反渗透膜技术现状


   技术原理:反渗透膜分离对象是溶解中的离子和分子量几百以上的有机物。只能透过溶剂而不能透过溶质的膜一般称之为理想的半透膜。当把溶剂和溶液(或把两种不同浓度的溶液)分别置于此膜的两侧时,纯溶剂将自然穿过半透膜而自发地向溶液(或从低溶液向高浓度溶液)一侧流动。这种现象叫渗透(Osmosis)。当渗透过程进行到溶液的液面产生一个压力,以抵销溶剂向溶液方向流动的趋势,即达到平衡,此压力称为该溶液的渗透压。

   反渗透膜分类:按膜的结构特点分类,反渗透膜主要有两种形式,即非对称反渗透膜和复合反渗透膜。非对称膜的多孔支撑层和致密的分离皮层为相同的材料,在织物增强层上成膜,并一次成形,底部疏松,皮层致密,分离皮层较厚(约 0.5μm),水通量相对较低。复合反渗透膜是由致密的超薄分离层(约0.2μm)、多孔支撑层(40-70μm)和织物增强层(约 110μm)组成。通用的复合膜大多是在多孔聚砜支撑膜表面采用界面聚合法制得致密的交联芳香聚酰胺超薄分离层,这种膜的水通量较高。复合反渗透膜与非对称反渗透膜相比,具有以下几个突出的优点:(1)复合反渗透膜是在支撑膜上复合一层致密分离层而制得。分离层和支撑层易于控制,例如通过对超薄分离层的优化可调节水通量和溶质截留率;对多孔支撑层孔隙率、孔结构等的控制可调节不同的耐压程度,从而满足不同的使用需求。而非对称反渗透膜是由相转化法一步制得,分离层与支撑层为同一材料,没有明显的界面,难以进行结构控制。

2)复合反渗透膜中的超薄分离层可由线性聚合物和交联聚合物组成,可用的聚合物种类较多。而非对称反渗透膜则要求可溶性聚合物,还需具有脱盐功能和合适的水通量,所以可用的聚合物十分有限,主要是醋酸纤维素和可溶性的聚酰胺。

3)复合反渗透膜中的超薄分离层可以采用在多孔支撑层上直接反应得到高亲水性的交联聚合物,使分离层既具有高亲水性,又有好的耐溶胀性,从而在高脱盐情况下,能保持较高的透水率。而非对称反渗透膜一般通过相转化法一步完成,分离层较厚,水通量相对较小,分离性能差。这些特点在目前已工业化的膜产品中得到了充分体现,也是复合反渗透膜得到广泛应用的重要原因。