水處理技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)（3）

1、膜分離過(guò)程分類(lèi) 
  膜法液體分離技術(shù)的基礎(chǔ)是分離膜，通常分離膜是由表面一層非常?。ê穸仍?.20~0.25 微米）而致密的皮層和該皮層下厚度約為100微米的多孔支撐層組成。致密皮層為起到分離作用的功能層。從分離精度上劃分，一般可分為四類(lèi)：微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）和反滲透（RO)，它們的過(guò)濾精度按照以上順序越來(lái)越高。 
  <微濾 MF>     能截留 0.1-1 微米之間的顆粒。微濾膜允許大分子和溶解性固體（無(wú)機(jī)鹽）等通過(guò)，但會(huì)截留住懸浮物，細(xì)菌，及大分子量膠體等物質(zhì)。微濾膜的運(yùn)行壓力一般為0.3-7bar。 
  <超濾 UF>    能截留 0.002-0.1微米之間的大分子物質(zhì)和雜質(zhì)。超濾膜允許小分子物質(zhì)和溶解性固體（無(wú)機(jī)鹽）等的通過(guò)，同時(shí)將截留下膠體，蛋白質(zhì)，微生物和大分子有機(jī)物，用于表示超濾膜 
  孔徑大小的切割分子量范圍一般在 1,000-500,000 之間，超濾膜的運(yùn)行壓力一般為 0.3-5bar。 

 <納濾 NF>    能截留納米級(jí)（0.001 微米）的物質(zhì)。

  納濾膜的操作區(qū)間介于超濾和反滲透之間，其截留有機(jī)物質(zhì)的分子量約為 200-800MW 左右，截留溶解鹽類(lèi)的能力為 20%-98%之間，對(duì)可溶性單價(jià)離子的去除率低于高價(jià)離子，如對(duì)氯化鈉及氯化鈣的去除率為 20%-80%，而對(duì)和硫酸鈉的去除率為 90%-98%。納濾一般用于去除地表水中的有機(jī)物和色素、地下水中的硬度及鐳，且部分去除溶解鹽、食品和醫(yī)藥生產(chǎn)中有用物質(zhì)的提取、濃縮等。納濾膜的運(yùn) 行壓力一般為3.5-30bar。 
  <反滲透 RO> 是細(xì)的一種膜分離產(chǎn)品，其能有效截留所有溶解鹽份及分子量大于100的有機(jī)物，同時(shí)允許水分子通過(guò)。醋酸纖維類(lèi)反滲透膜脫鹽率一般大于95%，反滲透復(fù)合膜脫鹽率一般大于99%。反滲透膜廣泛應(yīng)用于苦咸水及海水淡化，鍋爐補(bǔ)給水，工業(yè)純水及電子級(jí)高純水制備，飲用純凈水生產(chǎn)，廢水處理和特種分離等過(guò)程。在離子交換前使用反滲透可達(dá)幅度降低操作費(fèi)用 和廢水排放量。反滲透納濾膜的運(yùn)行壓力一般介于苦咸水的 12bar 到海水的 70bar。 

2、反滲透膜的材料與結(jié)構(gòu) 
  反滲透膜是一種用特殊材料和加工方法制成的具有選擇性透過(guò)性能的薄膜。它能在外加壓力 的作用下，使水溶液中的某些組分透過(guò)，另一些組分被阻擋，從而達(dá)到凈化分離的目的。常用作反滲透的濾膜有兩種，分別是醋酸纖維素膜（CA）和聚酰胺復(fù)合 膜。這兩種膜 KMS均能提供。纖維素經(jīng)酯化生成三醋酸纖維，再經(jīng)二次水解成混合醋酸纖維。醋酸纖維膜有兩個(gè)主 要缺點(diǎn)，一是易受微生物侵蝕而降解，從而使膜的脫鹽率降低；二是 pH 值耐受范圍較窄，通常為4～7，在酸性堿性條件下易水解，另外，CA膜運(yùn)行壓力相對(duì)較高。但醋酸纖維素膜具有耐氯的優(yōu)點(diǎn)。 
 聚酰胺復(fù)合膜的分離層為高交聯(lián)度的全芳香聚酰胺，由苯三酰氯和苯二胺聚合而成，具有的化學(xué)物理穩(wěn)定性和耐久性。復(fù)合膜膜片有三層組成，分別是底層具有 支撐作用的聚酯無(wú)紡布， 厚度約為 120 微米左右；底層上澆注的聚砜中間層，厚度約為20微米左右；最上層是具有分離作用的聚酰胺功能層，厚度約為  0.2 微米左右。與醋酸纖維膜相比，復(fù)合膜具有更高的水通量、更低的操作壓力、更高的脫鹽率、更好的化學(xué)穩(wěn)定性，可以用強(qiáng)酸強(qiáng)堿進(jìn)行清洗，但復(fù)合膜的耐氧化性較 CA 膜差。 

3、反滲透系統(tǒng)性能的影響因素 
 反滲透和納濾的兩個(gè)?重要的分離特性指標(biāo)是脫鹽率、水通量（產(chǎn)水量），這兩個(gè)指標(biāo)主要受溫度、壓力、回收率、進(jìn)水含鹽量和pH值等因素的影響。 
  當(dāng)然，影響反滲透系統(tǒng)的使用性能的因素還有很多，如：時(shí)間、要去除離子的價(jià)態(tài)以及分子量的大小和結(jié)構(gòu)、邊界層效應(yīng)等。時(shí)間是一個(gè)重要的影響因素，伴隨著時(shí)間的推移，膜的壓緊，“A”值會(huì)減小，膜的通量會(huì)發(fā)生衰減。通量衰減是壓力和溫度的函數(shù)。在一定的溫度下，壓力越高，衰減越快。相反，“B”值是伴隨著時(shí) 間的推移而增加的。因此，膜使用的時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)水量會(huì)下降，脫鹽率也會(huì)下降。一般說(shuō)來(lái)，多價(jià)態(tài)的離子較一價(jià)離子容易去除些，脫除率會(huì)更高。分子量越大的離 子越容易去除，有分支結(jié)構(gòu)的離子也會(huì)容易去除些。邊界層的厚度越大，脫鹽率會(huì)下降，因此提高進(jìn)水流量、增大錯(cuò)流流速，會(huì)減小邊界層的厚度，從而提高脫鹽 率。

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