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。
膜元件的标准脱盐率、实际脱盐率与系统脱盐率
膜元件标准脱盐率为膜元件生产厂家在标准条件下所测得的脱盐率,如CPA2在标准条件下的脱盐率为99.2%(平均脱盐率为99.5%),CPA3在标准条件下的脱盐率为99.6%(平均脱盐率为99.7%)。
膜元件实际脱盐率为膜元件在实际使用时所表现出来的脱盐率,实际脱盐率有时会比标准脱盐率高,但更多情况下要比标准脱盐率低,这是由于标准测试条件与实际使用条件完全不同。在标准测试条件下,其标准测试溶液为氯化钠溶液,膜元件标准脱盐率表现为对氯化钠的脱除率。在实际使用条件下,由于水中各种离子成分不同,温度、平均水通量选取值、系统回收率等均不同于标准测试条件,而这些因素均会影响到膜元件的脱盐率。
系统脱盐率为整套反渗透装置所表现出来的脱盐率,同样由于使用条件与标准条件不同,系统脱盐率有别于标准脱盐率,同时由于反渗透装置一般均串联多根膜元件,而装置中每根膜元件的实际使用条件均不同,故系统脱盐率也有别于膜元件实际脱盐率,对于只有1支膜元件的装置,系统脱盐率才等于膜元件实际脱盐率。
要预测系统脱盐率的简单的办法就是通过膜元件生产厂家的计算软件进行实际计算。
了解了膜元件标准脱盐率、实际脱盐率与系统脱盐率之间的关系之后,在设计反渗透装置、给用户提供系统性能担保、验收反渗透装置或者评定膜元件性能时,一定要根据系统实际脱盐率来进行,而不能以膜元件标准脱盐率来进行。
反渗透膜是反渗透设备的核心元件,如今,回收反渗透膜不断应用在其他水处理设备中。那反渗透膜的回收率该如何确定呢?
反渗透膜系统由于膜元件的数量多、给水流程长,实际系统回收率一般均在75%以上,有时甚至可以达到90%。对于小型反渗透装置也要求较高的系统回收率,以免造成水资源的浪费。
应该主要根据两点来确定反渗透的回收率: