反滲透膜
反滲透膜是實現反滲透的核心元件,是一種模擬生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料制成。如醋酸纖維素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜。表面微孔的直徑一般在0.5~10nm之間,透過性的大小與膜本身的化學結構有關。有的高分子材料對鹽的排斥性好,而水的透過速度并不好。有的高分子材料化學結構具有較多親水基團,因而水的透過速度相對較快。因此一種滿意的反滲透膜應具有適當的滲透量或脫鹽率。
反滲透膜應具有以下特征:(1)在高流速下應具有..
脫鹽率;(2)具有較高
機械強度和使用壽命;(3)能在較低操作壓力下發揮功能;(4)能耐受化學或生化作用的影響;(5)受
pH值、溫度等因素影響較小;(6)制膜原料來源容易,加工簡便,成本低廉。
反滲透膜的結構,有
非對稱膜和均相膜兩類。當前使用的膜材料主要為
醋酸纖維素和芳香聚酰胺類。其組件有
中空纖維式、卷式、板框式和管式。可用于分離、濃縮、純化等
化工單元操作,主要用于純水制備和水處理行業中。
原理:
反滲透又稱逆滲透,一種以
壓力差為
推動力,從溶液中分離出溶劑的
膜分離操作。對膜一側的料液施加壓力,當壓力超過它的滲透壓時,溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側得到透過的溶劑,即
滲透液;高壓側得到濃縮的溶液,即濃縮液。若用反滲透處理海水,在膜的低壓側得到淡水,在高壓側得到鹵水。 反滲透時,溶劑的滲透速率即液流能量
N為:
N=
Kh(Δ
p-Δ
π) 式中
Kh為水力
滲透系數,它隨溫度升高稍有增大;Δ
p為膜兩側的靜壓差;Δ
π為膜兩側溶液的滲透
壓差。稀溶液的滲透壓
π為:
π=
iCRT 式中
i為溶質分子電離生成的離子數;
C為溶質的
摩爾濃度;
R為
摩爾氣體常數;
T為
..溫度。 反滲透通常使用非對稱膜和復合膜。反滲透所用的設備,主要是
中空纖維式或卷式的
膜分離設備。 反滲透膜能截留水中的各種
無機離子、膠體物質和
大分子溶質,從而取得
凈制的水。也可用于大分子有機物溶液的預濃縮。由于反滲透過程簡單,能耗低,近20年來得到迅速發展。現已大規模應用于海水和
苦咸水(見鹵水)淡化、鍋爐用水軟化和
廢水處理,并與離子交換結合制取
高純水,其
應用范圍正在擴大,已開始用于乳品、果汁的濃縮以及生化和
生物制劑的分離和濃縮方面。
反滲透膜能截留大于0.0001微米的物質,是..精細的一種膜分離產品,其能有效截留所有溶解鹽份及分子量大于100的有機物,同時允許水分子通過。
反滲透膜