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反滲透膜組件的四個基本形式

發布時間:2025-06-18 02:30:58

Ⅰ 請問RO反滲透膜怎麼分類干膜、濕膜、流體膜相關特徵是什麼市面常見品牌RO膜都屬於那種分類的

在反滲透膜分離技術中,膜材料也是相當重要的一個課題。反滲透膜一般要具備以下性能:高脫鹽率;高透水率;具有高機械強度和良好的柔韌性;化學穩定性好,耐氯以及酸、鹼腐蝕,抗微生物侵蝕;抗污染性能強,適用pH范圍廣;制備簡單,造價低,原料充足,便於工業化生產;耐壓密性好,可在較高溫度下使用。
目前主要的反滲透膜材料有醋酸纖維素類、芳香聚醯胺類和聚哌嗪醯胺類。醋酸纖維素反滲透膜為非對稱膜,盡管在耐鹼性、耐細菌性、產水量等方面不如聚醯胺膜,但因其具有優良的耐氯性、耐污染性至今仍在使用。芳香族聚醯胺可分為線性芳香族聚醯胺與交聯芳香族聚醯胺,前者為非對稱膜,後者為復合膜。這類膜因具有高交聯密度和高親水性的特點,以及優良的脫鹽率、產水量、耐氧化性、有機物去除率和二氧化硅去除率等優點,可用於對去除溶質性能要求高的超純水製造、海水淡化等方面。聚哌嗪醯胺類可分為線性聚哌嗪醯胺膜與交聯聚哌嗪醯胺膜,後者已有產品上市。該膜具有產水量大、耐氯、耐過氧化氫的特點,可用於對脫鹽性能要求高的凈水處理和食品等方面。
按照操作壓力反滲透膜可分為三類:高壓反滲透膜、低壓反滲透膜和超低壓反滲透膜。高壓反滲透膜用於海水脫鹽,主要有五種:三醋酸纖維素中空纖維膜、直鏈全芳族聚醯胺中空纖維、交聯全芳族聚醯胺卷式復合膜、芳基-烷基聚醚脲卷式復合膜及交聯聚醚復合膜。原有苦鹹水脫鹽的反滲透操作壓力高達2.8~4.2MPa,而採用低壓反滲透膜可在1.4~2.0MPa的低操作壓力下脫除鹽分,能耗大大降低。另外,低壓反滲透膜還可用於電子、制葯工業高純水的生產,食品工業廢水處理,飲料用水生產等,使用低壓反滲透膜,在減少設備費用、操作費用、提高生產能力的同時,還可以提高對某些有機和無機溶質的選擇分離能力。超低壓反滲透膜又稱疏鬆反滲透膜或納濾膜。
由於制膜工藝的不同,採用同種膜材料所製得的不同分離膜的性能將有很大的差別,所以合理先進的制膜工藝和最優的工藝參數是制備性能優良分離膜的重要保證。
用物理或化學的方法,或將物理和化學方法結合起來,可以制備具有良好分離性能的高分子分離膜。常用的制膜方法有相轉化法(流涎、紡絲)和復合法等。
1、相轉化法
相轉化制膜的各種方法在第二章已經做了部分介紹。相轉化法制膜大致可以分為以下六個階段:
(1)將高聚物和添加劑溶於溶劑,配製制膜液;
(2)制膜液通過流涎法製成平板型和圓管型膜,或通過紡絲法可製成中空纖維型膜;
(3)使膜中的溶劑部分蒸發;
(4)將膜浸漬在對高聚物的非溶劑液體中(最常用的是水),液相的膜在水中凝固成型;
(5)對固化成型的膜進行熱處理。非醋酸纖維素膜如芳香聚醯胺膜,一般不需要熱處理;
(6)對膜進行預壓處理。
制膜液中的聚合物濃度一般在10%~40%左右,溶液濃度太低時,膜的強度較低,實用性能較差;溶液濃度高,聚合物溶解效果較差,所製得的膜均一性不佳,性能得不到保證。採用的溶劑應能溶解聚合物,與水可混溶,而與其他組分不發生化學反應。若在常溫下制膜,溶劑最好為低沸點極性溶劑,含量在60%~90%。添加劑要能與制膜液中的各組分相混溶,又要能溶於水,最好是高沸點的極性物質,一般含量在0%~30%。
為了提高膜的質量,在制膜過程中要注意以下幾個方面:
(1) 純化與熟化 由於極性高聚物和極性溶劑的吸水性,要注意恆定它們的含水量,必要時,高聚物和溶劑在配製膜液前需純化;高聚物-溶劑-添加劑的完全溶解與熟化,且表面均勻的制膜液往往是分子分散的熱力學不穩定體系,這種體系遲早會分相,制膜應在均相的情況下進行;制膜液中的機械雜質可以在惰性氣體作用下採用200~240目的濾網以壓濾方式除去;殘存在制膜液中的氣體可用減壓法除去;含有丙酮等低沸點溶劑時,可採用靜置法除去;為了防止溶劑的揮發和某些組分的自聚,制膜液應在密封避光的條件下保存備用。
(2) 對環境的要求 制膜時,要保證環境的清潔和流涎基體的潔凈,為此,流延用的玻璃板需要用1:1的無水酒精和乙醚溶液進行清洗,這樣可有效地去除油脂;制膜液流延時,要防止氣體的夾帶;流延和溶劑蒸發時要注意控制環境溫度、濕度和其他條件的恆定,避免周圍氣流的湍動,氣流的湍動往往是造成膜缺陷 (( 針孔和亮點的原因之一。
(3) 其他要求 膜在凝固成型時,為了使溶劑和添加劑從膜中完全浸出,根據膜的不同形式,需要保持數小時至數十天的時間;膜蒸發時接觸空氣的一側是膜的表面活性層或稱表面緻密層,該緻密層起分離的作用;膜的熱處理使得膜的孔徑收縮,從而導致分離率上升而通量下降,因而要注意控制熱處理的時間和溫度;膜在使用前還要進行預壓處理,以穩定膜性能。
2、復合法
用相轉化法製作的反滲透膜,對溶質起分離作用的僅是極薄的表面緻密層,其厚度約為膜厚的1/100。膜的透過速度與表面緻密層的厚度成反比,可以通過減小表面緻密層的厚度提高膜的透過速度,但研究表明,要想製得厚度小於0.1(m的表面緻密層是極為困難的。
在壓力作用下,膜的壓密使得膜的透過速度下降。膜的壓密主要發生在介於表面緻密層和下面多孔支撐層之間的過渡層,從而增加了膜的透過阻力。盡管有的研究指出,透過速度的下降與表面緻密層的結構變化有關,但是只要操作壓力不超過表面緻密層高分子的屈服點,透過速度下降的主要原因仍在於過渡層的緻密。因此,從減小表面緻密層的厚度和解決過渡層壓密的角度看,單純依靠改進相轉化法制膜工藝來提高膜性能是有限度的。
採用其它工藝分別制備緻密的超薄脫鹽層和多孔支撐層,然後將兩部分進行復合,這樣既可以減小表面緻密層的厚度,又可以取消易引起壓密的過渡層,還可以選擇堅韌的材質制備多孔支撐層,選擇高脫鹽的材質制備超薄脫鹽層,從而使膜同時具有較高的溶質分離率和溶劑透過速度,這是製作復合膜的基本設想。
1.復合法制膜的特點
(1)可以選用不同的材質製作超薄脫鹽層和多孔支撐層,使它們的功能分別達到最優化,從而優化復合膜的性能。
(2)可以用不同方法製作高交聯度和帶離子性基團的超薄脫鹽層,厚度可以控制到0.01(0.1(m,從而使得膜對無機物特別是對有機物具有良好的分離率和較高透水速度,同時還具有良好的物化穩定性和耐壓密性。
(3)根據不同的應用特性,可以製作不同厚度的超薄脫鹽層。
(4)大部分復合膜可以製成干膜,有利於膜的運輸和保存。
目前,復合膜的製作通常是先製作多孔支撐層,然後直接在多孔支撐層上以各種方法製作超薄脫鹽層。對多孔支撐層,要求有適當大小的孔密度、孔徑和孔徑分布,有良好的耐壓密性和物化穩定性。由於聚碸原料廉價易得,制膜簡單,有良好的機械強度和抗壓密性,有良好的化學穩定性,無毒,能抗微生物降解,膜可進行乾燥,並對透水速度影響不大,所以目前工業上絕大多數復合膜主要採用聚碸多孔支撐膜作為支撐層。
2.超薄脫鹽層的主要制備方法
超薄脫鹽層的主要制備方法有聚合物塗敷法、界面聚合法、原位聚合法、等離子體聚合法等。這些在第二章已做了介紹。另外,美國Oak Ridge國家原子能研究所還採用了一種稱為動態成形法的 復合膜的制備方法。這種方法是以加壓閉合循環流動的方式,使膠體粒子或微粒子附著沉積在多孔支撐體的表面,形成薄層底膜。然後再用高分子聚電解質的稀溶液,同樣以加壓閉合循環流動的方式,將它們附著沉積在底膜上,構成具有分離性能、雙層結構的復合膜。
目前,關於復合膜形成機理的研究較少,以多胺類水溶液與醯氯類有機溶液在聚碸基膜表面的界面聚合為例,聚碸多孔膜吸收多胺類水溶液後,醯氯有機相溶液再在聚碸基膜的表面與基膜表面的水相進行界面聚合反應形成超薄脫鹽層。由於溶質的性質和界面的性能,兩相界面處的初始濃度很高。當兩相接觸時,反應迅速開始,兩種單體在界面處的濃度迅速下降,界面處形成了一極薄的聚醯胺薄膜。當兩種單體的反應時間過長時,進一步的反應受通過該薄膜的擴散速度控制。一般認為醯氯與多胺的反應是不可逆的親核反應,反應速度為二級。
復合膜制備過程中,醯氯與胺類的反應時間一般都很短,在幾秒到一分鍾左右,因為復合的超薄脫鹽層希望很薄,在50~300 nm之間。反應時間太長會使超薄脫鹽層增厚,影響復合膜的傳遞性能和選擇性能。復合過程中,兩種單體的種類、兩種單體在兩相中的初始濃度及比例、有機相溶劑的種類、反應的溫度和時間、酸接收劑的種類和濃度等對成膜的好壞都有較大的影響。另外,雖然界面反應對兩種單體的准確當量比要求不嚴,但設法使兩種單體以合適的當量比反應,將有利於形成高分子量的復合膜。
另外,縮聚反應的特點是在初期生成數目較多的不同聚合度的中間產物,隨時間的延長,聚合度增加,所以先在常溫下成膜,然後再在較高的溫度下進一步反應,使超薄脫鹽層的結構更加完善,從而有利於形成高分子量的復合膜。
總之,反滲透成膜過程中的每一工序,都有一系列影響膜性能的因素,制膜時要較好地利用這些因素的變化,協調其相互制約相互彌補的內在關系,從而制備性能較佳、質量滿意的反滲透分離膜。

Ⅱ RO純水機的RO反滲透膜介紹:

反滲透膜是一種模擬生物半透膜製成的具有一定特性的人工半透膜,是反滲透技術的核心構件。反滲透技術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。反滲透膜的膜孔徑非常小,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。系統具有水質好、耗能低、無污染、工藝簡單、操作簡便等優點。

反滲透膜是實現反滲透的核心元件,是一種模擬生物半透膜製成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料製成。如醋酸纖維素膜、芳香族聚醯肼膜、芳香族聚醯胺膜。表面微孔的直徑一般在0.5~10nm之間,透過性的大小與膜本身的化學結構有關。有的高分子材料對鹽的排斥性好,而水的透過速度並不好。有的高分子材料化學結構具有較多親水基團,因而水的透過速度相對較快。因此一種滿意的反滲透膜應具有適當的滲透量或脫鹽率。

反滲透膜應具有以下特徵:

(1)在高流速下應具有高效脫鹽率;

(2)具有較高機械強度和使用壽命;

(3)能在較低操作壓力下發揮功能;

(4)能耐受化學或生化作用的影響;

(5)受pH值、溫度等因素影響較小;

(6)制膜原料來源容易,加工簡便,成本低廉。

反滲透膜的結構,有非對稱膜和均相膜兩類。當前使用的膜材料主要為醋酸纖維素和芳香聚醯胺類。其組件有中空纖維式、卷式、板框式和管式。可用於分離、濃縮、純化等化工單元操作,主要用於純水制備和水處理行業中。

Ⅲ 史密斯凈水器里的ro膜(反滲透膜)是用什麼材質做的

反滲透膜都是一種模擬生物半透膜製成的具有一定特性的人工半透膜,通版常用高分子材料製成。如醋權酸纖維素膜、芳香族聚醯肼膜、芳香族聚醯胺膜。

反滲透膜的結構,有非對稱膜和均相膜兩類。當前使用的膜材料主要為醋酸纖維素和芳香聚醯胺類。其組件有中空纖維式、卷式、板框式和管式。

(3)反滲透膜組件的四個基本形式擴展閱讀:

反滲透膜對溶解性的鹽等無機分子和分子量大於100的有機物起截留作用,另一方面,水分子可以自由地透過反滲透膜,典型的可溶性鹽的脫除率為>95~99%。操作壓力從進水為苦鹹水時的7bar(100psi)到海水時的69bar(1,000psi)。

納濾能脫除顆粒在1nm(10埃)的雜質和分子量大於200~400的有機物,溶解性固體的脫除率20~98%,含單價陰離子的鹽(如NaCl或 CaCl2)脫除率為20~80%。

Ⅳ 流體膜和反滲透膜的區別

反滲透膜就是RO膜,RO是英文Reverse Osmosis
的縮寫,中文意思是反滲內透容,因此RO膜就是反滲透膜的意思。RO反滲透膜孔徑小至納米級(1納米=10*-9米),在一定的壓力下,水分子可以通過RO膜,而源水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質無法通過RO膜,從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區分開來。

Ⅳ 反滲透膜和RO膜有什麼區別

反滲透膜就是RO膜,RO是英文Reverse Osmosis 的縮寫,中文意思是反滲透,因此RO膜就是反滲透膜的意思。RO反滲透膜孔徑小至納米級(1納米=10*-9米),在一定的壓力下,水分子可以通過RO膜,而源水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質無法通過RO膜,從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區分開來。

(5)反滲透膜組件的四個基本形式擴展閱讀:

反滲透膜是一種模擬生物半透膜製成的具有一定特性的人工半透膜,是反滲透技術的核心構件。反滲透技術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。反滲透膜的膜孔徑非常小,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。系統具有水質好、耗能低、無污染、工藝簡單、操作簡便等優點。

Ⅵ 反滲透膜的排列方式,什麼叫一級二段這種排列方式是怎麼確定的怎麼設計的

多級系統指的是一級反滲透的出水作為二級反滲透的進水。一般就設兩級系統。

一級就是只經過一次反滲透膜的過濾,二級經過了兩次過濾。

兩段,第一段的濃水出來後,作為第二段的進水繼續過濾。一般最多可設三段。

可以在網路文庫里搜索「陶氏手冊第五章」可以找到詳細的解釋。

Ⅶ 反滲透膜有幾種排列方式,分別有什麼特點

反滲透膜排列方式可以分為以下6種:
1、一級一段連續式
經過膜的處理,透過水和濃縮液被連續引出系統。這種方式的特點是水的回收率不高。
2、一級一段循環式
將部分濃縮液返回進料液儲槽與原料液混合,再次通過反滲透膜組件進行分離。特點 透過液水質有所下降。
3、一級多段連續式
把前一段的濃縮液作為下二段的原料液,割斷的透過水連續排出。特點適合大水處理量的場合,回收率較高,濃縮液數量減少,但是濃縮液溶質所佔比例較高。
4、一級多段循環式
將下一段的透過水作為上一段的原料液,在進行分離。這樣濃縮液能獲得更高的濃縮度,適用於濃縮為主要目的的分離。
5、多段錐形排列
既是段內並聯,段間串聯,這樣既能夠滿足反滲透系統的水的回收率要求並保證在裝置內的每個組件中有大致相同的流動狀態。需藉助高壓泵防止生產效率下降。
6、反滲透膜組件的多級多段配置
反滲透膜組件的多級多段配置也有循環式將第一級的透過水作為下一級的進料水再次進行分離,如此連續,將最後一級的透過水引出系統。濃縮液從後一級向前一級的進料液驚醒混合,再進行分離。這種方式提高回收率和水質。但是泵的消耗增大和連續式之分。

Ⅷ 反滲透膜的簡介

  1. 反滲透膜是實現反滲透的核心元件,是一種模擬生物半透膜製成的具有一定特性的人內工半透膜。一般容用高分子材料製成。如醋酸纖維素膜、芳香族聚醯膜、芳香族聚醯胺膜。表面微孔的直徑一般在0.5~10nm之間,透過性的大小與膜本身的化學結構有關。

  2. 有的高分子材料對鹽的排斥性好,而水的透過速度並不好。有的高分子材料化學結構具有較多親水基團,因而水的透過速度相對較快。因此一種滿意的反滲透膜應具有適當的滲透量或脫鹽率。

Ⅸ 請教反滲透膜的排列方式,什麼叫一級二段,這種排列方式是怎麼確定的

反滲透膜排列方式主要分為六種。首先是一級一段連續式,這種方式處理後的水和濃縮液被連續引出系統,但水的回收率相對較低。

其次是循環式的一級一段,這種方式會將部分濃縮液返回進料液儲槽與原料液混合,再次通過反滲透膜組件進行分離,雖然提高了濃縮液的回收率,但透過液的水質會有所下降。

再來說說一級多段連續式,這種方式會將前一段的濃縮液作為下一段的原料液,透過水則連續排出,適合處理大量水的情況,回收率較高,但濃縮液中的溶質比例較高。

接著是一級多段循環式,這種方式將下一段的透過水作為上一段的原料液,這樣可以提高濃縮液的濃縮度,適用於主要目的為濃縮的分離過程。

多段錐形排列方式中,段內並聯,段間串聯,可以滿足反滲透系統的水回收率要求並確保每個組件中的流動狀態大致相同,但需要藉助高壓泵防止生產效率下降。

最後是反滲透膜組件的多級多段配置,這種方式將第一級的透過水作為下一級的進料水再次進行分離,如此連續,將最後一級的透過水引出系統。濃縮液從後一級向前一級的進料液中混合,再進行分離,這種方式能提高回收率和水質,但泵的消耗增大,連續式之分。

在確定反滲透膜的排列方式時,需要根據具體的應用場景和需求來決定,例如處理水量、回收率要求、水質要求等。例如,如果需要高回收率和高濃縮度,可以選擇多段錐形排列或反滲透膜組件的多級多段配置。但如果需要連續處理大量水,可以選擇一級多段連續式。

在實際應用中,反滲透膜排列方式的選擇會受到多種因素的影響,包括處理水量、回收率要求、水質要求、操作成本等。因此,選擇合適的排列方式對於確保系統的高效運行至關重要。

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