膜分離的分類結(jié)構(gòu)

膜分離的效能，取決于膜本身的屬性。

膜可分液膜和固體膜。固體膜又可分：

①無(wú)機(jī)多孔膜，由無(wú)機(jī)質(zhì)的多孔材料構(gòu)成。將膠體和不溶性微粒強(qiáng)制沉積于無(wú)機(jī)多孔膜上便制成動(dòng)力形成膜；

②合成膜，通常采用醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚砜、聚乙烯、聚丙烯等高分子材料制成。

合成膜又分為離子交換膜、均質(zhì)膜和多孔膜：

①離子交換膜由帶有可電離的陽(yáng)離子或陰離子的高分子材料所構(gòu)成；

②均質(zhì)膜是均勻的高分子薄膜；

③多孔膜是在鑄膜液中加發(fā)孔劑，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)和凝膠分離而成的。

多孔膜又分為非對(duì)稱膜和復(fù)合膜：

①非對(duì)稱膜的膜體可分為表皮層和支撐層：表皮層質(zhì)地致密，厚度很小（0.1～0.2μm），但它決定了膜的選擇性和滲透性能；支撐層具有多孔結(jié)構(gòu)，它提供必要的機(jī)械強(qiáng)度。膜的結(jié)構(gòu)可通過(guò)調(diào)節(jié)鑄膜液組成和凝膠形成條件予以控制。

②復(fù)合膜是以多孔膜作支撐層，覆以極薄的表皮層。用于工業(yè)分離的合成膜，可制成片狀、管狀和中空纖維狀等，因此膜分離設(shè)備也隨之具有多種結(jié)構(gòu)形式。膜的結(jié)構(gòu)形態(tài)，通常借助于電子顯微鏡技術(shù)、電子透射或掃描來(lái)觀察。

按所使用的膜的類型，分為液膜分離和合成膜分離：

①液膜分離過(guò)程分為乳化液膜和固定液膜的分離過(guò)程；

②合成膜的分離過(guò)程包括微過(guò)濾、超過(guò)濾、反滲透、氣體滲透分離、滲透蒸發(fā)、滲析及電滲析等過(guò)程。

膜分離過(guò)程可簡(jiǎn)化為滲透過(guò)程。

滲透過(guò)程的機(jī)理研究尚處于發(fā)展之中，有多種描述方法，目前尚未得出統(tǒng)一的理論。滲透的基本問(wèn)題是膜內(nèi)傳遞的概念。物質(zhì)在膜內(nèi)的傳質(zhì)通量可概括為；傳質(zhì)通量=滲透系數(shù)×傳遞推動(dòng)力式中傳質(zhì)通量為單位時(shí)間內(nèi)單位膜面積的物質(zhì)透過(guò)量；滲透系數(shù)為單位時(shí)間內(nèi)單位膜面積在單位推動(dòng)力作用下的物質(zhì)透過(guò)量；傳遞推動(dòng)力有多種，各有其計(jì)量單位。滲透系數(shù)不僅取決于滲透物質(zhì)的屬性，也取決于膜材料的化學(xué)屬性和膜的物理構(gòu)型。

描述膜滲透機(jī)理的主要模型有：

①溶解－擴(kuò)散模型：適用于液體膜、均質(zhì)膜或非對(duì)稱膜表皮層內(nèi)的物質(zhì)傳遞。

在推動(dòng)力作用下，滲透物質(zhì)先溶解進(jìn)入膜的上游側(cè)，然后擴(kuò)散至膜的下游側(cè)，擴(kuò)散是控制步驟。例如氣體的滲透分離過(guò)程中，推動(dòng)力是膜兩側(cè)滲透物質(zhì)的分壓差。當(dāng)溶解服從亨利定律（見(jiàn)相平衡關(guān)聯(lián)）時(shí)，組分的滲透率是組分在膜中的擴(kuò)散系數(shù)和溶解度系數(shù)的乘積。混合氣體的分離依賴于各組分在膜中滲透率的差異。溶解-擴(kuò)散模型用于滲透蒸發(fā)（又稱汽滲，上游側(cè)為溶液，下游側(cè)抽真空或用惰性氣體攜帶，使透過(guò)物質(zhì)汽化而分離）時(shí)，還須包括膜的汽液界面上各組分的熱力學(xué)平衡關(guān)系。

②優(yōu)先吸附－毛細(xì)管流動(dòng)模型：

由于膜表面對(duì)滲透物的優(yōu)先吸附作用，在膜的上游側(cè)表面形成一層該物質(zhì)富集的吸附液體層。然后，在壓力作用下通過(guò)膜的毛細(xì)管，連續(xù)進(jìn)入產(chǎn)品溶液中。此模型能描述多孔膜的反滲透過(guò)程。

③從不可逆熱力學(xué)導(dǎo)出的模型：

膜分離過(guò)程通常不只依賴于單一的推動(dòng)力，而且還有伴生效應(yīng)（如濃差極化）。不可逆熱力學(xué)唯象理論統(tǒng)一關(guān)聯(lián)了壓力差、濃度差、電位差對(duì)傳質(zhì)通量的關(guān)系，采用線性唯象方程描述這種具有伴生效應(yīng)的過(guò)程，并以配偶唯象系數(shù)描述伴生效應(yīng)的影響。

膜分離的效能，取決于膜本身的屬性。膜可分液膜和固體膜。固體膜又可分:①無(wú)機(jī)多孔膜，由無(wú)機(jī)質(zhì)的多孔材料構(gòu)成。將膠體和不溶性微粒強(qiáng)制沉積于無(wú)機(jī)多孔膜上便制成動(dòng)力形成膜;②合成膜，通常采用醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚砜、聚乙烯、聚丙烯等高分子材料制成。合成膜又分為離子交換膜、均質(zhì)膜和多孔膜:①離子交換膜由帶有可電離的陽(yáng)離子或陰離子的高分子材料所構(gòu)成;②均質(zhì)膜是均勻的高分子薄膜;③多孔膜是在鑄膜液中加發(fā)孔劑，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)和凝膠分離而成的。多孔膜又分為非對(duì)稱膜和復(fù)合膜:①非對(duì)稱膜的膜體可分為表皮層和支撐層:表皮層質(zhì)地致密，厚度很小(0.1~0.2μm)，但它決定了膜的選擇性和滲透性能;支撐層具有多孔結(jié)構(gòu)，它提供必要的機(jī)械強(qiáng)度。膜的結(jié)構(gòu)可通過(guò)調(diào)節(jié)鑄膜液組成和凝膠形成條件予以控制。②復(fù)合膜是以多孔膜作支撐層，覆以極薄的表皮層。用于工業(yè)分離的合成膜，可制成片狀、管狀和中空纖維狀等，因此膜分離設(shè)備也隨之具有多種結(jié)構(gòu)形式。膜的結(jié)構(gòu)形態(tài)，通常借助于電子顯微鏡技術(shù)、電子透射或掃描來(lái)觀察。

反滲透純凈水設(shè)備可以應(yīng)用到哪些行業(yè)？

1、飲用純凈水

反滲透設(shè)備采用反滲透膜分離技術(shù)，能有效去除水中的帶電離子、無(wú)機(jī)物、膠體顆粒、細(xì)菌和有機(jī)物。反滲透設(shè)備具有水質(zhì)好、能耗低、無(wú)污染、工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。目前已廣泛應(yīng)用于飲用純凈水、蒸餾水、礦泉水、釀酒水、調(diào)合純凈水等行業(yè)，酒店、建筑、社區(qū)機(jī)場(chǎng)、房地產(chǎn)等優(yōu)質(zhì)供水管網(wǎng)系統(tǒng)。

2、工業(yè)純水和超純水

純水和超純水是現(xiàn)代工業(yè)中非常重要的原料。廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體微電子、電力、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域。目前，利用反滲透膜技術(shù)生產(chǎn)超純水的工藝已經(jīng)非常成熟。反滲透膜能有效降低水的電導(dǎo)率和水中總?cè)芙夤腆w的含量。大部分鹽組分的去除率超過(guò)95%，水通量大。雖然膜污染也會(huì)發(fā)生，但通過(guò)化學(xué)清洗可以有效地解決。

3、海水淡化

海水淡化方法很多，常用的方法有膜法和蒸餾法。海水淡化處理采用反滲透設(shè)備膜淡化技術(shù)，不需要提供額外的熱能，適用于大、中、小型海水淡化工程。由于反滲透需要克服滲透壓，海水通過(guò)反滲透膜需要很大的壓力，能耗主要消耗在這里。一般情況下，大型反滲透設(shè)備將在濃水排放管道上安裝能量回收裝置，以節(jié)約能源消耗，降低運(yùn)行成本。反滲透海水淡化技術(shù)發(fā)展迅速，工程成本和運(yùn)行成本不斷降低。

4、中水回用

水資源短缺增加了工業(yè)生產(chǎn)和生活用水的成本。如果產(chǎn)生的廢水未經(jīng)處理排放，將造成不同性質(zhì)和程度的水污染，危害人類健康，影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，嚴(yán)重浪費(fèi)水資源。中水回用不僅可以大大緩解城市缺水壓力，而且可以減少污水排放，節(jié)約能源，具有明顯的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。反滲透設(shè)備的膜分離過(guò)程是一個(gè)沒(méi)有相變和化學(xué)反應(yīng)的純物理過(guò)程。可實(shí)現(xiàn)水資源的回收和無(wú)二次污染物的清潔生產(chǎn)。

5、廢水處理

廢水循環(huán)利用具有開(kāi)發(fā)淡水資源和保護(hù)環(huán)境的雙重目的。除脫鹽和純水制備外，反滲透設(shè)備主要應(yīng)用于廢水處理領(lǐng)域，且大部分是廢水的深度處理，因此常與其他預(yù)處理工藝相結(jié)合。此外，反滲透還應(yīng)用于水中微量無(wú)機(jī)污染物(主要包括一些重金屬離子)和有機(jī)污染物的去除，以及一些工業(yè)生產(chǎn)廢水的處理，如制藥廢水、石化廢水、煉鋼廢水和印染廢水。

反滲透純凈水設(shè)備應(yīng)用廣泛，例如地埋式生活污水處理設(shè)備，可適用于住宅區(qū)、飯店、賓館、療養(yǎng)院、醫(yī)院、屠宰場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校、礦山、工廠、部隊(duì)、旅游點(diǎn)、風(fēng)景區(qū)、車站、飛機(jī)場(chǎng)、海港碼頭等生活污水處理及類似的工業(yè)污水處理；一元化氣浮設(shè)備，應(yīng)用于電鍍污水、食品屠宰、印染廢水、生活飲用水及工業(yè)污水等都取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

反滲透純凈水設(shè)備應(yīng)用廣泛：

a、工業(yè)通用設(shè)備：空壓機(jī)、制冷機(jī)、換熱器、冷卻器等

b、特殊行業(yè)應(yīng)用：食品、制藥、酒類等行業(yè)用水設(shè)備的防垢、磁化、殺菌滅藻等

c、生活設(shè)施領(lǐng)域：各式熱水鍋爐、中央空調(diào)、換熱系統(tǒng)、家用中央空調(diào)、壁掛鍋爐等

反滲透純水設(shè)備主要廣泛應(yīng)用于：

1、 電子工業(yè)用水

2、 集成電路、硅晶片、顯示管等電子元器沖洗水

3、 生產(chǎn)、制藥行業(yè)的用水

4、 我們每天飲用的純凈水、飲料等。

5、 海水、苦咸水淡化。

反滲透設(shè)備現(xiàn)在已被廣大的行業(yè)所接受。在醫(yī)藥、化學(xué)、食品、電子、電力工業(yè)等領(lǐng)域都需要純水。反滲透設(shè)備適用的行業(yè)有很多。它作為一種高效的純水處理設(shè)備日益受到廣泛的重視。

在國(guó)內(nèi)以反滲透工藝生產(chǎn)純水的最大市場(chǎng)屬電力工業(yè)，該行業(yè)享受國(guó)家優(yōu)先發(fā)展政策，具有雄厚的財(cái)力，其工程的數(shù)量及規(guī)模非其它行業(yè)可比，從而使其成為水處理行業(yè)的最大用戶，火電廠蒸汽鍋爐給水處理的反滲透工藝已被廣泛接受，并大量采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，前景良好。

制藥工業(yè)中，國(guó)家藥典對(duì)大輸液等規(guī)定采用蒸餾法，反滲透技術(shù)在片劑、口服液及蒸餾前處理的工藝用水市場(chǎng)已相當(dāng)可觀，近年來(lái)釀酒、飲料等食品行業(yè)采用純水勾兌工藝已成趨勢(shì)，瓶裝、桶裝飲用純水生產(chǎn)工藝中已大量采用一級(jí)或二級(jí)反滲透技術(shù)。

與家用純水器及桶瓶裝水生產(chǎn)線相比，集團(tuán)用純水機(jī)的市場(chǎng)空間也很廣闊，其發(fā)展將對(duì)改善企業(yè)、機(jī)關(guān)、學(xué)校及公共場(chǎng)所的飲水環(huán)境提供更實(shí)用的設(shè)備。

反滲透純凈水設(shè)備涉及行業(yè)

1、生活飲用水：人們對(duì)飲水的健康與安全的重視，純凈水成為現(xiàn)代社會(huì)的一種時(shí)尚。

2、食品廠用水：應(yīng)用于精加新鮮蔬菜、食品的冷藏、冷飲食品以及罐頭的制作、畜禽的肉類加工等需要水質(zhì)較高的行業(yè)。

3、游泳館設(shè)施：游泳館、游泳池和室外的部分景觀池對(duì)水質(zhì)的要求較高，也需要純凈水設(shè)備制造純凈水。

4、循環(huán)冷卻水：工業(yè)和生活中常用的水冷空調(diào)和中央空調(diào)，都涉及到，冶煉工程中也對(duì)水質(zhì)要求高，也需要大量的純凈水。

5、公共場(chǎng)合類：我們工作和學(xué)習(xí)的地方，如小區(qū)和賓館，企業(yè)單位和事業(yè)單位，機(jī)場(chǎng)以及學(xué)校，部隊(duì)、醫(yī)院等公共場(chǎng)合，對(duì)飲用的水質(zhì)要求都比較高，需要純凈水設(shè)備來(lái)制造純凈水，以滿足這部分人群的需求。

6、海水淡化業(yè)：海水含有鈉離子多，直接飲用會(huì)感覺(jué)苦澀、口感較咸，需要純凈水設(shè)備等的淡化處理，廣泛應(yīng)用在船艦、海島和鹽堿地區(qū)的淡化和生活飲用水的制取。

7、工業(yè)生產(chǎn)類：廣泛應(yīng)用在使用凈水的部分工業(yè)行業(yè)，如鍋爐軟化水、電鍍超純水、涂料、涂裝、汽車、玻璃沖洗專用水等等。

8、飲料酒類業(yè)：這一行業(yè)需要的凈水較多，主要包含了葡萄酒、啤酒、白酒等酒類，茶飲料、碳酸飲料等飲料，還有乳制品等。

9、電子行業(yè)類：電子行業(yè)中的集成電路塊、單晶硅半導(dǎo)體和液晶顯示器等都需要超純水作為生產(chǎn)的原料之一。

10、精細(xì)化工業(yè)：精細(xì)化工中必需超純水，才能保障其質(zhì)量，如基因工程、洗滌劑、生物工程、化妝品等行業(yè)。

11、造紙和紡織：造紙業(yè)的造紙白紙，紡織業(yè)的印染的用水和噴水織機(jī)的用水，對(duì)水質(zhì)的要求都非常高。

12、養(yǎng)殖與花卉：很多規(guī)模生產(chǎn)都注重水質(zhì)，在花苗的育苗和組培，養(yǎng)殖中的魚類和觀賞魚的用水等。