反滲透膜
反滲透膜是實現(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(xué)結(jié)構(gòu)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(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
機械強度和使用壽命;(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??;(6)制膜原料來源容易,加工簡便,成本低廉。
反滲透膜的結(jié)構(gòu),有
非對稱膜和均相膜兩類。當(dāng)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??捎糜诜蛛x、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(yè)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(cè)的料液施加壓力,當(dāng)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(cè)得到透過的溶劑,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,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透通常使用非對稱膜和復(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
無機離子、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物溶液的預(yù)濃縮。由于反滲透過程簡單,能耗低,近20年來得到迅速發(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(zhì),是..精細的一種膜分離產(chǎn)品,其能有效截留所有溶解鹽份及分子量大于100的有機物,同時允許水分子通過。
反滲透膜