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什么是反渗透膜,反渗透膜在各行业中的应用

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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,是反渗透技术的核心元件。
1. 工作原理:
- 反渗透过程基于渗透压原理,但与自然渗透方向相反。对膜一侧的料液施加压力,当压力超过它的渗透压时,溶剂(通常是水)会逆着自然渗透的方向作反向渗透。这样,原水经过反渗透膜后就被分离成两部分,一部分是含有高浓度溶质的浓缩水,另一部分是去除了大部分杂质的净化水,即渗透液。
2. 材料与结构:
- 材料:反渗透膜大都是由亲水性有机高分子材料制作,主要有醋酸纤维素及其衍生物、以芳香族聚酰胺为代表的芳香族含氮高分子等。这些材料具有良好的化学稳定性和机械强度,能够在反渗透过程中保持较好的性能。
- 结构:有非对称膜和均相膜两类。非对称膜具有致密的脱盐层(表皮层)和多孔的支撑层,复合膜是一种特殊的非对称膜,它结合了不同材料的优点,具有更好的性能。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、板框式和管式等。
3. 性能特点:
- 过滤精度高:膜孔径非常小,通常在0.5~10 纳米之间,能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等,去除率高达 97%~98%,可截留大于 0.0001 微米的物质,是最精细的一种膜分离产品。对高价离子及复杂单价离子的脱盐率可以超过 99%,对分子量大于 100 的有机物脱除率也可达到 98%,但对分子量小于 100 的有机物脱除率较低。
- 具有选择性透过性:允许水分子通过,而几乎完全阻挡了盐分、矿物质、病毒、细菌等大分子或离子。
- 受多种因素影响小:应具有较高机械强度和使用寿命,能在较低操作压力下发挥功能,能耐受化学或生化作用的影响,受 pH 值、温度等因素影响较小。
4. 应用领域:
- 水处理行业:是生产纯水、超纯水的关键技术,广泛应用于海水淡化、苦咸水淡化、锅炉用水软化、废水处理等。在大型海水淡化厂中,反渗透是最常用的脱盐技术之一;在自然水源含盐量高或受盐碱化影响的地区,可有效降低水中的总溶解固体(TDS),使之达到生活饮用水标准。
- 食品饮料行业:用于乳品、果汁的浓缩,以及食品加工过程中的水净化处理,能够提高产品的质量和安全性。
- 医药行业:在制药过程中,用于制备高纯度的水,满足药品生产的严格要求,例如用于注射用水、口服液用水等的制备。
- 电子工业:在芯片半导体制造过程中,超纯水用于晶片清洗、化学机械抛光(CMP)、光刻等多个关键步骤,反渗透膜是生产超纯水系统中的核心组件之一。
5. 维护与保养:
- 预处理:为保护反渗透膜不受损害并延长其使用寿命,对原水进行适当的预处理是必要的,如过滤、软化、杀菌等,以去除水中的大颗粒杂质、悬浮物、有机物、余氯等。
- 定期清洗:随着使用时间的增加,反渗透膜会受到污染,导致产水通量下降、水质变差等问题,因此需要定期进行清洗。清洗方法包括物理清洗(如压力冲洗、反冲洗等)和化学清洗(使用特定的化学药剂去除膜表面的污垢和污染物)。
- 更换:反渗透膜的使用寿命有限,一般在 3-5 年左右,具体使用寿命取决于膜的质量、使用环境、维护保养情况等。当膜的性能下降到无法满足生产要求时,需要及时更换膜元件。


IP属地:湖北1楼2024-10-11 11:32回复