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反渗透膜及膜装置的类型

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反渗透膜及膜装置的类型

发布日期:2019-10-22 00:00 来源:http://www.czmwjd.com 点击:

反渗透膜及膜装置的类型


1、
反渗透膜类型
一般来说,反渗透膜应具备以下性能:
①单位面积上透水量大,脱盐率高;
②机械强度好,多孔支撑层压实作用小;
③化学稳定性好,耐酸、碱腐蚀和微生物侵蚀;
④结构均匀,使用寿命长,性能衰降慢;
⑤制膜容易,价格便宜,原料充足。
影响膜性能因素
①回收率/转变率;
③压力;
④压密;
⑤浓差极化。
据此,目前较常用膜类型有:
①醋酸纤维膜(CA膜)
CA
膜又可以分为平膜、管式膜和中空纤维膜几类。CA膜具有反渗透膜所需三个基本性质:高透水性、对大多数水溶性组分渗透性相当低、具有良好成膜性能。
②聚酰胺膜(PA膜)
聚酰胺膜又可以分为脂肪族聚酰胺膜、芳香聚酰胺膜(成膜材料为芳香聚酰胺、芳香聚酰胺-酰肼以及一些含氮芳香聚合物)
③复合膜
这是近些年来开发一种新型反渗透膜,它是由很薄致密符合层与高空隙率基膜复合而成,它膜通量相同条件下比非对称膜高约50%100%。目前复合膜有以下几种:
a.
交联芳香族聚酰胺复合膜(PA);
b.
丙烯-烷基聚酰胺和缩合尿素复合膜;
c.
聚哌嗪酰胺复合膜;
d.
氧化锆-聚丙烯酸复合膜。
2、
反渗透装置型式
1)
板框式反渗透装置
这种形式装置由Aerojet通用公司发展起来,教适合于小和低压工厂。膜支撑体一种圆形平板上,这块平板称为多孔板,常见有不锈钢多孔板和聚氯乙烯多孔板,产水多孔板汇集起来。这种装置存以下缺点:①安装和维护费用高,②进料分布不均匀,③流槽窄,④多级膜装卸复杂,⑤单位体积中膜比表面积低,产水量少。
尽管有这些缺点,但它结构简单可靠,体积比管式装置小,小规模生产场所有一定优势。
2) 
管式反渗透装置
这种装置实际应用中是很有意义。它能够处理含悬浮颗粒和溶解性物质液体,像沉淀一样管式装置中把料液进行浓缩,运行期间系统处处都可以保持良好排水作用,适当调节水力条件,常常可以预防溶液浓缩弄脏或堵塞膜。其主要优缺点可以归纳如下:
优点:①能够处理含悬浮固体溶液,②合适流动状态就可止浓差极化和膜污染等,并容易调整。
缺点:①设备端部用膜较多,装置制造和安装费用较昂贵。②单位体积中膜比表面积小。③必须把管子外部包起来。④要使用支撑材料
3)
螺旋式反渗透装置
美国通用原子公司(Gulf General Atomic Co)发展了这种装置。这种螺旋式结构中间为多孔支撑材料,两边是膜“双层结构”,它末端是冲孔塑料管。双层膜边缘与多孔支撑材料密封形成一个膜袋(收集产水),膜袋之间再铺上一层隔网,然后沿中心管卷绕这种多层材料(膜/多孔支撑材料//料液隔网),就形成了一个螺旋式反渗透组件。将卷好螺旋式组件,放入压力容器中,就成为完整螺旋式反渗透装置。使用这种螺旋式反渗透装置时应注意:①中心管主要褶皱处泄露②膜及支撑材料粘结线上发生皱纹③胶线太厚可能会产生张力或压力不均匀④支撑材料移动会使膜支撑不合理,导致平衡线移动⑤膜上有小孔洞,这是膜质量不合格所致。
目前,美国制作螺旋式组件已实现机械化,采用一种0.91m滚压机,连续喷胶将膜与支撑材料粘密封结一起,并滚转成螺旋式组件,牢固后不必打开即可使用。
螺旋式组件主要优缺点是:
优点:①单位体积中膜表面积比率大②压力导管设计简单,具有扰性,安装和更换容易,结构可以紧密放一起。
缺点:①料液含悬浮固体时不适宜②料液流动路线短③压力消耗高④再循环浓缩困难。
4)
中空纤维式反渗透装置
美国杜邦公司和道斯化学公司提出用纯中空纤维素作为反渗透膜,制造出中空纤维式反渗透装置。这种装置类似于一端封死热交换器,其中含有外径50μm、内径25μm;装成一种圆柱形耐压容器中,或是将中空纤维弯成U形装入耐压容器中,这种中空纤维极细,通常可以装填几百万根。高压溶液从容器旁打进去,中空纤维膜外壁,从中空纤维管束另一端把渗透液收集起来,浓缩后料液从另一端连续排掉。
中空纤维式反渗透装置主要优缺点如下:
优点:①单位体积中膜表面积比率高,一般可达到1600030000m2/m3,组件可以小型化;②膜不需支撑材料,中空纤维本身可以受压而不破裂。
缺点:①膜表面去污困难,料液需经严格预处理;②中空纤维膜一旦损坏是无法更换。
由此我们可以给优质反渗透装置作出以下要求:
 对膜能提供合适支撑
 处理溶液整个膜面上必须均匀分布
 最小能耗情况下,对处理溶液提供良好流动状态
 单位体积中膜有效面积比率高
 组件容易拆卸和更换
 便于膜拆卸和组装
 运行压力下,有效工作时安全与可靠性高
 外部泄露能尽可能从压力变化上发现
 建造、维护费用都是方便。

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