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纯净水设备中反渗透膜的分类
纯净水设备中反渗透膜的分类

制取纯净水最广泛、最经济适用的技术是反渗透技术。而反渗透膜是实现反渗透的核心元件,是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜。  反渗透膜是如何分类的?  一般用高分子材料制成。如醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜。表面微孔的直径一般在0.5~10nm之间,透过性的大小与膜本身的化学结构有关。有的高分子材料对盐的排斥性好,而水的透过速度并不好。有的高分子材料化学结构具有较多亲水基团,因而水的透过速度相对较快。因此一种满意的反渗透膜应具有适当的渗透量或脱盐率。  反渗透膜应具有以下特征:  (1)在高流速下应具有高效脱盐率;  (2)具有较高机械强度和使用寿命;  (3)能在较低操作压力下发挥功能;  (4)能耐受化学或生化作用的影响;  (5)受pH值、温度等因素影响较小;  (6)制膜原料来源容易,加工简便,成本低廉。  反渗透膜的结构,有非对称膜和均相膜两类。当前使用的膜材料主要为醋酸酸纤维素和芳香聚酰胺类。其组件有中空纤维式、卷式、板框式和管式。可用于分离、浓缩、纯化等化工单元操作,主要用于纯水制备和水处理行业中。  反渗透是60年代发展起来的一项新的薄膜分离技术,是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程。  要了解反渗透法除盐原理,先要了解“渗透”的概念。渗透是一种物理现象,当两种含有不同浓度盐类的水,如用一张半渗透性的薄膜分开就会发现,含盐量少的一边的水分会透过膜渗到含盐量高的水中,而所含的盐分并不渗透,这样,逐渐把两边的含盐浓度融和到均等为止。  然而要完成这一过程需要很长时间,这个过程也称为自然渗透。但如果在含盐量高的水侧,试加一个压力,其结果也可以使上述渗透停止,这时的压力称为渗透压力。如果压力再加大,可以使水向相反方向渗透,而盐分剩下。  由此,反渗透除盐原理,就是在有盐分的水中(如原水),施以比自然渗透压力更大的压力,使渗透向相反方向进行,把原水中的水分子压到膜的另一边,变成洁净的水,从而达到除去水中盐分的目的,这就是反渗透除盐原理。  目前,反渗透膜如以其膜材料化学组成来分,主要有纤维素膜和非纤维素膜两大类。如按膜材料的物理结构来分,大致可分为非对称膜和复合膜等。  在纤维素类膜中最广泛使用的是醋酸纤维素膜(简称CA膜)。该膜总厚度约为100μm,全表皮层的厚度约为0.25μm,表皮层中布满微孔,孔径约5一10埃,故可以滤除极细的粒子,而多孔支撑层中的孔径很大,约有几千埃,故该种不对称结构的膜又称为非对称膜。在反渗透操作中,醋酸纤维素膜只有表皮层与高压原水接触才能达到预期的脱盐效果,决不能倒置。  非纤维素类膜以芳香聚酷胺为主要品种,其他还有聚呢喀酰胺膜,疆苯骈味哩膜,聚砜酰胺膜,聚四氟乙烯接枝膜,聚乙烯亚胺膜等等。近年来发展起来的聚酰胺复合膜,是由一层聚酯无纺织物作支持层,由于聚酯无纺织物非常不规则并且太疏松,不适合作为盐屏障层的底层,因而将微孔工程塑料聚砜浇铸在无纺织物表面上。聚枫层表面的孔控制在大约150埃。屏障层采用高交联度的芳香聚酰胺,厚度大约在2000埃。高交联度芳香聚酷胺由苯三酰氯和苯二胺聚合而成。由于这种膜是由三层不同材料复合而成故称为复合膜。

 

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