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一文读懂反渗透膜和超滤膜的区别

发布日期:

2021-09-19 09:08:49

栏目:

水处理设备资讯

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一、反渗透膜介绍

RO是英文 Reverse Osmosis membrane 的缩写,中文意思是(渗透),一般水的流动方式是由低浓度流向高浓度,水一旦加压之后,将由高浓度流向低浓度,亦即所谓逆渗透原理

由于反渗透膜的孔径是头发丝的一百万分之五( 0.0001 微米)  一般肉眼无法看到,细菌、病毒体积是它的5000倍,因此,只有水分子及部分有益人体的矿物离子能够通过,其它杂质及重金属均由废水管排出所有海水淡化的过程,以及太空人废水回收处理均采用此方法,因此反渗透膜又称体外的高科技人工肾脏

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。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0.510nm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。



1反渗透的原理

首先要了解“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合到均等为止然而要完成这一过程需要很长时间这一过程也称为渗透压力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方向相反方向渗透而盐分剩下因此反渗透除盐原理就是在有盐分的水中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力到膜的另一边变成洁净的水从而达到除去水中杂质、盐分的目的

2RO反渗透的由来

1950年美国科学家DR.S.Sourirajan解剖中无意发现海鸥体内有一层薄膜该薄膜非常细密海水经由海鸥吸入体内后加压再经由压力作用将水分子贯穿渗透过薄膜转化为淡水而含有杂质及高浓缩盐份的海水则吐出嘴外此即往后反渗透法的基本理论架构

1953年由University of Florida应用于海水淡化去除盐份设备1960年经美国联邦政府专案支助美国U.C.L.A大学医学院教授Dr.S.Sidney Lode配合DR.S.Soirirajan博士着手研究反渗透膜一年约投入四亿美元经费研究以运用于太空人使用使太空船不用运载大量的饮用水升空直到1960年投入研究工作的学者、专家越来越多使之质与量更加精进从而解决了人类钦用水中的难题。

二、超滤膜

超滤是一种孔径规格一致,额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜。在膜的一侧施以适当压力,就能筛出小于孔径的溶质分子,以分离分子量大于500道尔顿原子质量单位、粒径大于10纳米的颗粒。超滤膜是早期开发的高分子分离膜之一,在60年代超滤装置就实现了工业化。

采用超滤膜以压力差为推动力的膜过滤方法为超滤膜过滤。超滤膜大多由醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料制得。适于处理溶液中溶质的分离和增浓,也常用于其他分离技术难以完成的胶状悬浮液的分离,其应用领域在不断扩大。

以压力差为推动力的膜过滤可区分为超滤膜过滤、微孔膜过滤和逆渗透膜过滤三类。它们的区分是根据膜层所能截留的小粒子尺寸或分子量大小。

以膜的额定孔径范围作为区分标准

微孔膜MF的额定孔径范围为0.0210μm

超滤膜UF0.0010.02μm

渗透膜RO 0.00010.001μm



由此可知,超滤膜适用于处理溶液中溶质的分离和增浓,或采用其他分离技术难以完成的胶状悬浮液的分离。超滤膜的制膜技术,即获得预期尺寸和窄分布微孔的技术是很重要的。孔的控制因素较多,如根据制膜时溶液的种类和浓度、蒸发及凝聚条件等不同可得到不同孔径及孔径分布的超滤膜。超滤膜一般为高分子分离膜,用作超滤膜的高分子材料主要有纤维素衍生物、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺及聚碳酸酯等。超滤膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或中空纤维膜等形式,广泛用于如医药工业、食品工业、环境工程等。

筛子是用来筛东西的,它能将细小物体放行,而将个头较大的截留下来。那么,有能筛分子的筛子吗?

超滤膜,这种筛子能将尺寸不等的分子筛分开来那么,到底什么是超滤膜呢?

超滤膜是一种具有“筛分”分离功能的多孔膜。它的孔径只有几纳米到几十纳米,也就是说只有一根头发丝的1在膜的一侧施以适当压力,就能筛出大于孔径的溶质分子,以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于220纳米的颗粒。

超滤膜的结构有对称和非对称之分。

前者是各向同性的,没有皮层,所有方向上的孔隙都是一样的,属于深层过滤;

后者具有较致密的表层和以指状结构为主的底层,表层厚度为0.1微米或更小,并具有排列有序的微孔,底层厚度为200250微米,属于表层过滤。

工业使用的超滤膜一般为非对称膜。超滤膜的膜材料主要有纤维素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。

超滤膜是早期开发的高分子分离膜之一,在60年代超滤装置就实现了工业化。超滤膜的工业应用十分广泛,已成为新型化工单元操作之一。用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品以及食品工业中;还用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置。在我国已成功地利用超滤膜进行了中草药的浓缩提纯。超滤膜随着技术的进步,其筛选功能必将得到改进和加强,对人类社会的贡献也将越来越大。

三、反渗透膜应特征

1在高流速下应具有高脱盐率

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

5pH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。

四、超滤膜应用特性

1在超滤过程中不会发生任何质的变化,可以在常温下稳定运行

2设备结构精巧,占地面积小,易于操作

3超滤分离过程简单,设备自动化程度高

4能将不同的分子量物质进行分类处理

5对水质的适用性强,应用范围广的水处理技术。

五、反渗透膜的应用范围

电力、石油化工、钢铁、电子、医药、食品饮料、市政及环保等领域,在海水及苦咸水淡化,锅炉给水、工业纯水及电子级超纯水制备,饮用纯净水生产,废水处理及特种分离过程中发挥着重要作用。



六、超滤膜的应用范围

纯水与超纯水制备工艺中作为反渗透预处理以及超纯水的终端处理工业用水中用于分离细菌、热源、胶体、悬浮杂质及大分子有机物饮用水、矿泉水净化发酵、酶制剂工业、制药工业的浓缩、纯化与澄清果汁浓缩、分离大豆、乳品、制糖工业、酒类、茶汁、醋等的分离、浓缩与澄清工业废水处理与生活污水的净化和回收电泳漆的回收。

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