-upandporeblocking

lowproduct-fluxes(1/10oftheCWF)Complexcakelayerstructure第57页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六FoulinginNF/ROFoulingbehaviordiffersfromUF/MFdueto:Lowerfluxesandpresenceofsmallermoleculeshigherback-diffusionandingeneralnothickcakelayerformationChargedmembranesurfaces(ingeneralnegative)adsorptionofcolloidsandbiologicalmatterScaling(CaSO4,CaCO3)第58页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Foulingreduction/cleaningMembranepropertiesandmoduledesignOptimumprocessconditions(lowTMP)Cleaningregimehydrauliccleaning(backwash,forwardflushandairflush©)chemicalcleaningrelaxationPre-treatmentofthefeed

(flocculation/coagulation,pH

adjustment)第59页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Backwash(=Backflush)SuspensionMembranePermeateFiltration

modeBackflushing

modeto

drainFluxTimewith

backflushingwithout0negative

flow第60页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六SuspensionMembranePermeateFiltration

modeBackflushing

modeto

drainFluxTimewith

backflushingwithout0negative

flowBackwash(=Backflush)第61页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六ForwardFlushproduction forwardflush第62页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六BackFlushproduction forwardflush& backflushpermeate第63页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六AirFlushAirFlush®bubbleflowslugflowannularflow第64页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六ForwardFlushwithairflushproduction forwardflushwith airflush&backflush第65页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Membranefiltrationsemidead-endMembraneWastewaterPermeatefeed第66页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Dead-endproduction-run,start

buildingupfoulinglayerpermeatepermeatepermeatepermeatefeedMembranemodule第67页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Dead-endatendofproductionrunBuildingupfoulinglayerProductionofpermeatedecreasesatconstantTMPpermeatepermeatepermeatepermeatefeed第68页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Dead-endwithbackflush

Backflushwithpermeateduringproductionconcentratefeedpermeatepermeatepermeatepermeate第69页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Dead-endwithbackwash&airflush

AirinjectionfeedpermeatepermeatepermeatepermeateBackwashwithairflushresultsinlowerpermeateuseAirinjection第70页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六MembranefiltrationcrossflowWastewaterPermeateconcentratefeedmembraneAirinjection第71页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六CrossflowHighsheeringforcesinmembranemoduleLowfoulinglayerbuildupHigherenergydemandHigherrecoveryApplicatedforhigherMLSScontents第72页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六Att=156hAtt=372hTheeffectofbackwashonpermeateproduction:第73页，共77页，2022年，5月20日，7点3分，星期六RelaxationGive