1、基本概念
根据膜的材料进行分类,可分为有机膜(有机聚合物)和无机膜(金属膜、陶瓷膜、玻璃膜等)。有机膜易于制备,成本较低,而无机膜耐热性和化学稳定性好、力学性能突出、抗微生物、使用寿命长,但成型难度大,成本高。
反渗透膜属于有机膜,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,是反渗透技术的核心构件。反渗透技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。
反渗透膜是实现反渗透的核心元件,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。一般用高分子材料制成。如醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜。表面微孔的直径一般在0.5~10nm之间,透过性的大小与膜本身的化学结构有关。有的高分子材料对盐的排斥性好,而水的透过速度并不好。有的高分子材料化学结构具有较多亲水基团,因而水的透过速度相对较快。因此一种满意的反渗透膜应具有适当的渗透量或脱盐率。
反渗透膜的结构,有非对称膜和均相膜两类。当前使用的膜材料主要为醋酸纤维素和芳香聚酰胺类。其组件有中空纤维式、卷式、板框式和管式。可用于分离、浓缩、纯化等化工单元操作,主要用于纯水制备和水处理行业中。
2、反渗透膜与其他膜材料对比
膜材料的性质和化学结构对膜分离性能起决定性地作用,根据膜孔径的大小或阻留微粒的表观尺寸从大到小可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。不同类型膜的分离机制不同,微滤膜与超滤膜是利用筛分机制(即根据污染物尺寸进行分离)的多孔膜,纳滤膜和反渗透膜是利用扩散原理(即根据溶液的渗透压进行分离)的无孔致密膜。
反渗透膜产业链
膜工业产业链自上而下包括:膜材料制造、膜组件制作、水处理工程建设、水处理设施运营维护。上游膜材料的性能和价格直接影响膜组器设备的性能、膜法水处理工艺的优化空间和水处理设施的投资成本与运营费用,因此该行业成熟的经营模式是向融膜材料研发生产、膜组器设备制造和工程化实施为一体的方向发展。
膜材料的分离透过性能(产水通量、脱盐率等)、物理性能(结构性能、机械性能等)、化学性能(耐氧化性、耐酸碱性等)直接决定了膜产品的分离效果和效率。膜材料的研发和制造是膜产业链的核心环节。
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