文档介绍：反渗透、纳滤膜及其在水处理中的应用
1. 反渗透及其发展
       以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型的流体分离单元操作技术,三十年来取得了令人瞩目的巨大发展。据有关文献估计,今天的分离膜世界市场规模已达到每年20亿美元以上。表1和图1分别给出了按分离原理和按被分离物质的大小区分的分离膜种类,从中可以看出,除了透析膜主要用于医疗用途以外,几乎所有的分离膜技术均可应用石油、天然气及石油化工行业中去。反渗透和纳滤作为主要的水及其它液体分离膜之一,在分离膜领域内占重要地位。
表1
膜的种类
膜的功能
分离驱动力
透过物质
被截留物质
微滤
多孔膜、溶液的
微滤、脱微粒子
压力差
水、溶剂
和溶解物
悬浮物、细菌类、微粒子
超滤
脱除溶液中的胶
体、各类大分子
压力差
溶剂、离子
和小分子
蛋白质、各类酶、细菌、
病毒、乳胶、微粒子
反渗透和纳滤
脱除溶液中的
盐类及低分子物
压力差
水、溶剂
无机盐、糖类、氨基酸、
BOD、COD等
透析
脱除溶液中的
盐类及低分子物
浓度差
离子、低分
子物、酸、碱
无机盐、糖类、氨基酸、
BOD、COD等
电渗析
脱除溶液中的离子
电位差
离子
无机、有机离子
渗透气化
溶液中的低分子
及溶剂间的分离
压力差
浓度差
蒸汽
液体、无机盐、
乙醇溶液
气体分离
气体、气体
与蒸汽分离
浓度差
易透过气体
不易透过气体
图1
        1953年美国佛罗里达大学的Reid等人最早提出反渗透海水淡化,1960年美国加利福尼亚大学的Loeb和Sourirajan研制出第一张可实用的反渗透膜。从此以后,反渗透膜开发有了重大突破。膜材料从初期单一的醋酸纤维素非对称膜发展到用表面聚合技术制成的交联芳香族聚酰***复合膜。操作压力也扩展到高压
( 海水淡化) 膜,中压( 醋酸纤维素) 膜,低压( 复合) 膜和超低压( 复合) 膜。80年代以来,又开发出多种材质的纳滤膜。
       膜组件的形式近年来也呈现出多样化的趋势。除了传统的中空纤维式、卷式、管式及板框式以外,又开发出回转平膜、浸渍平膜式等。工业上应用最多的是卷式膜,它占据了绝大多数陆地水脱盐和越来越多的海水淡化市场。中空纤维膜在海水淡化应用中仍占有很高的份额。今天世界上反渗透、纳滤膜水处理装置的能力已达到每天数百万吨。目前世界最大的反渗透苦咸水淡化装置为位于美国亚利桑拿州的日产水量为28万吨的运河水处理厂,最大的反渗透海水化装置,位于沙特阿拉伯,。最大的纳滤脱盐软化装置位于美国佛罗里达州,。
2. 国内反渗透膜及其应用
       我国从60年代中期开始研制反渗透膜,与国外起步时间相距不远,但由于原材料及基础工业条件限制,生产的膜元件性能偏低,生产成本高,还没有形成规模化生产。相比而言,我国的超滤、微滤膜研制虽晚于反渗透,始于70年代,但目前已发展到数百个生产厂。虽然有品种少、质量、性能不够完善等问题,但因价格低廉,不仅有效地阻挡了国外同类产品的大量流入,而且也扩大了应用范围。
       国内反渗透应用始于70年代后期,最早多限于电子、半导体纯水,80年代以后逐渐扩大到电力及其它工业