膜分离

崔振宇简答或论述（有些是英文题干），单选，计算，综合1、什麼是膜分離，膜材料為什麼能夠具有選擇滲透性？借助膜的选择渗透作用，对混合物中的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。原因1.膜中分布有微细孔穴，不同孔穴有选择渗透性；2.膜中存在固定基团电荷，电荷的吸附、排斥产生选择渗透性；3.被分离物在膜中的溶解、扩散作用产生选择渗透性。2、膜分离设备的主要类型，其主要结构和优缺点。1.板框式膜器使用的是平板膜，其结构与板框式压滤机类似，由导流板、膜和多孔支撑板交替重叠组成。优点：膜的组装方便、清洗更换容易，不易堵塞。缺点：对密封要求高、结构不紧凑。2.卷式由平板膜制成，在两片膜中夹入一层多孔支撑材料，将两片膜的三边密封，再在膜上铺上一层隔网，将该多层材料卷绕在多孔管上，整个组件装入圆筒形压力容器中，使用时料液沿隔网流动，与膜接触，透过膜的透过液沿膜袋内的多孔支撑材料流向中心管，然后导出。优点：结构紧凑、单位体积膜面积很大、透水量大、设备费用低；缺点：浓差极化不易控制，易堵塞，不易清洗，换膜困难。3.管式由管式膜组装而成膜器与列管式换热器结构类似。根据膜的位置分为内压式和外压式，外压式需耐高压的外壳，应用较少。4.中空纤维式由中空纤维膜浇铸后，组装而成。优点：设备紧凑、单位体积的膜表面积大、不需要支撑材料缺点：中空纤维内径小，阻力大，易堵塞，对料液的预处理要求高。3、电渗析工作原理。在淡化室中通入含盐水，接上电源，溶液中带正电荷的阳离子，在电场的作用下，向阴极方向移动到阳膜，受到膜上带负电荷的基团的异性相吸引的作用而穿过膜，进入右侧的浓缩室。带负电荷的阴离子，向阳极方向移动到阴膜，受到膜上带正电荷的基团的异性相吸引的作用而穿过膜，进入左侧的浓缩室。淡化室盐水中的氯化钠被除去，得到淡水，氯化钠在浓缩室中浓集。4、膜污染产生的原因、减小膜污染控制方法以及膜的清洗方法5、制备无机膜常用的方法，主要无机膜材料，优缺点。答：流延法、（可制备几毫米平板支撑体或对成膜生产连续性差、不易放大）溶胶-凝胶法、（可制备具有超滤性质的孔层，实现气体分离。）溅射、离子镀、气相沉积、沥滤法、水热法6、膜集成技术对海水进行淡化的示意图，每一操作单元所起的作用7、分置式和一体式膜生物反应器的工作原理和优缺点。一体式：将膜组件置入反应器内，压力驱动靠水头压差，或用真空泵抽吸原理：膜腔内形成负压，混合液中的水和小分子物质通过膜孔，进入膜腔内，经泵输送至出口成为膜出水。膜组件下方设置的曝气系统微生物供氧（维持其正常的生长代谢活动），同时上升的气泡产生水力冲刷作用（有效地抑制了污染物在膜表面的沉积）优点：省去了混合液循环系统，并且靠抽吸出水，能耗相对较低，每吨出水的动力消耗约是分置式的1/10，结构紧凑缺点：膜通量相对较低，容易发生膜污染，不容易清洗和更换膜组件分置式：膜组件与生物反应器分开设置，膜的压力驱动依靠加压泵原理：生物反应器中的污泥混合液由循环泵增压后，输送至膜组件内侧，在压差作用下，混合液中的水和小分子物质通过膜孔，成为系统处理出水；而悬浮物和大分子物质等则被膜截留，并回流至生物反应器内优点：运行稳定可靠，易于操作管理；膜容易清洗、更换；膜通量较高缺点：a.为了减少污染物在膜表面的沉积，一般需要用循环泵提供较高的膜面错流速度，致使水流循环量加大，动力消耗和运行费用增加，每吨出水的能耗是传统活性污泥法的10～20倍b.泵的回流产生的剪切力也可能影响到微生物的催化活性8、浸没沉淀技术制备高分子平板或中空纤维膜的过程，多孔膜的骨架和孔是如何形成的。9、瞬时分相和延迟分相？可形成什么样的孔结构？瞬时液液分相--制模液侵没凝胶浴后迅速分相成膜。瞬时液液分相得到相对多孔的膜表层，形成多孔膜，如微滤MF膜和超滤UF膜延时液液分相---制膜液侵入凝胶浴中一定时间后才分相成膜。延时液液分相--得到致密和较厚的膜表层--形成具有致密表层和多空底层的聚合物膜(如气体分离（GS)和渗透汽化PV膜。10、MF、UF（超滤）、NF（纳滤）、RO反渗透、气体分离、渗透汽化等膜过程常用的材料？应用领域？11、计算题-通量、截留率的计算渗透通量：在一定流速、温度、压力下，单位时间内通过单位膜面积的溶液体积流量VJAtJ-纯水通量，L/m2·h；V-透过液的体积，L；A-膜的有效面积，m2；t-测试时间，h。膜的截留率是指溶液经超滤处理后，被膜截留的溶质量占溶液中该溶质总量的百分率。121100%CCRCR-截留率，%；C1-原液中的溶质浓度，mg/L；C2-透过液中的溶质浓度，mg/L12溶解-扩散”模型的内容，假设答：膜是非多孔性的（无孔膜），溶剂与溶质透过膜的过程分为以下三步①渗透物在膜的料液侧表面处吸附和溶解；②渗透物在化学位差的推动下，以分子扩散通过；③渗透物在膜的透过侧表面解析。13.铜棒硫酸洗涤废水，如何用膜集成技术回收铜离子和氢离子。纳滤和反渗透结合处理金属酸洗废液渗透液经ROII进一步浓缩后，渗透的水返回系统使用，此步浓缩独返回ROI作为原料(提高有用成分的回收率)经RO后的浓缩液用NFI系统将硫酸与铜分开，达到同时回收的目的