反渗透膜预处理的目标
为了保证反渗透系统的水回收率、透过水质量、透过水流量的稳定、运行费用的化、膜使用寿命的化等,必须进行完善的预处理。具体的目标为:
1、 防止膜表面发生污染,即必须尽量去除悬浮固体、微生物、胶体物质及**物,从而防止这些物质在膜表面沉积或污堵在膜元件水流通道;
2、 防止膜表面发生结垢,即必须尽量抑制难溶盐如CaCO3、CaSO3、BaSO3、SrSO3、CaF2以及铁、锰、铝、硅化合物等在膜表面的沉积;
3、 防止膜承受物理和化学损伤,即必须尽量避免高温、较端的酸性水或碱性水、氧化剂等对膜的影响。
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。
家用反渗透膜元件的主要技术要求及发展方向,是向**低压、大通量、抗污染、耐氧化、**命、高回收率发展。
1、**低压:
反渗透膜元件进水0.1MPa可出水,进水0.15~0.2MPa即可满足家用反渗透净水器的额定产水量。反渗透净水器可以不用泵、不用电。其优点十分明显:
(1)电气安全;
(2)节电节能;
(3)降水成本;
(4)低压运行可以减小漏水和爆管、爆桶等概率
(5)降低噪音
2、大通量:
现在市场上早已有200、300、400、500、600、700、800、1000、1300G等各种规格的家用反渗透膜,以适应大膜无桶家用反渗透净水器、一级二段家用反渗透净水器之所需;
3、高回收率:
(1)反渗透膜的改进:某公司通过对膜的材质、表面电荷、表面光洁度、性能等等进行改进,研发生产低浓水膜,膜的浓水与纯水正常比例为2:3,用这种RO膜制成RO机回收率为60%。
(2)膜元件水流道的改进:此类膜元件(左)与常规膜元件水流道(右)的对比图。改变流道,从直流改为侧流,大大增加水在膜面的流程,增加膜面与水的接触面积,加快水的流速。
4、抗污染、**命
采用改进RO膜表面电荷、膜表面涂层、膜表面光洁度、流道布载银塑料等等各种措施,提高反渗透膜的抗污染性能,延长反渗透膜的使用寿命。
5、耐氧化、抗余氯
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一、家用反渗透净水器
由于水质污染,以及生活质量要求的提高,家用净水器的普及率逐年不断提高。净水器的品种很多,倒底使用哪种净水器好呢?从净水功能及效果,以及出水水质,毫无疑问,**反渗透净水器。下图是2018年的净水设备市场占有比例,反渗透净水器目前已占了71.4%。
中怡康、新浪家居、腾讯家居联合进行了在线数据调查,调查居民在购买净水器时,希望是以何种过滤方式?其中希望使用反渗透技术的占了80%。
反渗透净水器的关键工序是反渗透,核心部件无疑是反渗透膜元件了。