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反渗透膜选择之脱盐率和透盐率
RO反渗透膜元件的脱盐率在其制造成形时就已确定,脱盐率的高低取决于反渗透RO膜元件表面**薄脱盐层的致密度,脱盐层越致密脱盐率越高,同时产水量越低。反渗透膜对不同物质的脱盐率主要由物质的结构和分子量决定,对高价离子及复杂单价离子的脱盐率可以**过99%,对单价离子如:钠离子、钾离子、氯离子的脱盐率稍低,但也可**过了98%(反渗透膜使用时间越长,化学清洗次数越多,反渗透膜脱盐率越低)对分子量大于100的**物脱除率也可过到98%,但对分子量小于100的**物脱除率较低。
反渗透膜的脱盐率和透盐率计算方法:
RO膜的盐透过率=RO膜产水浓度/进水浓度×**
RO膜的脱盐率=(1–RO膜的产水含盐量/进水含盐量)×**
RO膜的透盐率=**–脱盐率
反渗透是渗透的逆过程,它主要是在压力的推动下,借助半透膜的截留作用,迫使溶液中的溶剂与溶质分开的膜分离过程。早在1748年法国科学家Nollte和其他许多学者就开始研究渗透现象,然而反渗透作为一项新型的分离技术却还相对年轻,早是在1953年由美国佛罗里达大学C.E.Reid教授发现了醋酸纤维素(CA)具有良好的半透性,并提出了用反渗透膜技术淡化海水的构想。与此同时,美国加利福尼亚大学的Loeb和Sourirajan博士也发现了醋酸纤维素优良的半透性,并于1960年制成了具有历史意义的高脱盐、高通量的非对称醋酸纤维素反渗透膜。此后,美国Monsanto、DuPont以及Filmtech等公司发展了以聚酰胺为膜材料的反渗透复合膜,与纤维素膜相比,具有较大的水通量和盐截留率,大大促进了反渗透膜技术的应用。到20世纪80年代末,高脱盐的交联芳香聚酰胺复合膜已经实现工业化。20世纪90年代中,**低压高脱盐交联芳香聚酰胺复合膜也开始进入市场。在这个过程中,反渗透膜及其组件的制备工艺不断进步,性能也持续提高。
1、 脱盐率和透盐率
脱盐率――通过反渗透膜从系统进水中去除可溶性杂质浓度的百分比。
透盐率――进水中可溶性杂质透过膜的百分比。
脱盐率=(1-产水含盐量/进水含盐量)×100%
透盐率=100%-脱盐率
反渗透 膜元件的脱盐率在其制造成形时就已确定,脱盐率的高低取决于 反渗透 膜元件表面**薄脱盐层的致密度,脱盐层越致密脱盐率越高,同时产水量越低。反渗透对不同物质的脱除率主要由物质的结构和分子量决定,海德能反渗透膜元件对高价离子及复杂单价离子的脱除率可以**过99%,对单价离子如:钠离子、钾离子、氯离子的脱除率稍低,但也**过了98%;对分子量大于100的**物脱除率也可达到 98%。
2、 产水量(水通量)
产水量(水通量)――指反渗透系统的产能,即单位时间内透过膜水量,通常用吨/小时或加仑/天来表示。
渗透流率――渗透流率也是表示反渗透膜元件产水量的重要指标。指单位膜面积上透过液的流率,通常用加仑每平方英尺每天(GFD)表示。过高的渗透流率将导致垂直于膜表面的水流速加快,加剧膜污染。
3、 回收率
回收率--指膜系统中给水转化成为产水或透过液的百分比。膜系统的回收率在设计时就已经确定,是基于预设的进水水质而定的。回收率通常希望化以便提高经济效益,但是应该以膜系统内不会因盐类等杂质的过饱和发生沉淀为它的极限值。
回收率=(产水流量/进水流量)×100%
反渗透膜按其结构特点主要可分为两类,即非对称反渗透膜和复合反渗透膜。目前应用广的复合膜大多是在多孔支撑膜表面采用界面聚合法制得的致密**薄分离层,因为这种膜的分离层和支撑层都易于控制,而且在高脱盐情况下,也能保持较高的透水率。
2.1.反渗透膜功能层研究
对于复合膜来说,渗透通量和截留率主要取决于其表面的一层**薄分离层,所以针对优化**薄分离层性能的研究一直以来就是热点,然而由于其厚度太小(通常小于200nm),很难对其进行热力学和动力学研究。目前,有学者另辟蹊径,利用石英微天平等仪器定量研究了水在这一**薄层中的溶解、吸附行为,以及水分子吸附时所带来的机械压力。他们发现**薄功能层具有相当大的自由体积对于水在其中的吸附和传输非常有利。
纳米材料因为具有小体积效应、表面效应、**效应和宏观**隧道效应,也被引入到了优化**薄功能层的性能当中。有关这方面的研究主要是通过在**薄功能层中分散一些纳米颗粒,使得功能层中出现很多纳米尺寸的微观结构,其中的分子、原子、电荷和功能基团的分布情况都与一般材料中的分布有所不同,这会对膜性能产生重要影响,进而使所制得的膜具有比传统复合膜更优的膜性能。Jeong等研制的沸石-聚酰胺新型**薄复合反渗透膜在传统复合膜的基础上又具备了分子筛的*特功能(可控的亲水性、电荷密度和孔结构,优良的性能以及更高的化学、热力学和机械稳定性),可以使水分子**通过**亲水的分子筛纳米孔,同时截留率基本保持不变。
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