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過濾膜根據(jù)所加的操作壓力和所用膜的平均孔徑的不同,可分為微孔過濾、超濾和反滲透三種。微孔過濾所用的操作壓通常小于2×10^5 Pa,膜的平均孔徑為500?!?4微米,用于分離較大的微粒、細菌和污染物等。超濾所用操作壓為1×10^5 Pa~6×10^5 Pa,膜的平均孔徑為10-100埃,用于分離大分子溶質。反滲透所用的操作壓比超濾更大,常達到20×10^5 Pa~70×10^5 Pa,膜的平均孔徑,一般為10埃以下,用于分離小分子溶質,如海水脫鹽,制高純水等。
超濾膜的截留分子量為500道爾頓,在生物制藥中可用來分離蛋白質、酶、核酸、多糖、多肽、、病毒等。超濾的優(yōu)點是沒有相轉移,無需添加任何強烈化學物質,可以在低溫下操作,過濾速率較快,便于做無菌處理等。所有這些都能使分離操作簡化,避免了生物活性物質的活力損失和變性。
濾芯分離液體或者氣體中固體顆粒,或者使不同的物質成分充分接觸,加快反應時間,可保護設備的正常工作或者空氣的潔凈,當流體進入置有一定規(guī)格濾網的濾芯后,其雜質被阻擋,而清潔的流物通過濾芯流出。液體濾芯使液體(包括油、水等)使受到污染的液體被潔凈到生產、生活所需要的狀態(tài),也就是使液體達到一定的潔凈度??諝鉃V芯使受到污染的空氣被潔凈到生產、生活所需要的狀態(tài),也就是使空氣達到一定的潔凈度。
RO膜
一般水的流動方式是由低濃度流向高濃度,水一旦加壓之后,將由高濃度流向低濃度,亦即所謂逆滲透原理:由于RO膜的孔徑是頭發(fā)絲的一百萬分之一(0.0001微米),一般肉眼無法看到,細菌、病毒是它的5000倍,因此,只有水分子及部分礦物離子能夠通過(通過的離子無益損取向),其它雜質及重金屬均由廢水管排出。所有海水淡化的過程,以及太空人廢水回收處理均采用此方法,因此RO膜又稱體外的高科技“人工”。國內外,醫(yī)學民用領域,都采取RO膜進行高分子過濾。反滲透是60年代發(fā)展起來的一項新的膜分離技術,是依靠反滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑與溶質進行分離的過程。反滲透的英文全名是“REVERSE OSMOSIS”,縮寫為“RO”。RO(Reverse Osmosis)反滲透技術是利用滲透壓力差為動力的膜分離過濾技術,源于美國二十世紀六十年代宇航科技的研究,后逐漸轉化為民用,已廣泛運用于科研、、食品、飲料、海水淡化等領域。RO反滲透膜孔徑小至納米級(1納米=10*-9米),在一定的壓力下,水分子可以通過RO膜,而源水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質無法通過RO膜,從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區(qū)分開來。
RO膜的更換與設備質量也有很大關系,無專人管理的小型系統(tǒng)RO膜更換周期一般1-2年,有專人管理的用到3-5年是比較輕松的,通常是大型水處理系統(tǒng)。
純水機RO膜的維護保養(yǎng):
1、在正常運行一段時間后,膜元件會受到給水中可能存在的懸浮物或難溶物的污染。在標準條件下系統(tǒng)性能下降10%,或顯然發(fā)生結垢或污堵時,應及時進行清洗。定期地進行水沖洗和化學加藥清洗可恢復膜元件的性能,延長膜元件的使用壽命。
2、系統(tǒng)在短期停止運行期間,應每隔5天沖洗系統(tǒng),沖洗后關閉閥門防止結垢堵塞。
3、系統(tǒng)長期停運(30天以上),添加1%亞,以防止細菌繁殖。
反滲透膜
滲透是一種物理現(xiàn)象。
當兩種含有不同鹽類的水,如用一張半滲透RO膜原理圖性的薄膜分開就會發(fā)現(xiàn),含鹽量少的一邊的水分會透過膜滲到含鹽量高的水中,而所含的鹽分并不滲透,這樣,逐漸把兩邊的含鹽濃度融合到均等為止,這一過程稱為滲透。然而,要完成這一過程需要很長時間。但如果在含鹽量高的水側,施加一個壓力,其結果也可以使上述滲透停止,這時的壓力稱為滲透壓力。如果壓力再加大,可以使方向向反方向滲透,而鹽分剩下。因此,反滲透除鹽原理,就是在有鹽分的水中(如原水),施以比自然滲透壓力更大的壓力,使?jié)B透向相反方向進行,把原水中的水分子壓力到膜的另一邊,變成潔凈的水,從而達到除去水中雜質、鹽分的目的。反滲透又稱逆滲透,一種以壓力差為推動力,從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側的料液施加壓力,當壓力超過它的滲透壓時,溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側得到透過的溶劑,即滲透液;高壓側得到濃縮的溶液,即濃縮液。若用反滲透處理海水,在膜的低壓側得到淡水,在高壓側得到鹵水。反滲透時,溶劑的滲透速率即液流能量N為:N=Kh(Δp-Δπ) (式中Kh為水力滲透系數(shù),隨溫度升高稍有增大;Δp為膜兩側的靜壓差;Δπ為膜兩側溶液的滲透壓差)。稀溶液的滲透壓π為:π=iCRT(式中i為溶質分子電離生成的離子數(shù);C為溶質的摩爾濃度;R為摩爾氣體常數(shù);T為溫度。)反滲透通常使用非對稱膜和復合膜,所用的設備主要是中空纖維式或卷式的膜分離設備。反滲透膜能截留水中的各種無機離子、膠體物質和大分子溶質,從而取得凈制的水。也可用于大分子有機物溶液的預濃縮。由于反滲透過程簡單,能耗低,近20年來得到迅速發(fā)展?,F(xiàn)已大規(guī)模應用于海水和苦咸水淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理,并與離子交換結合制取高純水,其應用范圍正在擴大,已開始用于乳品、果汁的濃縮以及生化和生物制劑的分離和濃縮問題。