反 渗 透 膜 相 关 知 识

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1、反渗透膜相关知识一、材料组成1．醋酸纤维素:醋酸纤维素(CA)膜是由二醋酸纤维素和三醋酸纤维素的铸膜液及二者混合物浇铸而成。随着乙酰基含量的增加，盐截留率与化学稳定性增加而水通量下降。Loeb-Sourirajan不对称结构是使用一“医用刮刀”（“doctorblade”）把CA、乙醇或乙醚溶液浇铸在一多孔基片（如帆布）上，表面经空气干燥产生一薄皮层而形成。在较大孔层之上的致密表皮是由约0.2μm厚的薄层组成，膜的总厚度约100μm.该技术也可用于管状的和中空纤维状膜的浇铸。CA膜的化学稳定性差,在运转期间会发生水解,其水解速度与温度及pH条件有关。醋酸纤维素膜可在温度0～30℃

2、及pH值4.0～6.5下连续操作。这些膜也会被生物侵蚀,但由于它们具有可连续暴露在低含氯量环境下的能力,故可以消除生物侵蚀。膜稳定性差的结果导致膜截留率随操作时间增长而下降。然而,这些材料的普及是由于它们具备广泛的来源和低廉的价格。2．芳香聚酰胺：不对称芳香聚酰胺（Aramid）膜(Richter和Hoehn1971)以中空纤维形式为所首创。这些纤维是由溶液纺丝而成。由控制纺丝液溶剂的蒸发在纤维外表面形成约0.1～1.0μm的致密表皮层。余下的纤维结构是约26μm厚的一层多孔支撑结构。盐的截流作用发生在致密层。为了进一步提高截留性能，当中空纤维膜用于苦咸水脱盐时，对膜采用聚乙烯基

3、甲基醚(PT-A)进行后处理，用于海水脱盐则用PT-A与鞣酸（PT-A）作后处理。与纤维素膜相比，芳香聚酰胺膜的特点是具有优良的化学稳定性。它们能在温度0～30℃pH4～11件连续操作，且不会被生物侵蚀。然而芳香聚酰胺膜若连续暴露在含氯环境中，则易受氯侵蚀，因此，对他们处理的进料液进行脱氯是重要的。3．薄膜复合膜：美国内政部盐水局于年代中期基金资助的NorthStarResearch和DevelopmentInstitute（位于Minneapolis）的工作（Francis1966;Rozelle等1967）导致了薄膜复合膜的发展。UniversalOilProducts的Fl

4、uidSystemsDivision（Riley等1967）在70年代中期推出了它的商品（薄膜复合物）膜，而FilmTec公司在80年代初期推出了它的FT30复合膜(Cadotte等1980)。在这些膜结构中，超薄栅层在一多孔织物支撑体上的微孔聚砜表面上形成（即0.2μm厚）。该聚砜上的栅层是由聚酰胺或聚脲的"就地"界面聚合技术产生的。薄膜复合膜的优点与它们的化学性质有关，其最主要的特点是有较大的化学稳定性，在中等压力下操作就具有高水通量和盐截留率及抗生物侵蚀。它们能在温度0～40℃及pH2～12间连续操作。像芳香聚酰胺一样，这些材料的抗氯及其他氧化物的性能差。二、主要构型 反渗

5、透膜需要制成一定构型才可用于水处理。目前膜的构型主要有平板式，管式，卷式和中空纤维式，但常用于水处理的是卷式和中空纤维式两种。　对于卷式构型，常用膜有醋酸纤维素膜和复合膜，利用这些膜制成膜元件，把膜元件放在压力容器中构成膜组件。用于制作卷式构型的膜一般先制成平整的膜，醋酸纤维素膜的结构见图1，上部有一层致密的薄层（0.1-1.0μmm）,即脱盐层，脱盐层下面有一层稍厚（100~200μm）的多孔支撑层，水很容易通过致密层流向多孔层。致密层是半透膜层，能有效阻止盐分的通过，起脱盐作用。复合膜由三层组成，它们是：最上面的超薄脱盐层、中间的多孔的聚砜内夹层，最下面的聚酯支撑网层。由于聚

6、酯支撑层不很平坦和多孔，不能用来直接支撑脱盐层，因而在该支撑层上面浇注一层聚砜微孔层，用于直接支撑脱盐层。聚砜层表面孔径可控制在0.015μm。脱盐层厚度为0.2μm,在聚砜层的支撑下，能承受较高的压力，抗机械压力和化学侵蚀能力强。对于中空纤维构型，利用芳香族聚酰胺膜制成的众多中空纤维直接装配在压力容器内，构成用于水脱盐的基本单元--膜组件。无论是卷式还是中空纤维式，对其构型的共同要求如下：1）对膜能提供适当的机械支撑，以便承受一定的给水压力；2）能使给水，浓水和产品水各行其道，不混合；3）使有一定压力的给水在通过膜面上时，能均匀分布，并有良好的流动状态，是浓差计划降至最低；4）

7、膜本身具有的脱盐率和透水量能在构型中得到充分的利用；5）膜面积能得到最大限度的利用6）便于贮存，运输，装卸和更换；7）易于制造，维护方便，牢固且安全可靠；8）价格有竞争力。1．螺旋卷式　首先叙述卷式膜元件的概念。叶片有两张平展开的膜和一张聚酯织物组成，聚酯织物在两张膜的中间，叶片一端胶接起来形成一个袋，另一端（伸出来的聚酯织物）与带孔的PVC管粘接。叶片之间有塑料网，它们一起沿PVC中心管卷绕形成卷式构型。塑料端部装置粘接到卷式的叶片两端，一端起反伸缩装置（ATD）的作用，另一端