膜分离的分类结构

膜分离的分类结构

膜分离的效能，取决于膜本身的属性。

膜可分液膜和固体膜。固体膜又可分：

①无机多孔膜，由无机质的多孔材料构成。将胶体和不溶性微粒强制沉积于无机多孔膜上便制成动力形成膜；

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

合成膜又分为离子交换膜、均质膜和多孔膜：

①离子交换膜由带有可电离的阳离子或阴离子的高分子材料所构成；

②均质膜是均匀的高分子薄膜；

③多孔膜是在铸膜液中加发孔剂，经过蒸发和凝胶分离而成的。

多孔膜又分为非对称膜和复合膜：

①非对称膜的膜体可分为表皮层和支撑层：表皮层质地致密，厚度很小（0.1～0.2μm），但它决定了膜的选择性和渗透性能；支撑层具有多孔结构，它提供必要的机械强度。膜的结构可通过调节铸膜液组成和凝胶形成条件予以控制。

②复合膜是以多孔膜作支撑层，覆以极薄的表皮层。用于工业分离的合成膜，可制成片状、管状和中空纤维状等，因此膜分离设备也随之具有多种结构形式。膜的结构形态，通常借助于电子显微镜技术、电子透射或扫描来观察。

按所使用的膜的类型，分为液膜分离和合成膜分离：

①液膜分离过程分为乳化液膜和固定液膜的分离过程；

②合成膜的分离过程包括微过滤、超过滤、反渗透、气体渗透分离、渗透蒸发、渗析及电渗析等过程。

膜分离过程可简化为渗透过程。

渗透过程的机理研究尚处于发展之中，有多种描述方法，目前尚未得出统一的理论。渗透的基本问题是膜内传递的概念。物质在膜内的传质通量可概括为；传质通量=渗透系数×传递推动力式中传质通量为单位时间内单位膜面积的物质透过量；渗透系数为单位时间内单位膜面积在单位推动力作用下的物质透过量；传递推动力有多种，各有其计量单位。渗透系数不仅取决于渗透物质的属性，也取决于膜材料的化学属性和膜的物理构型。

描述膜渗透机理的主要模型有：

①溶解－扩散模型：适用于液体膜、均质膜或非对称膜表皮层内的物质传递。

在推动力作用下，渗透物质先溶解进入膜的上游侧，然后扩散至膜的下游侧，扩散是控制步骤。例如气体的渗透分离过程中，推动力是膜两侧渗透物质的分压差。当溶解服从亨利定律（见相平衡关联）时，组分的渗透率是组分在膜中的扩散系数和溶解度系数的乘积。混合气体的分离依赖于各组分在膜中渗透率的差异。溶解-扩散模型用于渗透蒸发（又称汽渗，上游侧为溶液，下游侧抽真空或用惰性气体携带，使透过物质汽化而分离）时，还须包括膜的汽液界面上各组分的热力学平衡关系。

②优先吸附－毛细管流动模型：

由于膜表面对渗透物的优先吸附作用，在膜的上游侧表面形成一层该物质富集的吸附液体层。然后，在压力作用下通过膜的毛细管，连续进入产品溶液中。此模型能描述多孔膜的反渗透过程。

③从不可逆热力学导出的模型：

膜分离过程通常不只依赖于单一的推动力，而且还有伴生效应（如浓差极化）。不可逆热力学唯象理论统一关联了压力差、浓度差、电位差对传质通量的关系，采用线性唯象方程描述这种具有伴生效应的过程，并以配偶唯象系数描述伴生效应的影响。

膜分离的效能，取决于膜本身的属性。膜可分液膜和固体膜。固体膜又可分:①无机多孔膜，由无机质的多孔材料构成。将胶体和不溶性微粒强制沉积于无机多孔膜上便制成动力形成膜;②合成膜，通常采用醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚砜、聚乙烯、聚丙烯等高分子材料制成。合成膜又分为离子交换膜、均质膜和多孔膜:①离子交换膜由带有可电离的阳离子或阴离子的高分子材料所构成;②均质膜是均匀的高分子薄膜;③多孔膜是在铸膜液中加发孔剂，经过蒸发和凝胶分离而成的。多孔膜又分为非对称膜和复合膜:①非对称膜的膜体可分为表皮层和支撑层:表皮层质地致密，厚度很小(0.1~0.2μm)，但它决定了膜的选择性和渗透性能;支撑层具有多孔结构，它提供必要的机械强度。膜的结构可通过调节铸膜液组成和凝胶形成条件予以控制。②复合膜是以多孔膜作支撑层，覆以极薄的表皮层。用于工业分离的合成膜，可制成片状、管状和中空纤维状等，因此膜分离设备也随之具有多种结构形式。膜的结构形态，通常借助于电子显微镜技术、电子透射或扫描来观察。

反渗透纯净水设备可以应用到哪些行业？

1、饮用纯净水

反渗透设备采用反渗透膜分离技术，能有效去除水中的带电离子、无机物、胶体颗粒、细菌和有机物。反渗透设备具有水质好、能耗低、无污染、工艺简单、操作简单等优点。目前已广泛应用于饮用纯净水、蒸馏水、矿泉水、酿酒水、调合纯净水等行业，酒店、建筑、社区机场、房地产等优质供水管网系统。

2、工业纯水和超纯水

纯水和超纯水是现代工业中非常重要的原料。广泛应用于半导体微电子、电力、化工、医药等领域。目前，利用反渗透膜技术生产超纯水的工艺已经非常成熟。反渗透膜能有效降低水的电导率和水中总溶解固体的含量。大部分盐组分的去除率超过95%，水通量大。虽然膜污染也会发生，但通过化学清洗可以有效地解决。

3、海水淡化

海水淡化方法很多，常用的方法有膜法和蒸馏法。海水淡化处理采用反渗透设备膜淡化技术，不需要提供额外的热能，适用于大、中、小型海水淡化工程。由于反渗透需要克服渗透压，海水通过反渗透膜需要很大的压力，能耗主要消耗在这里。一般情况下，大型反渗透设备将在浓水排放管道上安装能量回收装置，以节约能源消耗，降低运行成本。反渗透海水淡化技术发展迅速，工程成本和运行成本不断降低。

4、中水回用

水资源短缺增加了工业生产和生活用水的成本。如果产生的废水未经处理排放，将造成不同性质和程度的水污染，危害人类健康，影响工农业生产，严重浪费水资源。中水回用不仅可以大大缓解城市缺水压力，而且可以减少污水排放，节约能源，具有明显的社会、经济和环境效益。反渗透设备的膜分离过程是一个没有相变和化学反应的纯物理过程。可实现水资源的回收和无二次污染物的清洁生产。

5、废水处理

废水循环利用具有开发淡水资源和保护环境的双重目的。除脱盐和纯水制备外，反渗透设备主要应用于废水处理领域，且大部分是废水的深度处理，因此常与其他预处理工艺相结合。此外，反渗透还应用于水中微量无机污染物(主要包括一些重金属离子)和有机污染物的去除，以及一些工业生产废水的处理，如制药废水、石化废水、炼钢废水和印染废水。

反渗透纯净水设备应用广泛，例如地埋式生活污水处理设备，可适用于住宅区、饭店、宾馆、疗养院、医院、屠宰场、办公楼、学校、矿山、工厂、部队、旅游点、风景区、车站、飞机场、海港码头等生活污水处理及类似的工业污水处理；一元化气浮设备，应用于电镀污水、食品屠宰、印染废水、生活饮用水及工业污水等都取得良好的经济效益。

反渗透纯净水设备应用广泛：

a、工业通用设备：空压机、制冷机、换热器、冷却器等

b、特殊行业应用：食品、制药、酒类等行业用水设备的防垢、磁化、杀菌灭藻等

c、生活设施领域：各式热水锅炉、中央空调、换热系统、家用中央空调、壁挂锅炉等

反渗透纯水设备主要广泛应用于：

1、 电子工业用水

2、 集成电路、硅晶片、显示管等电子元器冲洗水

3、 生产、制药行业的用水

4、 我们每天饮用的纯净水、饮料等。

5、 海水、苦咸水淡化。

反渗透设备现在已被广大的行业所接受。在医药、化学、食品、电子、电力工业等领域都需要纯水。反渗透设备适用的行业有很多。它作为一种高效的纯水处理设备日益受到广泛的重视。

在国内以反渗透工艺生产纯水的最大市场属电力工业，该行业享受国家优先发展政策，具有雄厚的财力，其工程的数量及规模非其它行业可比，从而使其成为水处理行业的最大用户，火电厂蒸汽锅炉给水处理的反渗透工艺已被广泛接受，并大量采用国产设备，前景良好。

制药工业中，国家药典对大输液等规定采用蒸馏法，反渗透技术在片剂、口服液及蒸馏前处理的工艺用水市场已相当可观，近年来酿酒、饮料等食品行业采用纯水勾兑工艺已成趋势，瓶装、桶装饮用纯水生产工艺中已大量采用一级或二级反渗透技术。

与家用纯水器及桶瓶装水生产线相比，集团用纯水机的市场空间也很广阔，其发展将对改善企业、机关、学校及公共场所的饮水环境提供更实用的设备。

反渗透纯净水设备涉及行业

1、生活饮用水：人们对饮水的健康与安全的重视，纯净水成为现代社会的一种时尚。

2、食品厂用水：应用于精加新鲜蔬菜、食品的冷藏、冷饮食品以及罐头的制作、畜禽的肉类加工等需要水质较高的行业。

3、游泳馆设施：游泳馆、游泳池和室外的部分景观池对水质的要求较高，也需要纯净水设备制造纯净水。

4、循环冷却水：工业和生活中常用的水冷空调和中央空调，都涉及到，冶炼工程中也对水质要求高，也需要大量的纯净水。

5、公共场合类：我们工作和学习的地方，如小区和宾馆，企业单位和事业单位，机场以及学校，部队、医院等公共场合，对饮用的水质要求都比较高，需要纯净水设备来制造纯净水，以满足这部分人群的需求。

6、海水淡化业：海水含有钠离子多，直接饮用会感觉苦涩、口感较咸，需要纯净水设备等的淡化处理，广泛应用在船舰、海岛和盐碱地区的淡化和生活饮用水的制取。

7、工业生产类：广泛应用在使用净水的部分工业行业，如锅炉软化水、电镀超纯水、涂料、涂装、汽车、玻璃冲洗专用水等等。

8、饮料酒类业：这一行业需要的净水较多，主要包含了葡萄酒、啤酒、白酒等酒类，茶饮料、碳酸饮料等饮料，还有乳制品等。

9、电子行业类：电子行业中的集成电路块、单晶硅半导体和液晶显示器等都需要超纯水作为生产的原料之一。

10、精细化工业：精细化工中必需超纯水，才能保障其质量，如基因工程、洗涤剂、生物工程、化妆品等行业。

11、造纸和纺织：造纸业的造纸白纸，纺织业的印染的用水和喷水织机的用水，对水质的要求都非常高。

12、养殖与花卉：很多规模生产都注重水质，在花苗的育苗和组培，养殖中的鱼类和观赏鱼的用水等。