反渗透膜法处理及应用

  目前制纯水的方法有四种，蒸馏法、电渗析法、离子交换法和反渗透法。而反渗透又是最先进、效率最高、最节能的制纯水技术。反渗透是20世纪60年代迅速发展起来的一种水处理工艺。目前，它已用在城市用水、锅炉补给水、电厂锅炉补给水、工业废水及海水淡化和各种溶液中溶质分离等方面。

  目前火力发电还是我国发电的主力军，在火力发电生产中，以反渗透处理水的技术应用很广。华能玉环电厂反渗透的海水淡化，大唐甘谷发电厂的反渗透水处理，国电邯郸热厂的反渗透的水处理，山西阳泉有阳光发电有限责任公司等等。

1、反渗透原理；

  如果将淡水和盐水用一种只能透过水而不能透过溶质的半透膜隔开，则淡水中的水会穿过半透膜至盐水一侧，这种现象叫渗透。因此，在进行渗透过程中，由于盐水一侧液面的升高会产生压力，从而抑制淡水中的进一步向盐水一侧渗透。最后，当浓水侧液面距淡水面有一定的高度，以至它产生的压力足以抵消其渗透倾向时，浓水侧的液面就不再上升。此时，通过半透膜进入浓溶液的水和通过半透膜离开浓溶液的水量相等，所以它们处于平衡状态。在平衡时，盐水和淡水间的液面差h表示这两种溶液的渗透压差。如果把淡水换成纯水，则此压差就表示盐水的渗透压。根据这一原理，不难推论出，如果在浓水侧外加一个比渗透压高的压力，则可以将盐水中的纯水挤出来，即变成盐水中的水向纯水中渗透。这样，其渗透方向和自然渗透相反，即反渗透原理（见图1）。

2、半透膜；

  渗透现象是18世纪发现的。最出，人们都是用动物做实验。动物膜不是真正的半透膜，它们有许多缺点，在工业上不能应用。所以，反渗透技术的发展，决定于半透膜的制取工艺。良好的半透膜应具备以下一些特性：1透水率大，脱盐高；2机械强度大；3耐酸、耐碱、耐微生物的侵袭；4使用寿命长；5制取方便，价格较低。

2.1醋酸纤维素膜

  这是最早的1960年制成的实用人造膜。现在，其制造方法经多次改进，产品具有透水率大，脱盐率高和价格便宜的优点。

2.2聚酰胺膜

  在1970年以前制成的主要是脂肪族聚酰胺膜，例如尼龙-66、尼龙-6等，这些膜的透水性很差。后来，制成了芳香族聚酰胺膜，它的透水性、除盐率（参看表1）、机械强度和化学稳定性等都较好。它能在ph值为4~10的范围内使用（长期使用范围为ph=5~9）。芳香族聚酰胺膜主要制成中空纤维。

2.3复合膜

  上列半透膜之所以能起渗透作用，是由于其表面的活化层。此活化层只需很薄一层，它太厚无助于渗透作用，反而会引起透水率降低，并使流量随运行时间衰减的速度加快。然而在制取这些膜时，却难以将活化层做得比0.0001mm更薄,为此研制成了复合膜。

复合膜是两层薄皮的复合体（见图2）先在布料上制成多孔支撑层，然后在其表面进行活化层的聚合反应。支撑层材料可采用聚砜，活化层可用聚脲。

  复合膜的透水率、脱盐率和流量衰减方面的性能都较优越，它的出现大大降低了反渗透的操作压力，延长了膜的寿命，提高了反渗透的经济效益。

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