A. 反滲透膜的研究歷史
反滲透裝置結構緊湊、安裝簡單、操作簡便、能耗低,在常溫下操作,易於工業化生產。
80年代發明的復合膜,由超薄反滲透膜、多孔支撐層、織物增強自疊加而成,透水量極大,除鹽率高達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、三廢處理等領域也得到了很好的應用。
在21世紀以前,反滲透膜技術都是被國外所壟斷,而中國是直到90年代末期才開始掌握了反滲透膜的生產技術.這個歷史要追述到建國初期,當時我們國家的領導人已經意識到海水淡化的前景和將來在社會中的作用。
早在1958年,石松研究員等首先在中國開展離子交換膜電滲析海水淡化研究。而在此前1953年美國C.E.Reid建議美國內務部將反滲透研究列入國家計劃。
隨後1967年,國家科委組織全國海水淡化會戰,組織全國在水處理和分析化學、材料化學、流體力學等各個學科的精英會戰海水淡化。
1970年,會戰主力匯集中國浙江省的杭州市,組織了全國第一個海水淡化研究室。此期間,他們一直用電滲析技術進行海水淡化,研製成功海洋監測專用微孔濾膜,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軍人物。
1982年,中國海水淡化與水再利用學會經中國科協學會部批准在杭州成立。但是,因為經歷了十年浩劫,畢竟還是衰弱下去了,此時,遠在大洋彼岸的美國的全芳香族聚醯胺復合膜及其卷式元件已經赫然問世。
1984年,國家海洋局以海水淡化研究室為主體,組建國家海洋局杭州水處理技術研究開發中心,中國開始對膜技術重視了,但是,美國海水淡化用復合膜及其卷式元件已經大面積商業化了,投入到了國家和民用中去了。
1992年,國家為了追趕膜方面技術與世界的差距,,國家科委軍頂,以「中心」為依託,組建國家液體分離膜工程技術研究中心,並開始悄悄研製國產反滲透膜。
直到2001年,「中心」實行集團化分體管理,所轄三個控股的中外合資公司,兩個中資公司和一個研發中心。
同年,杭州北斗星膜製品有限公司正式公開問世,從此,中國有了自己的反滲透膜產品,享有完全自主知識產權、由中國製造、具有民族品牌的高性能復合膜元件開始投放市場,中國成為世界上第四個掌握自主反滲透膜技術的國家。而杭州水處理下的杭州北斗星膜製品有限公司也成為全球八家自主反滲透膜生產廠家之一..
B. 反滲透膜淡化海水的原理
原理就是篩子過濾,因為顆粒大小不同,水分子顆粒最小,還有一些離子帶有電子,被靜電吸附在膜上面。RO膜就是篩子一樣,只是特殊的篩子。
C. 反滲透技術的由來
1950年,美國科學家DR.S.Sourirajan有一回無意發現海鷗在海上飛行時從海面啜起一大口海水,隔了幾秒後,吐出一小口的海水,而產生疑問,因為陸地上由肺呼吸的動物是絕對無法飲用高鹽份的海水的。經過解剖發現海鷗體內有一層薄膜,該薄膜非常精密,海水經由海鷗吸入體內後加壓,再經由壓力作用將水分子貫穿滲透過薄膜轉化為淡水,而含有雜質及高濃縮鹽份的海水則吐出嘴外,此即往後反滲透法的基本理論架構;並在1953年由University of Florida應用於海水淡化去除鹽份設備,在1960年經美國聯邦政府專案支助美國U.C.L.A大學醫學院教授Dr.S.Sidney Lode配合DR.S.Soirirajan博士著手研究反滲透膜,一年約投入四億美元經費研究,以運用於太空人使用,使太空船不用運載大量的飲用水升空,直到1960年投入研究工作的學者、專家越來越多,使之質與量更加精進,從而解決了人類飲用水中的難題。
D. 反滲透技術反滲透的由來
1950年,美國科學家DR. S. Sourirajan在觀察海鷗在海面飲水時發現了一個奇特的現象:海鷗會先吸入海水,幾秒後將其吐出,只留下淡水。他對此感到好奇,因為陸地上的動物無法直接飲用高鹽分的海水。經過深入研究,他發現海鷗體內存在一層極為精密的薄膜,海水在海鷗體內加壓後,通過這層薄膜,水分子得以滲透,而雜質和高鹽分的海水則被排出。這一發現為反滲透技術的誕生奠定了基礎。
1953年,這種理論被University of Florida應用到海水淡化設備上,旨在去除海水中的鹽分。隨後,美國聯邦政府對這個項目給予了特別支持,U.C.L.A大學醫學院的教授Dr. Sidney Lode與DR. Sourirajan合作,專注於研發反滲透膜。他們投入了巨大的研究資金,大約每年四億美元,目標是為太空人提供飲用水,減少太空船攜帶大量水的負擔。隨著越來越多的學者和專家加入,反滲透技術的研究和應用不斷進步,最終成功解決了人類獲取飲用水的重大難題。
反滲透技術,是當今最先進和最節能有效的膜分離技術。其原理是在高於溶液滲透壓的作用下,依據其他物質不能透過半透膜而將這些物質和水分離開來。由於反滲透膜的膜孔徑非常小(僅為10A左右),因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等(去除率高達97%-98%)。反滲透是目前高純水設備中應用最廣泛的一種脫鹽技術,它的分離對象是溶液中的離子范圍和分子量幾百的有機物;反滲透(RO)、超過濾(UF)、微孔膜過濾(MF)和電滲析(EDI)技術都屬於膜分離技術。
E. 反滲透原理,低濃度向高濃度擴散,具體比喻一下
若在濃溶液側施加一個大於滲透壓的壓力時,濃溶液中的溶劑會向稀溶版液流動,此種溶劑的流權動方向與原來滲透的方向相反,這一過程稱為反滲透。
早在1950年美國科學家DR.S.Sourirajan有一回無意中發現海鷗在海上飛行時從海面啜起一大口海水,隔了幾秒後吐出一小口的海水。他由此而產生疑問:陸地上由肺呼吸的動物是絕對無法飲用高鹽份的海水,那為什麼海鷗就可以飲用海水呢?這位科學家把海鷗帶回了實驗室,經過解剖發現在海鷗嗉囊位置有一層薄膜,該薄膜構造非常精密。海鷗正是利用了這薄膜把海水過濾為可飲用的淡水,而含有雜質及高濃縮鹽份的海水則吐出嘴外。