A. 反渗透膜的发展史
80年代发明的复合膜,由超薄反渗透膜、多孔支撑层、织物增强自叠加而成,透水量极大,除盐率高达99%,是理想的反渗透膜。反渗透膜在分离小分子有机化合物时也特别有效,因此对有机化工、酿造工业、三废处理等领域也得到了很好的应用。
在21世纪以前,反渗透膜技术都是被国外所垄断,而中国是直到90年代末期才开始掌握了反渗透膜的生产技术.这个历史要追述到建国初期,当时我们国家的领导人已经意识到海水淡化的前景和将来在社会中的作用。
早在1958年,石松研究员等首先在中国开展离子交换膜电渗析海水淡化研究。而在此前1953年美国C.E.Reid建议美国内务部将反渗透研究列入国家计划。
随后1967年,国家科委组织全国海水淡化会战,组织全国在水处理和分析化学、材料化学、流体力学等各个学科的精英会战海水淡化。
1970年,会战主力汇集中国浙江省的杭州市,组织了全国第一个海水淡化研究室。此期间,他们一直用电渗析技术进行海水淡化,研制成功海洋监测专用微孔滤膜,建成了世界最大的电渗析海水淡化站——西沙永兴岛海水淡化站。一度在海水淡化方面成为世界领军人物。
1982年,中国海水淡化与水再利用学会经中国科协学会部批准在杭州成立。但是,因为经历了十年浩劫,毕竟还是衰弱下去了,此时,远在大洋彼岸的美国的全芳香族聚酰胺复合膜及其卷式元件已经赫然问世。
1984年,国家海洋局以海水淡化研究室为主体,组建国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心,中国开始对膜技术重视了,但是,美国海水淡化用复合膜及其卷式元件已经大面积商业化了,投入到了国家和民用中去了。
1992年,国家为了追赶膜方面技术与世界的差距,,国家科委军顶,以“中心”为依托,组建国家液体分离膜工程技术研究中心,并开始悄悄研制国产反渗透膜。
直到2001年,“中心”实行集团化分体管理,所辖三个控股的中外合资公司,两个中资公司和一个研发中心。同年,杭州北斗星膜制品有限公司正式公开问世,从此,中国有了自己的反渗透膜产品,享有完全自主知识产权、由中国制造、具有民族品牌的高性能复合膜元件开始投放市场,中国成为世界上第四个掌握自主反渗透膜技术的国家。
B. 东丽反渗透膜元件有哪些特点
东丽膜元件具有低压运行,产水量高和除盐性能,同时又具有耐污染性强的特点回。其进水流道涵盖答28mil、31mil、34mil,更宽的流道,最大限度降低污染,提高膜元件化学清洗效率;
独特的端盖排气设计,更高的抗水力冲击能力;更宽的耐pH(1-12)能力;在相同的水通量条件下,拥有同类产品最高的脱盐率;
全自动生产线生产,100%出厂测试,保证膜元件性能一致性;膜片仅在日本生产,元件仅在日本和美国生产,完全的原装进口。
有的东丽海水淡化反渗透膜,拥有长期保持稳定脱盐性能的耐久性,及高效去除硼的特点,通过进一步改善硼的去除性能,能使膜处理后的硼浓度减少到原来的一半,更加提高了顾客对于水质的信赖性。
C. 反渗透膜分离技术特点
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,回是反渗透技术的核心构件。反答渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下,依据其他物质不能透过半透膜
而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小,因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。
D. 反渗透膜分离技术具有哪些特点
1. 在常抄温不发生相变化的条件下,可以对溶质和水进行分离,适用于对热敏感物质的分离、浓缩,并且与有相变化的分离方法相比,能耗低
2. 杂质去除范围广,不仅可以去除溶解的无机盐类,而且还可以去除各类有机物杂质
3. 脱盐率高
4. 由于只是利用压力作为膜分离的推动力,因此分离装置简单,易操作、控制和维护
5. 反渗透膜对进水水质有一定的要求,如:浊度、污染密度指数和余氯等。在深圳恒通源看到的
E. 陶氏反渗透膜BW30-400IG与其他品牌的反渗透膜相比有什么优势和特色
陶氏BW30-400IG 反渗透膜特点
1.低压力,高水通量。
2.膜表面为强负电荷。
3.抗氯氧化专性能很属强。
4.特殊处理的膜表面复合层,可耐细菌侵蚀。
5.优化的膜结构,稳定性高。
6.耐自由氯氧化性能强。可长时期处理含自由氯水质进水并可使用次氯酸钠等含氯化学药品清洗,能长期保持膜性能不变。
7.膜表面有聚合复合物表层,抗细菌侵蚀能力强;
8.可靠性高,适用范围广泛,如可用于活性染料的脱盐浓缩等。
陶氏BW30-400/34i反渗透膜有什么优势?
1.陶氏BW30-400/34i反渗透膜能在极低的操作压力条件下达到和常规低压膜同样的高水通量和高脱盐率。其运行压力约为常规低压复合膜运行压力的2/3,脱盐率可达99.2%以上。因为操作压力低,产水量高,脱盐率高,所以经济效益明显。
2.由于其对低污染技术的使用,可以大大减少由频繁的膜清洗而带来的化学药剂和运行成本。
陶氏公司的反渗透膜元件为当今水处理市场提供了低压、高脱盐率和脱硬度各项性能完美结合的创新技术。
F. 东丽反渗透膜的主要用途及特性
东丽反渗透膜技术主要分离对象是分离溶液中的离子范围。反渗回透法分离过程不需加答热,没有相变,具有耗能少,设备体积小,操作简单,适应性强,应用范围广等优点,已成为重要的水处理手段之一。
反渗透膜分离技术是一种实用的水处理技术,反渗透是目前较微细的过滤系统,RO膜可阻挡所有溶质与无机分子及任何分子量大于lOO的有机物,水分子可自由通过R0膜而纯化,溶盐的脱盐率可达95%,甚至可达到99%。因而反渗透的应用相当广泛,海水及苦咸水淡化,家庭饮用水及工业用纯水的制造,都逐步采用了东丽TORAY反渗透膜。东丽TORAY反渗透膜
东丽TORAY反渗透膜基本原理及特点
将淡水和盐水用一种只能透过水而不能透过溶质的半透膜隔开,淡水会自然地透过半透膜至盐水一侧,这种现象称为渗透。当渗透进行到盐水一侧的液面达到某一高度而产生压力,从而抑制了淡水进一步向盐水一侧渗透。如果在盐水一侧加上一个大于渗透压的压力,盐水中的水份就会从盐水一侧透过半透膜至淡水一侧,这一现象称为反渗透。
G. 使用陶氏超低压反渗透膜到底有哪些好处
使用陶氏低压反渗透膜具有以下好处:
1.陶氏低压反渗透膜在进行分离过程中主要利用节能回技术,即运用答纯物理方法进行水净化处理,与传统的水处理技术相比具有能耗低的特点。
2.由于陶氏低压反渗透膜在进行分离的过程主要是在常温状态下完成的,具有较强的适应性,利用陶氏RO低压反渗透膜不仅能够适用于无机物与有机物的分离,还能适用于分离生物学病毒以及细菌和微粒等微小物质。
3.由于陶氏低压反渗透膜特殊的表面结构,具有较佳的亲水性以及较强的抗污染和抗细菌侵蚀能力,具有较强的水净化处理能力以及不易被污物堵塞的优势。
陶氏低压反渗透膜的具有以下特点:
1.陶氏膜运行压力低、低耗能、大通量、高出水量、抗污染、运行稳定。
2.在高流速下应具有高效脱盐率。
3.陶氏膜具有较高机械强度和使用寿命。
4.能在较低操作压力下发挥功能。
5.能耐受化学或生化作用的影响。
6.受pH值、温度等因素影响较小。
H. RO膜低压膜与高压膜有什么区别
RO膜低压膜与高压膜的区别在于:
低压膜:相对工作压力低,相对产水量大,相对脱盐率低。
高压膜:相对工作压力高,相对产水量小,相对脱盐率高。
I. 反渗透设备特点
反渗透设备的技术原理是什么?
反渗透是用足够的压力使溶液中的溶剂(一般内常指水)通过反渗透膜(一种半透容膜)而分离出来,方向与渗透方向相反,可使用大于渗透压的反渗透法进行分离、提纯和浓缩溶液。利用反渗透技术可以有效的去除水中的溶解盐、胶体,细菌、病毒、细菌内毒素和大部分有机物等杂质。反渗透膜的主要分离对象是溶液中的离子范围,无需化学品即可有效脱除水中盐份,系统除盐率一般为98%以上。所以反渗透是最先进的也是最节能、环保的一种脱盐方式,也已成为了主流的预脱盐工艺。
反渗透设备具备哪些特点?
1、无需大量化学药剂处理、无化学废液排放、无环境污染;
2、自动换程序高,遇故障自动停机,具有自动化保护功能;
3、可连续运行制水,系统简单,操作方便,产水水质稳定;
4、设备占地面积小,结构紧凑,运行可靠,产水水质高。
J. 请问RO反渗透膜怎么分类干膜、湿膜、流体膜相关特征是什么市面常见品牌RO膜都属于那种分类的
在反渗透膜分离技术中,膜材料也是相当重要的一个课题。反渗透膜一般要具备以下性能:高脱盐率;高透水率;具有高机械强度和良好的柔韧性;化学稳定性好,耐氯以及酸、碱腐蚀,抗微生物侵蚀;抗污染性能强,适用pH范围广;制备简单,造价低,原料充足,便于工业化生产;耐压密性好,可在较高温度下使用。
目前主要的反渗透膜材料有醋酸纤维素类、芳香聚酰胺类和聚哌嗪酰胺类。醋酸纤维素反渗透膜为非对称膜,尽管在耐碱性、耐细菌性、产水量等方面不如聚酰胺膜,但因其具有优良的耐氯性、耐污染性至今仍在使用。芳香族聚酰胺可分为线性芳香族聚酰胺与交联芳香族聚酰胺,前者为非对称膜,后者为复合膜。这类膜因具有高交联密度和高亲水性的特点,以及优良的脱盐率、产水量、耐氧化性、有机物去除率和二氧化硅去除率等优点,可用于对去除溶质性能要求高的超纯水制造、海水淡化等方面。聚哌嗪酰胺类可分为线性聚哌嗪酰胺膜与交联聚哌嗪酰胺膜,后者已有产品上市。该膜具有产水量大、耐氯、耐过氧化氢的特点,可用于对脱盐性能要求高的净水处理和食品等方面。
按照操作压力反渗透膜可分为三类:高压反渗透膜、低压反渗透膜和超低压反渗透膜。高压反渗透膜用于海水脱盐,主要有五种:三醋酸纤维素中空纤维膜、直链全芳族聚酰胺中空纤维、交联全芳族聚酰胺卷式复合膜、芳基-烷基聚醚脲卷式复合膜及交联聚醚复合膜。原有苦咸水脱盐的反渗透操作压力高达2.8~4.2MPa,而采用低压反渗透膜可在1.4~2.0MPa的低操作压力下脱除盐分,能耗大大降低。另外,低压反渗透膜还可用于电子、制药工业高纯水的生产,食品工业废水处理,饮料用水生产等,使用低压反渗透膜,在减少设备费用、操作费用、提高生产能力的同时,还可以提高对某些有机和无机溶质的选择分离能力。超低压反渗透膜又称疏松反渗透膜或纳滤膜。
由于制膜工艺的不同,采用同种膜材料所制得的不同分离膜的性能将有很大的差别,所以合理先进的制膜工艺和最优的工艺参数是制备性能优良分离膜的重要保证。
用物理或化学的方法,或将物理和化学方法结合起来,可以制备具有良好分离性能的高分子分离膜。常用的制膜方法有相转化法(流涎、纺丝)和复合法等。
1、相转化法
相转化制膜的各种方法在第二章已经做了部分介绍。相转化法制膜大致可以分为以下六个阶段:
(1)将高聚物和添加剂溶于溶剂,配制制膜液;
(2)制膜液通过流涎法制成平板型和圆管型膜,或通过纺丝法可制成中空纤维型膜;
(3)使膜中的溶剂部分蒸发;
(4)将膜浸渍在对高聚物的非溶剂液体中(最常用的是水),液相的膜在水中凝固成型;
(5)对固化成型的膜进行热处理。非醋酸纤维素膜如芳香聚酰胺膜,一般不需要热处理;
(6)对膜进行预压处理。
制膜液中的聚合物浓度一般在10%~40%左右,溶液浓度太低时,膜的强度较低,实用性能较差;溶液浓度高,聚合物溶解效果较差,所制得的膜均一性不佳,性能得不到保证。采用的溶剂应能溶解聚合物,与水可混溶,而与其他组分不发生化学反应。若在常温下制膜,溶剂最好为低沸点极性溶剂,含量在60%~90%。添加剂要能与制膜液中的各组分相混溶,又要能溶于水,最好是高沸点的极性物质,一般含量在0%~30%。
为了提高膜的质量,在制膜过程中要注意以下几个方面:
(1) 纯化与熟化 由于极性高聚物和极性溶剂的吸水性,要注意恒定它们的含水量,必要时,高聚物和溶剂在配制膜液前需纯化;高聚物-溶剂-添加剂的完全溶解与熟化,且表面均匀的制膜液往往是分子分散的热力学不稳定体系,这种体系迟早会分相,制膜应在均相的情况下进行;制膜液中的机械杂质可以在惰性气体作用下采用200~240目的滤网以压滤方式除去;残存在制膜液中的气体可用减压法除去;含有丙酮等低沸点溶剂时,可采用静置法除去;为了防止溶剂的挥发和某些组分的自聚,制膜液应在密封避光的条件下保存备用。
(2) 对环境的要求 制膜时,要保证环境的清洁和流涎基体的洁净,为此,流延用的玻璃板需要用1:1的无水酒精和乙醚溶液进行清洗,这样可有效地去除油脂;制膜液流延时,要防止气体的夹带;流延和溶剂蒸发时要注意控制环境温度、湿度和其他条件的恒定,避免周围气流的湍动,气流的湍动往往是造成膜缺陷 (( 针孔和亮点的原因之一。
(3) 其他要求 膜在凝固成型时,为了使溶剂和添加剂从膜中完全浸出,根据膜的不同形式,需要保持数小时至数十天的时间;膜蒸发时接触空气的一侧是膜的表面活性层或称表面致密层,该致密层起分离的作用;膜的热处理使得膜的孔径收缩,从而导致分离率上升而通量下降,因而要注意控制热处理的时间和温度;膜在使用前还要进行预压处理,以稳定膜性能。
2、复合法
用相转化法制作的反渗透膜,对溶质起分离作用的仅是极薄的表面致密层,其厚度约为膜厚的1/100。膜的透过速度与表面致密层的厚度成反比,可以通过减小表面致密层的厚度提高膜的透过速度,但研究表明,要想制得厚度小于0.1(m的表面致密层是极为困难的。
在压力作用下,膜的压密使得膜的透过速度下降。膜的压密主要发生在介于表面致密层和下面多孔支撑层之间的过渡层,从而增加了膜的透过阻力。尽管有的研究指出,透过速度的下降与表面致密层的结构变化有关,但是只要操作压力不超过表面致密层高分子的屈服点,透过速度下降的主要原因仍在于过渡层的致密。因此,从减小表面致密层的厚度和解决过渡层压密的角度看,单纯依靠改进相转化法制膜工艺来提高膜性能是有限度的。
采用其它工艺分别制备致密的超薄脱盐层和多孔支撑层,然后将两部分进行复合,这样既可以减小表面致密层的厚度,又可以取消易引起压密的过渡层,还可以选择坚韧的材质制备多孔支撑层,选择高脱盐的材质制备超薄脱盐层,从而使膜同时具有较高的溶质分离率和溶剂透过速度,这是制作复合膜的基本设想。
1.复合法制膜的特点
(1)可以选用不同的材质制作超薄脱盐层和多孔支撑层,使它们的功能分别达到最优化,从而优化复合膜的性能。
(2)可以用不同方法制作高交联度和带离子性基团的超薄脱盐层,厚度可以控制到0.01(0.1(m,从而使得膜对无机物特别是对有机物具有良好的分离率和较高透水速度,同时还具有良好的物化稳定性和耐压密性。
(3)根据不同的应用特性,可以制作不同厚度的超薄脱盐层。
(4)大部分复合膜可以制成干膜,有利于膜的运输和保存。
目前,复合膜的制作通常是先制作多孔支撑层,然后直接在多孔支撑层上以各种方法制作超薄脱盐层。对多孔支撑层,要求有适当大小的孔密度、孔径和孔径分布,有良好的耐压密性和物化稳定性。由于聚砜原料廉价易得,制膜简单,有良好的机械强度和抗压密性,有良好的化学稳定性,无毒,能抗微生物降解,膜可进行干燥,并对透水速度影响不大,所以目前工业上绝大多数复合膜主要采用聚砜多孔支撑膜作为支撑层。
2.超薄脱盐层的主要制备方法
超薄脱盐层的主要制备方法有聚合物涂敷法、界面聚合法、原位聚合法、等离子体聚合法等。这些在第二章已做了介绍。另外,美国Oak Ridge国家原子能研究所还采用了一种称为动态成形法的 复合膜的制备方法。这种方法是以加压闭合循环流动的方式,使胶体粒子或微粒子附着沉积在多孔支撑体的表面,形成薄层底膜。然后再用高分子聚电解质的稀溶液,同样以加压闭合循环流动的方式,将它们附着沉积在底膜上,构成具有分离性能、双层结构的复合膜。
目前,关于复合膜形成机理的研究较少,以多胺类水溶液与酰氯类有机溶液在聚砜基膜表面的界面聚合为例,聚砜多孔膜吸收多胺类水溶液后,酰氯有机相溶液再在聚砜基膜的表面与基膜表面的水相进行界面聚合反应形成超薄脱盐层。由于溶质的性质和界面的性能,两相界面处的初始浓度很高。当两相接触时,反应迅速开始,两种单体在界面处的浓度迅速下降,界面处形成了一极薄的聚酰胺薄膜。当两种单体的反应时间过长时,进一步的反应受通过该薄膜的扩散速度控制。一般认为酰氯与多胺的反应是不可逆的亲核反应,反应速度为二级。
复合膜制备过程中,酰氯与胺类的反应时间一般都很短,在几秒到一分钟左右,因为复合的超薄脱盐层希望很薄,在50~300 nm之间。反应时间太长会使超薄脱盐层增厚,影响复合膜的传递性能和选择性能。复合过程中,两种单体的种类、两种单体在两相中的初始浓度及比例、有机相溶剂的种类、反应的温度和时间、酸接收剂的种类和浓度等对成膜的好坏都有较大的影响。另外,虽然界面反应对两种单体的准确当量比要求不严,但设法使两种单体以合适的当量比反应,将有利于形成高分子量的复合膜。
另外,缩聚反应的特点是在初期生成数目较多的不同聚合度的中间产物,随时间的延长,聚合度增加,所以先在常温下成膜,然后再在较高的温度下进一步反应,使超薄脱盐层的结构更加完善,从而有利于形成高分子量的复合膜。
总之,反渗透成膜过程中的每一工序,都有一系列影响膜性能的因素,制膜时要较好地利用这些因素的变化,协调其相互制约相互弥补的内在关系,从而制备性能较佳、质量满意的反渗透分离膜。