文档介绍：反渗透膜技术
主讲人: 马思达
王东兴
反渗透现象发现
,从海面啜起一大口海水,隔了几秒后,吐出一小口的海水,而产生疑问,因为陆地上由肺呼吸的动物是绝对无法饮用高盐份的海水的。解剖后发现海鸥体内有一薄膜,海鸥将海水吸入体内后加压,使水分子透过薄膜转化为淡水,而含有杂质和高浓缩盐分的浓缩海水则吐出嘴外。美国政府投入巨额资金研究反渗透膜,用于太空飞船使用,后逐渐转化为民用。
一、概念
反渗透(Revers Osmosis简称RO)技术,是利用反渗透膜只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质或小分子物质的选择透过性,以膜两侧压差为推动力,而实现的对溶剂与溶质分离的过程。
反渗透膜(reverse osmosis membrane)是反渗透过程所用的半透膜,只能透过水分子而不能透过盐分子。
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***膜。~10nm之间,透过性的大小与膜本身的化学结构有关。
二、原理
压力(要大于渗透压力)
大分子
供水
水
反渗透
反渗透膜
盐
二、原理
错流过滤:在泵的推动下料液平行于膜面流动,与死端过滤不同的是料液流经膜面时产生的剪切力把膜面上滞留的颗粒带走,从而使污染层保持在一个较薄的水平。
反渗透技术属于压力驱动型膜分离技术,操作压力一般为1--1 nm的离子或小分子物质。随着膜技术的不断发展和迫于能源危机的要求,人们进行了超低压反渗透膜的开发,现已可在小于1MPa的压力下进行部分脱盐。
反渗透膜的传质机理,有代表性的主要有溶解—扩散理论、优先吸附—毛细孔流理论、氢键理论、道南(Donnan)平衡模型等。
二、原理
典型的反渗透膜
1)乙酸纤维膜(缩写为CA)
它是目前研究得最多的反渗透或超滤膜材料,制得的膜具有透水率高,有中等耐***性,具有很好的成膜性能及膜较牢固等特点。
2)复合膜
被人们誉为第三代膜,通过选择单体,控制工艺条件和交联度等,来获得高脱除率和高通量的脱盐超薄层,其pH值应用范围宽,化学稳定性好,耐生物降解,以及可满足特定的要求等。
三、反渗透膜
复合膜与CA膜详细对比
醋酸纤维素膜的结构示意图
99%
表皮层,孔径
(8-10)×10-10m
过渡层,孔径
200×10-10m
多孔层,孔径
(1000-4000)×10-10m
1%