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超滤、反渗透—国内相关企业的技术和前景分析

发布时间:2019-01-23 06:00 来源:水网点击 :
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原文发布时间:2016-04-20 11:30
原文作者:水网

一、超滤

超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一。以大分子与小分子分离为目的,膜孔径在20—1000A°之间。中空纤维超滤器(膜)具有单位容器内充填密度高,占地面积小等优点。

1.过滤精度—捕鱼

超滤的原理类似于撒网捕鱼,大于孔径的鱼会被捕上来,而小于孔径的鱼则会被漏掉。大家都知道超滤膜是有孔的,那么孔径的大小便决定了,它能滤掉什么样的物质。

从下面这张表中我们能很直观的看到超滤可以去除孔径在0.01微米以上的微生物,如0.1微米的艾滋病毒和1微米的细菌。所以超滤可以去掉细菌等一些微生物,但一些分子、抗生素等物质是去不掉的。

2.中空纤维超滤膜怎么造—拉粉丝

超滤中一般采用的是中空纤维超滤技术,中空纤维超滤膜的制造过程就像拉粉丝,一条一条,也是白色的。和粉丝的区别就是这种丝是中空的,这个当然和喷头的形状有关。在下图的中间位置我们可以看到,制造中空纤维的喷头中间有滤液,四周都是聚合溶液,这样出来的丝就是圆环状了。

3. 表征、工艺、材料等

超滤膜表面会形成很多的小孔,用显微仪器去量也会发现它的孔径是0.01微米。一般来说,超滤膜的孔径是呈类似正态分布的,如下图所示。如果在买机器的时候,问问超滤膜的最大过滤精度和平均精度就会显得非常专业。

中空纤维超滤膜的工艺一般有四种溶液纺丝法、热致相分离、内衬涂敷法、熔融拉伸方法。膜材料一般有下图中几类,其中聚砜主要运用在家庭净水器中,聚偏氟乙烯主要运用在工业上。那么这么多的膜种类两两结合,便形成了更多种中空纤维超滤膜。

二、反渗透

1.半透膜—量变到质变

反渗透的原理根据各种物料的不同渗透压,就可以使用大于渗透压的反渗透压力,即反渗透法,达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。

2.反渗透技术发展历程—界面聚合

反渗透膜的发展历史示意图

界面聚合:在两种互不相溶,分别溶解有两种单体的溶液的界面上(或界面有机相一侧)进行的缩聚反应叫做界面聚合。

下图中的红色元素是水溶性的,蓝色元素是油溶性的,那么把超滤膜先放到红色溶液中,再放到蓝色溶液中,便会在膜的表面形成一层聚合物,便形成了反渗透膜。

3.铸膜、性能改进

反渗透膜卷式元件制作

从下图可以看出,造膜片的过程类似于织布机,然后再涂上涂层。

性能改进:则是希望同时提高性能和脱盐率,从下图可以看出反渗透膜的脱盐率和通量是呈反比的,而通过表面改良则提高了通量。

三、国内技术与前景

1.行业简析

2.国内膜制造企业(部分)

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