什么是反滲透膜
反滲透技術(shù)中,反滲透膜的發(fā)展是該處理方法的核心技術(shù),所謂滲透膜就是利用反滲透原理進(jìn)行分離的液體分離膜。
具體的說,反滲透膜上有許多小孔,孔的大小只允許水分子通過,鹽類和雜質(zhì)分子都比孔大而無法通過。反滲透膜的發(fā)展及應(yīng)用經(jīng)歷了長(zhǎng)期而復(fù)雜的過程。
膜結(jié)構(gòu)如圖:
在國外,其發(fā)展概況為:1953年美國的Reid 提出從海水和苦鹽水中獲得廉價(jià)的淡水的反滲透研究方案,1960年美國的Sourirajan 和Leob 教授研制出新的不對(duì)稱膜,從此RO作為經(jīng)濟(jì)的淡化技術(shù)進(jìn)入了實(shí)用和裝置的研究階段。1960年洛布(Loeb)和索里拉金(Suan)制成了第一張高通量和高脫鹽率的醋酸纖維素膜,為反滲透和超濾膜的分離技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。同年,Loeb和Milstein用他們研制成功的醋酸纖維素反滲透膜研究并組裝成功第一個(gè)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的板框式反滲透膜裝置。
1961年美國Hevens公司首先提出管式膜組件的制造方法;1964年美國通用原子公司研制出螺旋式反滲透組件;1965年美國加利福尼亞大學(xué)制造出用于苦咸水淡化的管式反滲透裝置,生產(chǎn)能力為19 t/d;1967年美國社邦(Dupout)公司首先研制出以尼龍-66為膜材料的中空纖維膜組件;1970年又研制出以芳香聚酰胺為膜材料的“PermaseB-9”中空纖維膜組件,并獲得1971年美國柯克帕特里克(Kirkpatfiek)化學(xué)工程最高獎(jiǎng)。20世紀(jì)80年代初,美國就克服纖維素材料的缺點(diǎn),研發(fā)出高水通量、高鹽截流率的復(fù)合聚酰胺膜,使反滲透技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。
20世紀(jì)70年代初期開始用RO法處理電鍍污水,首先用于鍍鎳污水的回收處理,此后又應(yīng)用于處理鍍鉻、鍍銅、鍍鋅等漂洗水以及混合電鍍污水。1965年英國首先發(fā)表了用半透膜處理電泳涂料污水的專利。此后美國P.P.G公司提出用UF和RO的組合技術(shù)處理電泳涂料污水,并且實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。1972-1975年J J .Porter 等人用動(dòng)態(tài)膜進(jìn)行染色污水處理和再利用實(shí)驗(yàn)。1983年L.Tinghuis等人發(fā)表了用RO法處理染料溶液的研究結(jié)果。1969年美國的J . C. V Smith 首先報(bào)道了處理城市污水的方法。30年來,反滲透(RO)技術(shù)先后在含油、脫脂廢水、纖維工業(yè)廢水、造紙工業(yè)廢水、放射性廢水等工業(yè)水處理、苦咸水淡化、純水和高純水制備、醫(yī)藥工業(yè)和特殊的化工過程和高層建筑廢水等各類污水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。尤其是近幾年,一些新型的膜法污水處理技術(shù)逐一問世,如膜蒸餾、液膜、膜生化反應(yīng)器、控制釋放膜、膜分相、膜萃取等[3]。我國的反滲透研究始于1965年,近年來反滲透技術(shù)在我國已得到廣泛應(yīng)用。反滲透技術(shù)最初只用于海水淡化,后來逐步擴(kuò)大到苦咸水淡化、食品加工、醫(yī)藥衛(wèi)生、飲料凈化、超純水制備等方面,產(chǎn)生了很高的經(jīng)濟(jì)效益。
在我國,膜技術(shù)的發(fā)展是從1958年離子交換膜研究開始的。1958年開始進(jìn)行離子交換膜的研究,并對(duì)電滲析法淡化海水展開了試驗(yàn)研究;1965年開始對(duì)反滲透膜進(jìn)行探索,1966年上?;S聚乙烯異相離子交換膜正式投產(chǎn),為電滲析工業(yè)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。1967年海水淡化會(huì)戰(zhàn)對(duì)我國膜科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步起了積極的推動(dòng)作用。1970年代相繼對(duì)電滲析、反滲透、超濾和微濾膜及組件進(jìn)行研究開發(fā),1980年代進(jìn)入推廣應(yīng)用階段。1980年代中期我國氣體分離膜的研究取得長(zhǎng)足進(jìn)步,1985年中國科學(xué)院大連化物所,首次研制成功中空纖維N2/H2分離器,主要性能指標(biāo)接近國外同類產(chǎn)品指標(biāo),現(xiàn)己投入批量生產(chǎn),每套成本僅為進(jìn)口裝置的1/3。進(jìn)入90年代以來,復(fù)合膜的制備取得了較大進(jìn)展。

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