節(jié)能型正向滲透膜技術(shù)介紹

1、正正 滲滲 透透學(xué)學(xué) 習(xí)習(xí) 報報 告告王國慶王國慶 理想的正滲透膜應(yīng)具備如下特點理想的正滲透膜應(yīng)具備如下特點 為了獲得高的鹽截留，同時避免滲透劑向原料液滲透，膜致密的活性層是非常重要的； 為了獲得高通量，應(yīng)當(dāng)盡量緩解內(nèi)濃差極化，膜應(yīng)該很薄，同時支撐層的孔隙率要比較低； 膜材料的親水性也比較重要，這有利于提高膜的水通量和耐污染能力； 膜應(yīng)具備較高的機械強度，特別是在壓力阻尼滲透膜過程中更需如此。正滲透過程的影響因素正滲透過程的影響因素 正滲透膜及膜組件：室中主要是平板或管狀膜。 汲取液（Draw Solution)濃度：在正滲透過程中，膜滲透側(cè)的濃溶液是滲透過程推動力的根源。在應(yīng)用中，當(dāng)汲取液由

2、于滲透作用被稀釋時，應(yīng)當(dāng)選擇適當(dāng)?shù)姆椒▽⒓橙∫褐匦聺饪s到高濃度。氯化鈉溶液由于它具有高的溶解度，可通過反滲透和蒸餾將其重新濃縮，但耗能較大。此外還應(yīng)該考慮到汲取液透過滲透膜的擴散作用。汲取液的滲透壓與料液的滲透壓差越大，正滲透過程的膜通量也就越大。 料液濃度對正滲透過程的影響：正滲透的膜通量隨料液濃度的增大而減小。這是由于隨著氯化鈉溶液濃度的增大，料液-N水的滲透壓增大，造成了正滲透的推動力滲透壓差的減小，從而使正滲透的膜通量減小。 溫度：溫度是一個非常重要的影響因素，不僅會影響膜通量，還會引起膜脫鹽率的變化。隨著溫度的不斷升高，膜通量隨之升高，而脫鹽率會減小，這是因為溫度的升高，一方面加快了

3、水在膜內(nèi)的傳質(zhì)，另一方面，也會使溶液中離子的活性系數(shù)升高，使離子更容易的透過膜進入另一側(cè)。 濃差極化現(xiàn)象：（1）在滲透壓推動的正滲透過程中，當(dāng)料液在膜的活化層表面流動時，隨著水不斷的通過滲透膜，溶質(zhì)就會在上面不斷積累，這就叫濃縮的外濃差極化。外濃差極化并不是正滲透水通量遠(yuǎn)低于預(yù)期的主要原因。（2）膜的活性層朝向料液時，水透過膜之后，在支撐層孔內(nèi)的汲取液就會被稀釋，這就叫做稀釋的內(nèi)濃差極化。內(nèi)濃差極化是正滲透膜通量大幅下降的主要原因。 正滲透膜分離方法最重要的特點：低能耗，低污染，高回收率等，也就是使用較低的成本能夠獲得較大的經(jīng)濟效益和社會效益。 問題：膜內(nèi)濃差極化帶來的水通量低的問題，汲取液的

4、選擇、回收和分離的問題，其中對于如何減弱內(nèi)濃差極化現(xiàn)象對正滲透過程的影響，目前最為行之有效的方法就是在保證一定脫鹽率的情況下，制作一種非常薄的半透膜。 膜改性方法:利用離子液體處理反滲透膜，將膜表面致密的活性層“減薄，進而減小水傳遞過程中的阻力，提高反滲透膜的水通量。反滲透膜的分類反滲透膜的分類 按驅(qū)動力可分為高壓反滲透膜、低壓反滲透膜和超低壓反滲透膜； 按膜的形狀分為平板膜、中空纖維膜和管式膜； 根據(jù)制模的方法可分為相轉(zhuǎn)化膜和復(fù)合膜； 根據(jù)制模材料的不同，分為醋酸纖維素膜和芳香聚酰胺膜。 醋酸纖維素膜(CA膜)：化學(xué)穩(wěn)定性差，易水解，膜性能衰減較快，操作壓力高，但CA膜有一定的抗氧化性，膜表

5、面光潔，不易發(fā)生結(jié)垢和污染。目前的醋酸纖維素膜，主要用于中水或污水處理領(lǐng)域。 目前芳香族聚酰胺反滲透膜有兩種，一種是非對稱膜，另一種是復(fù)合芳香族聚酰胺膜。非對稱性的芳香族聚酰胺反滲透膜表層致密，皮下層呈梯度的疏松；復(fù)合芳香族聚酰胺膜具有化學(xué)穩(wěn)定性較好、耐生物降解、操作壓力低、脫鹽率高、通量高等優(yōu)點，但不耐氯及其他氧化劑，抗污染和抗結(jié)垢的性能也比較差。反滲透膜在正滲透過程中的應(yīng)用反滲透膜在正滲透過程中的應(yīng)用 未處理的反滲透膜 處理后的R0膜 超薄R0膜不同的離子液體對反滲透膜的改性不同的離子液體對反滲透膜的改性 離子液體的濃度對膜性能的影響:高濃度的離子液體，對膜通量的提高有較為明顯的效果，離子

6、液體的濃度應(yīng)該在95左右。 浸泡時間對膜性能的影響:反滲透膜經(jīng)過離子液體的浸泡之后，膜通量是隨著反滲透膜厚度的不斷減小而增大的，隨著膜處理時間的不斷增加，反滲透膜的厚度也在不斷的減小，因此通過控制不同的浸泡處理時間，可得到不同厚度的反滲透膜。 膜電位:膜電位越負(fù)，膜面抗膠體污染的能力就越強，表面所帶負(fù)電荷越多，電荷排斥作用越強，天然有機物的沉積量越少而截流率越高，膜的抗污染能力越強。 膜表面接觸角:測定，接觸角越小，親水性越好。廢舊反滲透膜件的回收利用廢舊反滲透膜件的回收利用 目前，影響反滲透技術(shù)發(fā)展的一個重要原因是反滲透膜的污染問題，主要污染物有無機鹽污垢(碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶、氟

7、化鈣、硅化物等)、金屬氧化物積垢(鐵、錳、鋁等金屬之氫氧化物)、膠體積垢、懸浮固體物積垢、生物積垢、有機物積垢。當(dāng)污染物沉積到一定的程度后，反滲透膜件只能成為廢棄物。因此，如何將這些廢舊的反滲透膜件，重新回收利用，成為今天水處理領(lǐng)域的一個非常重要的問題。離子液體及其在高分子聚合物中的應(yīng)用離子液體及其在高分子聚合物中的應(yīng)用 離子液體，是由特定的有機正離子和無機負(fù)離子構(gòu)成的在室溫或接近室溫下呈液態(tài)的熔鹽體系，因此，離子液體又稱室溫離子液體或室溫熔鹽。 特點：非揮發(fā)性，低熔點(可達(dá)約1000C)，寬液程，強的靜電場，寬的電化學(xué)窗口，良好的透光性與高折光率，高比熱容，高熱穩(wěn)定性，選擇性溶解力與可設(shè)計性

8、。這些特點都使得離子液體成為兼有液體與固體功能特性的“固態(tài)液體(Solid Liquid)，或稱為“液體”分子Liquid Zeolite)。 分類：根據(jù)陽離子的不同，室溫離子液體分為季銨鹽類、季鱗鹽類、咪唑類、吡啶類、噻吩類、三氮唑類、吡咯啉類等。 根據(jù)陰離子的不同，離子液體分為兩大類：一類是組成可調(diào)的氯鋁酸類離子液體，一類是組成固定，大多數(shù)對水和空氣穩(wěn)定的其它陰離子型離子液體，其陰離子包括BF4。、PF6。、TA。(CFCOO。)、HB(C3F7COO)、TfO(CF3S03)、NfO。(C4F9S03-)、BeTi。(C2FsS02)N。)、SbF6、AsF6。、N03。、MeS04、C8H17804“等。 根據(jù)離子液體在水中溶解性的不同，分為親水性和憎水性離子液體，前者如11BMIMBF4、BMIMC1、EMIMC1、BPyBF4等，后者如BMIMIPF6“OMIMPF6、BMIMSbF6等。滲透膜的表面改性 目前，反滲透膜是一種比較成熟并且