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RO反滲透膜介紹
2015-09-25
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RO反滲透膜介紹--反滲透膜優(yōu)點(diǎn)
RO反滲透膜用于反滲透法中制備純水的半透膜。
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)具有高效脫鹽率;(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。
反滲透膜的結(jié)構(gòu)，有非對(duì)稱膜和復(fù)合膜兩類。當(dāng)前使用的膜材料主要為三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。可用于分離、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。
“反滲透法”
是目前海水淡化中最有效、最節(jié)能的技術(shù)。它的裝置包括去除渾濁物質(zhì)的前處理設(shè)備、高壓泵、反滲透裝置、后處理設(shè)備、濃縮水能量回收器等。反滲透裝置是其關(guān)鍵，而它的核心則是反滲透膜。
反滲透指的是沿與溶液自然滲透方向相反的方向進(jìn)行的滲透，即溶劑從高濃度向低濃度溶液進(jìn)行滲透。生物體內(nèi)，膜是不同組織間的屏障。物質(zhì)交換時(shí)，它只允許其中的某些通過(guò)，而排斥其他。這種對(duì)物質(zhì)具有一定選擇能力的膜叫做半透膜。假設(shè)有一張膜只允許淡水通過(guò)，把它放在淡水和鹽水中間，在自然狀態(tài)下，淡水會(huì)透過(guò)半透膜稀釋鹽水來(lái)減小濃度差，當(dāng)高度相差一定程度時(shí)，滲透會(huì)自動(dòng)停止(這個(gè)高度差產(chǎn)生的壓強(qiáng)稱為“滲透壓”)。如果在鹽水一邊施加壓強(qiáng)，使它大于滲透壓，鹽水中的水分子就摘迫滲人淡水一方，這就是反滲現(xiàn)象。只要保持足夠的壓強(qiáng)，并及時(shí)取走淡水，鹽水中的水分子源源不斷地透過(guò)半透膜進(jìn)入淡水中，鹽分就被“過(guò)濾”掉了。所謂滲透膜就是利用反滲透原理進(jìn)行分離的液體分離膜。具體的說(shuō)，反滲透膜上有許多小孔，孔的大小只允許水分子通過(guò)，鹽類和雜質(zhì)分子都比孔大而無(wú)法通過(guò) -- 多像個(gè)篩子呀。
反滲透膜的優(yōu)點(diǎn)
是裝置結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、能耗低，并可在常溫下操作，易于工業(yè)化生產(chǎn)。制膜技術(shù)的關(guān)鍵是選擇最佳材料，使其適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。孔的尺寸也是個(gè)重要因素，要讓它小到最小的細(xì)菌和病毒都無(wú)法通過(guò)，才能保證水的純凈。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(qiáng)自疊加而成，透水量極大，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(jī)化合物時(shí)也特別有效，因此對(duì)有機(jī)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。
在21世紀(jì)以前，反滲透膜技術(shù)都是被國(guó)外所壟斷，而中國(guó)是直到90年代末期才開始掌握了反滲透膜的生產(chǎn)技術(shù).這個(gè)歷史要追述到建國(guó)初期，當(dāng)時(shí)我們國(guó)家的領(lǐng)導(dǎo)人已經(jīng)意識(shí)到海水淡化的前景和將來(lái)在社會(huì)中的作用。
早在1958年，石松研究員等首先在我國(guó)開展離子交換膜電滲析海水淡化研究。而在此前1953年美國(guó)C.E.Reid建議美國(guó)內(nèi)務(wù)部將反滲透研究列入國(guó)家計(jì)劃。
隨后1967年，國(guó)家科委組織全國(guó)海水淡化會(huì)戰(zhàn)，組織全國(guó)在水處理和分析化學(xué)、材料化學(xué)、流體力學(xué)等各個(gè)學(xué)科的精英會(huì)戰(zhàn)海水淡化。
1970年，會(huì)戰(zhàn)主力匯集我國(guó)浙江省的杭州市，組織了全國(guó)第一個(gè)海水淡化研究室。此期間，他們一直用電滲析技術(shù)進(jìn)行海水淡化，研制成功海洋監(jiān)測(cè)專用微孔濾膜，建成了世界最大的電滲析海水淡化站——西沙永興島海水淡化站。一度在海水淡化方面成為世界領(lǐng)軍人物。
1982年，中國(guó)海水淡化與水再利用學(xué)會(huì)經(jīng)中國(guó)科協(xié)學(xué)會(huì)部批準(zhǔn)在杭州成立。但是，因?yàn)榻?jīng)歷了十年浩劫，畢竟還是衰弱下去了，此時(shí)，遠(yuǎn)在大洋彼岸的美國(guó)的全芳香族聚酰胺復(fù)合膜及其卷式元件已經(jīng)赫然問(wèn)世。
1984年，國(guó)家海洋局以海水淡化研究室為主體，組建國(guó)家海洋局杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心，中國(guó)開始對(duì)膜技術(shù)重視了，但是，美國(guó)海水淡化用復(fù)合膜及其卷式元件已經(jīng)大面積商業(yè)化了，投入到了國(guó)家和民用中去了。
1992年，國(guó)家為了追趕膜方面技術(shù)與世界的差距，，國(guó)家科委軍頂，以“中心”為依托，組建國(guó)家液體分離膜工程技術(shù)研究中心，并開始悄悄研制國(guó)產(chǎn)反滲透膜。
直到2001年，“中心”實(shí)行集團(tuán)化分體管理，所轄三個(gè)控股的中外合資公司，兩個(gè)中資公司和一個(gè)研發(fā)中心。
同年，杭州北斗星膜制品有限公司正式公開問(wèn)世，從此，中國(guó)有了自己的反滲透膜產(chǎn)品，享有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、由中國(guó)制造、具有民族品牌的高性能復(fù)合膜元件開始投放市場(chǎng)，中國(guó)成為世界上第四個(gè)掌握自主反滲透膜技術(shù)的國(guó)家。而杭州水處理下的杭州北斗星膜制品有限公司也成為全球八家自主反滲透膜生產(chǎn)廠家之一。
也稱為RO膜。我們無(wú)法去追究是工業(yè)文明還是人口無(wú)休止的增長(zhǎng)使我們面臨了這場(chǎng)水的危機(jī)：早在70年代中期，由于眾多的河流遭到嚴(yán)重污染，全世界有70%的人無(wú)法保證衛(wèi)生、安全地用水。淡水資源的日益匱乏，使人們一再把目光投向浩瀚的海洋，只要將導(dǎo)致海水又苦又咸的鹽類物質(zhì)從中去除，就能獲得淡水。地中海中部的馬耳他，建有世界上最大的反滲透海水淡化廠。海水在這里乖乖地繳械投降，變成衛(wèi)生的淡水，為島上的3萬(wàn)居民和前來(lái)觀光的旅游者提供忠實(shí)的服務(wù)。
反滲透機(jī)理模型
有幾個(gè)經(jīng)典模型
1.優(yōu)先吸附毛細(xì)孔模型：弱點(diǎn)干態(tài)電鏡下，沒(méi)發(fā)現(xiàn)孔。濕態(tài)膜標(biāo)本不是電鏡的樣品。
2.溶解擴(kuò)散模型：不認(rèn)為有孔。
3.干閉濕開模型：上工世紀(jì)80，90年代，國(guó)人鄧宇等提出的，能夠解釋1和2模型的統(tǒng)一的現(xiàn)代最貼切的逆滲透機(jī)理模型。既“干閉濕開”反滲透模型，統(tǒng)一了兩個(gè)最經(jīng)典的反滲透機(jī)制模型，細(xì)孔模型，溶解擴(kuò)散模型。
RO反滲透膜用于反滲透法中制備純水的半透膜。
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)具有高效脫鹽率;(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。
反滲透膜的結(jié)構(gòu)，有非對(duì)稱膜和復(fù)合膜兩類。當(dāng)前使用的膜材料主要為三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。可用于分離、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。
“反滲透法”
是目前海水淡化中最有效、最節(jié)能的技術(shù)。它的裝置包括去除渾濁物質(zhì)的前處理設(shè)備、高壓泵、反滲透裝置、后處理設(shè)備、濃縮水能量回收器等。反滲透裝置是其關(guān)鍵，而它的核心則是反滲透膜。
反滲透指的是沿與溶液自然滲透方向相反的方向進(jìn)行的滲透，即溶劑從高濃度向低濃度溶液進(jìn)行滲透。生物體內(nèi)，膜是不同組織間的屏障。物質(zhì)交換時(shí)，它只允許其中的某些通過(guò)，而排斥其他。這種對(duì)物質(zhì)具有一定選擇能力的膜叫做半透膜。假設(shè)有一張膜只允許淡水通過(guò)，把它放在淡水和鹽水中間，在自然狀態(tài)下，淡水會(huì)透過(guò)半透膜稀釋鹽水來(lái)減小濃度差，當(dāng)高度相差一定程度時(shí)，滲透會(huì)自動(dòng)停止(這個(gè)高度差產(chǎn)生的壓強(qiáng)稱為“滲透壓”)。如果在鹽水一邊施加壓強(qiáng)，使它大于滲透壓，鹽水中的水分子就摘迫滲人淡水一方，這就是反滲現(xiàn)象。只要保持足夠的壓強(qiáng)，并及時(shí)取走淡水，鹽水中的水分子源源不斷地透過(guò)半透膜進(jìn)入淡水中，鹽分就被“過(guò)濾”掉了。所謂滲透膜就是利用反滲透原理進(jìn)行分離的液體分離膜。具體的說(shuō)，反滲透膜上有許多小孔，孔的大小只允許水分子通過(guò)，鹽類和雜質(zhì)分子都比孔大而無(wú)法通過(guò) -- 多像個(gè)篩子呀。
反滲透膜的優(yōu)點(diǎn)
是裝置結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、能耗低，并可在常溫下操作，易于工業(yè)化生產(chǎn)。制膜技術(shù)的關(guān)鍵是選擇最佳材料，使其適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。孔的尺寸也是個(gè)重要因素，要讓它小到最小的細(xì)菌和病毒都無(wú)法通過(guò)，才能保證水的純凈。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(qiáng)自疊加而成，透水量極大，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(jī)化合物時(shí)也特別有效，因此對(duì)有機(jī)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。
在21世紀(jì)以前，反滲透膜技術(shù)都是被國(guó)外所壟斷，而中國(guó)是直到90年代末期才開始掌握了反滲透膜的生產(chǎn)技術(shù).這個(gè)歷史要追述到建國(guó)初期，當(dāng)時(shí)我們國(guó)家的領(lǐng)導(dǎo)人已經(jīng)意識(shí)到海水淡化的前景和將來(lái)在社會(huì)中的作用。
早在1958年，石松研究員等首先在我國(guó)開展離子交換膜電滲析海水淡化研究。而在此前1953年美國(guó)C.E.Reid建議美國(guó)內(nèi)務(wù)部將反滲透研究列入國(guó)家計(jì)劃。
隨后1967年，國(guó)家科委組織全國(guó)海水淡化會(huì)戰(zhàn)，組織全國(guó)在水處理和分析化學(xué)、材料化學(xué)、流體力學(xué)等各個(gè)學(xué)科的精英會(huì)戰(zhàn)海水淡化。
1970年，會(huì)戰(zhàn)主力匯集我國(guó)浙江省的杭州市，組織了全國(guó)第一個(gè)海水淡化研究室。此期間，他們一直用電滲析技術(shù)進(jìn)行海水淡化，研制成功海洋監(jiān)測(cè)專用微孔濾膜，建成了世界最大的電滲析海水淡化站——西沙永興島海水淡化站。一度在海水淡化方面成為世界領(lǐng)軍人物。
1982年，中國(guó)海水淡化與水再利用學(xué)會(huì)經(jīng)中國(guó)科協(xié)學(xué)會(huì)部批準(zhǔn)在杭州成立。但是，因?yàn)榻?jīng)歷了十年浩劫，畢竟還是衰弱下去了，此時(shí)，遠(yuǎn)在大洋彼岸的美國(guó)的全芳香族聚酰胺復(fù)合膜及其卷式元件已經(jīng)赫然問(wèn)世。
1984年，國(guó)家海洋局以海水淡化研究室為主體，組建國(guó)家海洋局杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心，中國(guó)開始對(duì)膜技術(shù)重視了，但是，美國(guó)海水淡化用復(fù)合膜及其卷式元件已經(jīng)大面積商業(yè)化了，投入到了國(guó)家和民用中去了。
1992年，國(guó)家為了追趕膜方面技術(shù)與世界的差距，，國(guó)家科委軍頂，以“中心”為依托，組建國(guó)家液體分離膜工程技術(shù)研究中心，并開始悄悄研制國(guó)產(chǎn)反滲透膜。
直到2001年，“中心”實(shí)行集團(tuán)化分體管理，所轄三個(gè)控股的中外合資公司，兩個(gè)中資公司和一個(gè)研發(fā)中心。
同年，杭州北斗星膜制品有限公司正式公開問(wèn)世，從此，中國(guó)有了自己的反滲透膜產(chǎn)品，享有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、由中國(guó)制造、具有民族品牌的高性能復(fù)合膜元件開始投放市場(chǎng)，中國(guó)成為世界上第四個(gè)掌握自主反滲透膜技術(shù)的國(guó)家。而杭州水處理下的杭州北斗星膜制品有限公司也成為全球八家自主反滲透膜生產(chǎn)廠家之一。
也稱為RO膜。我們無(wú)法去追究是工業(yè)文明還是人口無(wú)休止的增長(zhǎng)使我們面臨了這場(chǎng)水的危機(jī)：早在70年代中期，由于眾多的河流遭到嚴(yán)重污染，全世界有70%的人無(wú)法保證衛(wèi)生、安全地用水。淡水資源的日益匱乏，使人們一再把目光投向浩瀚的海洋，只要將導(dǎo)致海水又苦又咸的鹽類物質(zhì)從中去除，就能獲得淡水。地中海中部的馬耳他，建有世界上最大的反滲透海水淡化廠。海水在這里乖乖地繳械投降，變成衛(wèi)生的淡水，為島上的3萬(wàn)居民和前來(lái)觀光的旅游者提供忠實(shí)的服務(wù)。
反滲透機(jī)理模型
有幾個(gè)經(jīng)典模型
1.優(yōu)先吸附毛細(xì)孔模型：弱點(diǎn)干態(tài)電鏡下，沒(méi)發(fā)現(xiàn)孔。濕態(tài)膜標(biāo)本不是電鏡的樣品。
2.溶解擴(kuò)散模型：不認(rèn)為有孔。
3.干閉濕開模型：上工世紀(jì)80，90年代，國(guó)人鄧宇等提出的，能夠解釋1和2模型的統(tǒng)一的現(xiàn)代最貼切的逆滲透機(jī)理模型。既“干閉濕開”反滲透模型，統(tǒng)一了兩個(gè)最經(jīng)典的反滲透機(jī)制模型，細(xì)孔模型，溶解擴(kuò)散模型。
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