纯水制备过程中的膜技术.docVIP

纯水制备过程中的膜技术 序]膜技术是一种高效节能的过滤分离技术，在多种行业中已得到广泛应用。随着超精密工业清洗的发展，越来越多的工艺需要用到纯水和超纯水，因此许多生产厂家需要添置分离设备，自行制备纯水，所以技术人员掌握膜技术有关知识是十分必要的。  当今的工业生产越来越多的采用到微过滤，超滤，纳米过滤和反渗透等高新技术。这些技术有一个共同的特征：都要涉及压力驱动下的膜过滤。 /固分离操作技术相比，膜技术具有的某些特点使得他们格外受人青味。1，过程可以连续自己进行。2，膜过程不需利用更多外界能量，因此不会导致相变化或温度变化。3，标准设计-没有严格的尺寸限制。4，运行设备容易维修。5，不影响污物的物理或化学性质。6，膜档板可随意安装，拆卸，改变数目，以保证水中的污物被完全分离。7，操作中无需添加化学试剂。  被称作“横向流动”或“切向流动”的过滤技术是在1995年前后开发出来的，与传统技术不同的是，该技术可以对液流进行连续处理。在这种操作过程中，液流在垂直方向上承受一定外界压力，含有污物的溶液主体的流动方向平行于过滤膜表面，液流中的水在压力的作用下通过膜过滤器，与污物分离。而在主体溶液表面上形成的喘流能够最大限度减少分离出的颗粒物在过滤器上的积聚，有利于体系的连续操作。  超滤基本上是用来除去溶液中的小尺寸的物质，而悬浮固体用微过滤手段即可除去。纳米过滤是介于超滤与反渗透之间的分离过程。这几种技术的有效过滤尺寸为： 1，微过滤：0.1-10微米（1000-100000埃）之间颗粒； 2，超过滤：0.001-0.1微米（10到1000埃）； 3，纳米过滤：分子量在400-800道尔顿（Dalton,1克约为6*（10的23次方）的小分子。它 99%可以被分离，而一价盐如氯化钠只有20%可被分离。这是由纳米过滤膜的特殊高聚物结构决定的。 4，反渗透：可以除去所以分子量对于100道尔顿的可溶性有机（非离子性）固体以及大多数离子性物质（一般情况下可以用它可以除去90%到99%的离子性杂物）。因此超纯水生产中只使用反渗透膜还是不够完善，他们常被用做最终“精加工”去除离子性杂质操作前的予处理。 ?所以上述过程中使用的过滤膜的材料都是经过结构优化的热塑性高聚物或特定无机材料。1，微过滤膜：适合做的高聚物材料包括尼龙，纤维素酯类，聚偏氟乙稀，聚四氟乙稀和聚砜等热塑性膜。陶瓷和金属上也可加工出微过滤范围的孔径。2，超滤膜：由聚砜，聚丙烯腈或纤维素衍生物的高聚物制成。3，纳米过滤膜和反渗透膜：使用的高聚物材料是纤维素衍生物（如纤维素乙酸酯，纤维素三乙酸酯或混合物）。或复合结构材料的膜（thin film composite,简写为TFC）制成，后者结构中含有一层聚砜膜，膜上沉积有一种聚酰胺类的高聚物薄膜，该高聚物已经取得专利权。? 为了得到实用的过滤膜，必须把这些膜材料装配到一种被称做“膜单元”或“膜件”的装置中。? 膜材料的具体装填方式对膜的抗污染能力有很大影响。从经济角度来说，只要整体装置没有变得太重或过于庞大，人们就希望能够装填进尽可能多的膜材料。然而，如果一个膜装置达到了最大的“装填密度”，那么它的抗污染能力就会降至最低。因此具体装填密度之间达到平衡。1，平板和框状结构膜单元：将片状膜沿框架铺展开，以使各层分开，便于收集渗透液。装填密度虽然比较低，但抗污染性非常高。2，管状结构膜单元：由陶瓷，碳，不锈钢或一些多孔塑料制成，其内部直径由3/8英寸--1英寸（10--25mm）。膜一般装包裹在管的内径上，输入的溶液从一端流经过其内腔到另一端，而渗透通过管壁收集到管的外边。这种结构的过滤膜单元装填密度比较低，但抗污染性很高。3，螺旋卷状结构膜单元：该结构由一张膜围绕一个渗透管缠绕而成，该渗透管已经穿孔，从而允许人们收集渗透液。水借通过一层膜而净化，然后流入渗透管中。这种方式得到的过滤膜装填密度低，抗污染性相对较低。4，空心纤维状结构膜单元：（1）细空心纤维：这种单元的设计过去经常用在水处理，但现在很少见。一束细空心纤维中含有几千根毛发般的空心纤维。液体是从外向中心流动的，而渗透液是从每根纤维的内腔排出的。纤维是比较脆的，所以很容易被污染，因而现在这种结构单元只应用在海水脱盐制造淡水的场合，特别在中东地区。（2）毛细管结构的空心纤维：这些单元的设计与管状单元相似，但直径小，而且要求有坚硬的支撑，如由一束环氧树脂“封装”在一圆柱体里。输入液或流经纤维的内腔或沿着纤维的外部流过。这种结构装填密度中等，但抗污染性好。*对悬浮固体的耐受性空心纤维中高细空心纤维高低螺旋卷状结构中—低中等平板和框低高（*单位体积空间所需膜面积）