前 言 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合到均等为止。
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合到均等为止。
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。
在纤维素类膜中广泛使用的是醋酸纤维素膜。
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5-10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酰胺为主要品种,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。高交联度芳香聚酰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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反渗透除盐的原理是利用反渗透膜的半透性,在压力的驱动下,使水分子透过反渗透膜,而将盐类离子截留在膜的另一侧。这一过程类似于渗透过程,只不过在反渗透过程中,膜的一侧是含有盐分的溶液,而另一侧则是纯水或脱盐水。反渗透膜的种类繁多,常见的有以下几种:- 醋酸纤维素反渗透膜:这是最早应用的反渗透膜之一,具有良好的耐氯性和抗氧化性,但耐生物降解性较差。- 复合反渗透膜:由两层不同材料组成,外层为致密皮层,用于防止污垢和微生物的生长,内层为多孔支撑层,用于提供机械强度和水通量。复合反渗透膜具有更高的脱盐率和水通量,以及更好的耐污染性和耐氧化性。- 聚酰胺反渗透膜:这是一种高性能的反渗透膜,具有高脱盐率、高水通量、良好的耐氯性和耐氧化性。它是通过界面聚合反应将一层聚酰胺薄膜沉积在反渗透膜的表面而制成的。我觉得反渗透除盐技术是一种非常有效的水处理方法,它可以去除水中的盐分、重金属、有机物等污染物,提供高质量的纯水或脱盐水。反渗透膜的种类也很多,不同的膜材料和结构适用于不同的水质和应用场合。在选择反渗透膜时,需要考虑膜的性能、成本、耐久性等因素,以及膜的安装、维护和更换等问题。
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