1. 反渗透膜的原理,装置结构,效果,谁能给个具体的解释
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。
2. 详解反渗透的结构,工作原理
反渗透是本水处理系统中最主要的脱盐装置,利用反渗透膜的选择透过特性除去水中绝大部分可溶性盐分、有机物及微生物等。
反渗透亦称逆渗透(RO),是用一定的压力使溶液中的溶剂通过反渗透膜(或称半透膜)分离出来。因为它和自然渗透的方向相反,故称反渗透。根据各种物料的不同渗透压,就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。
目前,较高选择性的反渗透膜元件除盐率可以高达99.75%。
预处理出水进入反渗透处理系统,在高压泵提供的满足反渗透运行的压力作用下,大部分水分子和微量其它离子透过反渗透膜,经收集后成为产品水,通过产水管道进入后续设备;水中的大部分盐分和胶体、有机物等不能透过反渗透膜,残留在少量浓水中,由浓水管排出。在反渗透装置停运时,由程序控制自动冲洗3~5分钟,以免浓水侧污染物、盐分等沉积在膜表面,使反渗透膜在停机时能够得到有效的保养。
反渗透膜经过长期运行后,会积累某些难以冲洗的污垢,如有机物、无机盐结垢等,造成反渗透膜性能下降。这类污垢必须使用化学药品进行清洗才能去除,以恢复反渗透膜的性能。
3. 反渗透膜的原理及效果怎么样
反渗透膜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,是反渗透技术的核回心构件。反渗透技答术原理是在高于溶液渗透压的作用下,依据其他物质不能透过半透膜
而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小,因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。
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。
4. 反渗透膜有什么优点
1. 膜孔小
反渗透(Reverse Osmosis/RO)是于20世纪60年代发展起来的一项膜分离技术。反渗透膜的孔径大都小于等于10x10-10m。
2. 厚度薄且耐压高
反渗透膜的厚度比普通纸张还薄,而同时它能够承受高达数个或十多个MPa的压力。
3. 反渗透膜的组成
反渗透膜由三部分组成:
a. 膜涂层
为按一定比例配制的高分子浆液用高精密度的刮膜机均匀涂于膜基材上,经恒温恒湿高洁净的环境下,浆液中的溶剂气化后形成均匀一致无任何瑕疵的膜孔。该膜涂层成形后厚度一般为0.02~0.08um(2~8×10-5mm)。
b. 多孔支撑层
由于膜表皮层超薄状态,其机械强度极差,故将该膜表皮层复合于抗压性能较强的多孔材料上作为支撑之用。
c. 织物增强层
起到保护和加强支撑作用,为膜的基础材料,用特制的无纺布材料制成。
4. 膜元件的组成
使反渗透膜制成可使用的膜元件还必须经过卷膜的过程。
膜元件是以12层的中间夹有纯水导流网双面反渗透膜,加上12层浓水导流网,平整环绕在中间有2排小孔的硬质中心管上组成(如图所示)。其中每张膜的长度有1.2米。
如上所述,反渗透膜的孔径要求、材料要求、加工要求、组成元件要求及使用要求均相当严格。到目前为止,国内还未能达到该项技术的加工水平,只有美国、日本等少数发达国家能制造出合格并有使用价值的膜元件,故反渗透技术是社会发展至今在水质净化方面最先进、最尖端的技术,同时具有其它处理手段所无法达到的优点。
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5. 反渗透膜的研究历史
反渗透装置结构紧凑、安装简单、操作简便、能耗低,在常温下操作,易于工业化生产。
80年代发明的复合膜,由超薄反渗透膜、多孔支撑层、织物增强自叠加而成,透水量极大,除盐率高达99%,是理想的反渗透膜。反渗透膜在分离小分子有机化合物时也特别有效,因此对有机化工、酿造工业、三废处理等领域也得到了很好的应用。
在21世纪以前,反渗透膜技术都是被国外所垄断,而中国是直到90年代末期才开始掌握了反渗透膜的生产技术.这个历史要追述到建国初期,当时我们国家的领导人已经意识到海水淡化的前景和将来在社会中的作用。
早在1958年,石松研究员等首先在中国开展离子交换膜电渗析海水淡化研究。而在此前1953年美国C.E.Reid建议美国内务部将反渗透研究列入国家计划。
随后1967年,国家科委组织全国海水淡化会战,组织全国在水处理和分析化学、材料化学、流体力学等各个学科的精英会战海水淡化。
1970年,会战主力汇集中国浙江省的杭州市,组织了全国第一个海水淡化研究室。此期间,他们一直用电渗析技术进行海水淡化,研制成功海洋监测专用微孔滤膜,建成了世界最大的电渗析海水淡化站——西沙永兴岛海水淡化站。一度在海水淡化方面成为世界领军人物。
1982年,中国海水淡化与水再利用学会经中国科协学会部批准在杭州成立。但是,因为经历了十年浩劫,毕竟还是衰弱下去了,此时,远在大洋彼岸的美国的全芳香族聚酰胺复合膜及其卷式元件已经赫然问世。
1984年,国家海洋局以海水淡化研究室为主体,组建国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心,中国开始对膜技术重视了,但是,美国海水淡化用复合膜及其卷式元件已经大面积商业化了,投入到了国家和民用中去了。
1992年,国家为了追赶膜方面技术与世界的差距,,国家科委军顶,以“中心”为依托,组建国家液体分离膜工程技术研究中心,并开始悄悄研制国产反渗透膜。
直到2001年,“中心”实行集团化分体管理,所辖三个控股的中外合资公司,两个中资公司和一个研发中心。
同年,杭州北斗星膜制品有限公司正式公开问世,从此,中国有了自己的反渗透膜产品,享有完全自主知识产权、由中国制造、具有民族品牌的高性能复合膜元件开始投放市场,中国成为世界上第四个掌握自主反渗透膜技术的国家。而杭州水处理下的杭州北斗星膜制品有限公司也成为全球八家自主反渗透膜生产厂家之一..
6. 反渗透膜用的材质是什么材质,对人体会不会有害
反渗透膜主要有哪些材质:
1.醋酸纤维素
醋酸纤维素也称乙酰纤维素或专纤维素醋酸酯。常用含属纤维素的棉花、木材等为原料,经过酯化反应和水解反应生成醋酸纤维素,然后加工成反渗透膜。
2.聚酰胺
聚酰胺包括脂肪族聚酰胺和芳香族聚酰胺。在70年代主要应用的是脂肪族聚酰胺,如尼龙—4、尼龙—6和尼龙—66膜;最广泛的是芳香族聚酰胺膜。膜材料为芳香族聚酰胺、芳香族聚酰胺—酰肼和一些含氮芳香聚合物。
芳香族聚酰胺膜适应的pH范围可以宽到2~11,但对水中的游离氯很敏感。
3.复合膜
复合薄膜的特征是主要由以上两种材料组成,它是由非常薄的致密层和多孔支撑层复合而成。多孔支撑层也称基膜,用于增强机械强度的作用;致密层也称表层,起到脱盐作用,因此又称脱盐层。脱盐层厚度一般为50nm,最薄的为30nm。
7. 反渗透膜有哪几种
反渗透膜有哪几种?
1、聚四氟乙烯(PTFE):膜的特点是最广泛的化学兼容性、能耐受DMSO、THF、DMF、二氯甲烷,氯仿等强溶剂。应用:所有有机溶液的过滤,特别是其它滤膜不能耐受的强溶剂的过滤。本文介绍了反渗透膜的种类特点介绍。
2、混合纤维素酯:特点是孔径比较均匀、孔隙率高、无介质脱落、质地薄、阻力小、滤速快、吸附极小。用途:医药工业需热压灭菌的水针剂、大输液滤除微粒。对热敏性药物的除菌用0.45微米的滤膜(或0.2)溶液中微粒及油类不溶物的分析测定及水质污染指数测定。应用于体细胞杂交和线粒互补预测杂种优势研究等科研部门。
3、尼龙膜:特点是耐温性能良好可耐121℃饱和蒸汽热压消毒30min,最高工作温度60℃。化学稳定良好,能耐受稀酸、稀碱、醇类、酯类、油类、碳氢化合物、卤代烃及有机氧化物等多种有机和无机化合物。用途:电子、微电子、半导体工业水过滤、组织培养基过滤。药液过滤、饮料过滤、高纯化学制品过滤、水溶液和有机流动相的过滤。
4、聚丙烯:特点是无任何粘接剂、化学性能稳定、不易破损、耐高温,能经受高压灭菌。无毒无味,耐酸碱。用途:适用于制作各种粗、精滤器。折叠式滤芯。因此,膜也适用于各种行业。适用于饮料、医药等行业的板框压滤机滤膜。
8. 为什么反渗透膜的表层结构致密,孔隙小,而下层结构疏松,孔隙大
孔隙大的是支撑层,真正起作用的是表层的那一层膜
9. 2吨的反渗透膜用多大的树脂柱
2吨的反渗透膜用大概800的树脂柱
树脂柱,也叫树脂交换柱,也叫树脂交换器。树脂在化工工业中作为一种交换剂被广泛应用,其种类繁多,因此作用也很多。RO反渗透膜是由芳香族聚酰胺(脱盐层)、聚砜(疏松支撑层)、聚酯无纺布(基层)三个部分组合而成。渗透是正常的一种物理现象,含盐量比较少的这边的水分会往含盐量高的那边渗透,如果在含盐量高的那边给它施加压力,水分就会往相反方向流动,所以叫反渗透。RO膜的作用是去除水中的钙、镁离子、细菌、病毒、有机物(农药、激素)、无机物、重金属离子和放射性物质。一般在净水设备的第三级位置,起到处理污染物的作用。
10. 反渗透膜是用什么材料做的
反渗透膜一般为四层,无纺布为基层,其上为聚砜支撑层,实际就是一层超滤膜,再上为脱盐层,材料为芳香族聚酰胺。最上为功能层,比如说抗污染,抗氧化材料等