復(fù)合膜的特征是主要由以上兩種材料制成,它是以很薄的致密層和多孔支撐層復(fù)合而成。多孔支撐層又稱基膜,起增強機械強度的作用;致密層也稱表皮層,起脫鹽作用,故又稱脫鹽層。脫鹽層厚度一般為50nm,薄的為30nm。
由單一材料制成的非對稱膜有下列不足之處:
1、致密層和支持層之間存在被壓密的過渡層。
2、表皮層厚度薄極限為100nm,很難通過減小膜厚度降低推動壓力。
3、脫鹽率與透水速度相互制約,因為同種材料很難兼具脫鹽和支撐兩者均優(yōu)。
工作原理
對透過的物質(zhì)具有選擇性的薄膜稱為半透膜,一般將只能透過溶劑而不能透過溶質(zhì)的薄膜稱之為理想半透膜。當(dāng)把相同體積的稀溶液(例如淡水)和濃溶液(例如鹽水)分別置于半透膜的兩側(cè)時,稀溶液中的溶劑將自然穿過半透膜而自發(fā)地向濃溶液一側(cè)流動,這一現(xiàn)象稱為滲透。當(dāng)滲透達(dá)到平衡時,濃溶液側(cè)的液面會比稀溶液的液面高出一定高度,即形成一個壓差,此壓差即為滲透壓。滲透壓的大小取決于溶液的固有性質(zhì),即與濃溶液的種類、濃度和溫度有關(guān)而與半透膜的性質(zhì)無關(guān)。若在濃溶液一側(cè)施加一個大于滲透壓的壓力時,溶劑的流動方向?qū)⑴c原來的滲透方向相反,開始從濃溶液向稀溶液一側(cè)流動,這一過程稱為反滲透。 反滲透是滲透的一種反向遷移運動,是一種在壓力驅(qū)動下,借助于半透膜的選擇截留作用將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分開的分離方法,它已廣泛應(yīng)用于各種液體的提純與濃縮,其中普遍的應(yīng)用實例便是在水處理工藝中,用反滲透技術(shù)將原水中的無機離子、細(xì)菌、病毒、有機物及膠體等雜質(zhì)去除,以獲得的純凈水。
膜元件的脫鹽率在其制造成形時就已確定,脫鹽率的高低取決于膜元件表面超薄脫鹽層的致密度,脫鹽層越致密脫鹽率越高,同時產(chǎn)水量越低。反滲透對不同物質(zhì)的脫鹽率主要由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和分子量決定,對離子及復(fù)雜單價離子的脫鹽率可以超過99%,對單價離子如:鈉離子、鉀離子、氯離子的脫鹽率稍低,但也可超過了98%(膜使用時間越長,化學(xué)清洗次數(shù)越多,反滲透膜脫鹽率越低。);對分子量大于100的有機物脫除率也可過到98%,但對分子量小于100的有機物脫除率較低。
影響因素
1、 進(jìn)水壓力對反滲透膜的影響
進(jìn)水壓力本身并不會影響鹽透過量,但是進(jìn)水壓力升高使得驅(qū)動反滲透的凈壓力升高,使得產(chǎn)水量加大,同時鹽透過量幾乎不變,增加的產(chǎn)水量稀釋了透過膜的鹽分,降低了透鹽率,提高脫鹽率。當(dāng)進(jìn)水壓力超過一定值時,由于過高的回收率,加大了濃差極化,又會導(dǎo)致鹽透過量增加,抵消了增加的產(chǎn)水量,使得脫鹽率不再增加。
2、 進(jìn)水溫度對反滲透膜的影響
反滲透膜產(chǎn)水電導(dǎo)對進(jìn)水水溫的變化十分敏感,隨著水溫的增加水對通量也線性的增加,進(jìn)水水溫每升高1℃,產(chǎn)水量就增加2.5%-3.0%;(以25℃為標(biāo)準(zhǔn))
3、 進(jìn)水PH值對反滲透膜的影響
進(jìn)水PH值對產(chǎn)水量幾乎沒有影響,而對脫鹽率有較大影響。PH值在7.5-8.5之間,脫鹽率達(dá)到高。
4、 進(jìn)水鹽濃度對反滲透膜的影響
滲透壓是水中所含鹽分或有機物濃度的函數(shù),進(jìn)水含鹽量越高,濃度差也越大,透鹽率上升,從而導(dǎo)致脫鹽率下降。
反滲透裝置結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡單、操作簡便、能耗低,在常溫下操作,易于工業(yè)化生產(chǎn)。80年代發(fā)明的復(fù)合膜,由超薄反滲透膜、多孔支撐層、織物增強自疊加而成,透水量,除鹽率高達(dá)99%,是理想的反滲透膜。反滲透膜在分離小分子有機化合物時也特別有效,因此對有機化工、釀造工業(yè)、三廢處理等領(lǐng)域也得到了很好的應(yīng)用。
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