反滲透膜
反滲透膜是實(shí)現(xiàn)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(guò)性的大小與膜本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。有的高分子材料對(duì)鹽的排斥性好,而水的透過(guò)速度并不好。有的高分子材料化學(xué)結(jié)構(gòu)具有較多親水基團(tuán),因而水的透過(guò)速度相對(duì)較快。因此一種滿(mǎn)意的反滲透膜應(yīng)具有適當(dāng)?shù)臐B透量或脫鹽率。
反滲透膜應(yīng)具有以下特征:(1)在高流速下應(yīng)具有..
脫鹽率;(2)具有較高
機(jī)械強(qiáng)度和使用壽命;(3)能在較低操作壓力下發(fā)揮功能;(4)能耐受化學(xué)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(lái)源容易,加工簡(jiǎn)便,成本低廉。
原理:
反滲透又稱(chēng)逆滲透,一種以
壓力差為
推動(dòng)力,從溶液中分離出溶劑的
膜分離操作。對(duì)膜一側(cè)的料液施加壓力,當(dāng)壓力超過(guò)它的滲透壓時(shí),溶劑會(huì)逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側(cè)得到透過(guò)的溶劑,即
滲透液;高壓側(cè)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(cè)得到淡水,在高壓側(cè)得到鹵水?!》礉B透時(shí),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(shù),它隨溫度升高稍有增大;Δ
p為膜兩側(cè)的靜壓差;Δ
π為膜兩側(cè)溶液的滲透
壓差。稀溶液的滲透壓
π為:
π=
iCRT 式中
i為溶質(zhì)分子電離生成的離子數(shù);
C為溶質(zhì)的
摩爾濃度;
R為
摩爾氣體常數(shù);
T為
..溫度?!》礉B透通常使用非對(duì)稱(chēng)膜和復(fù)合膜。反滲透所用的設(shè)備,主要是
中空纖維式或卷式的
膜分離設(shè)備?!》礉B透膜能截留水中的各種
無(wú)機(jī)離子、膠體物質(zhì)和
大分子溶質(zhì),從而取得
凈制的水。也可用于大分子有機(jī)物溶液的預(yù)濃縮。由于反滲透過(guò)程簡(jiǎn)單,能耗低,近20年來(lái)得到迅速發(fā)展?,F(xiàn)已大規(guī)模應(yīng)用于海水和
苦咸水(見(jiàn)鹵水)淡化、鍋爐用水軟化和
廢水處理,并與離子交換結(jié)合制取
高純水,其
應(yīng)用范圍正在擴(kuò)大,已開(kāi)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(zhì),是..精細(xì)的一種膜分離產(chǎn)品,其能有效截留所有溶解鹽份及分子量大于100的有機(jī)物,同時(shí)允許水分子通過(guò)。
反滲透膜