CSM膜-膜技术整体方案服务商

世韩8040海水淡化膜分离的基本原理和方法

  一、膜分离概念

  用天然或人工合成的高分子薄膜,以外界能量或化学位差为推动力,对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的方法,统称为膜分离法。

  在一个容器中,如果用膜把它隔成两部分,膜的一侧是水溶液,另一侧是纯水,或者膜的两侧是浓度不同的溶液,则通常把小分子溶质透过膜向纯水侧或稀溶液侧移动、水分透过膜向溶液侧或浓溶液侧移动的分离称为渗析(或透析)。如果仅溶液中的水分(溶剂)透过膜向纯水侧或浓溶液侧移动,溶质不透过膜移动,这种分离称为渗透。

  二、世韩8040海水淡化膜性能

  通常,世韩8040海水淡化膜性能是指膜的物化稳定性和膜的分离透过性。

  世韩8040海水淡化膜的物化稳定性主要是指膜的耐压性、耐热性、适用的pH范围、化学惰性、机械强度。膜的物化稳定性主要取决于构成膜的高分子材料。由于膜的多孔结构和水溶胀性使膜的物化稳定性低于纯高分子材料的物化稳定性,这主要是指膜的抗氧化性、抗水解性、耐热性和机械强度等。

  (一) 膜的抗氧化和抗水解性能

  膜的抗氧化和抗水解性能,既取决于膜材料的化学结构,又取决于被分离溶液的性质。氧化、水解的最终结果,使膜的色泽变深、发硬变脆,其化学结构与外观形态也受到破坏。假如膜在水溶液中的氧化机理与膜材料在空气中的氧化相似,那么此溶液中由氧化物质产生的初级自由基(X·)便能与高分子材料 (R—H键)进行如下反应:

  R—H+X·→R·+H—X

  然后高分子材料的自由基R·与O2作用进行链转移:

  反应产物ROOH不稳定,经过一系列反应由醇变成醛,由醛再转化为酸、CO2和水等。

  由于高分子材料因氧化而产生的主链断裂,首先发生在键能低的键上,因此,为了阻止反应式的进行,希望高分子材料中各个共价键有足够的强度,即希望有高的键能

  (二) 世韩8040海水淡化膜的耐热性和机械强度

  世韩8040海水淡化膜的耐热性取决于高分子材料的化学结构。由于水在膜中的渗透使高分子之间的作用力部分地受到削弱,结果使膜的耐热性低于纯高分子材料的耐热性。为了提高膜的耐热性,可以改变高分子的链节结构和聚集态结构,提高分子链的刚性,例如在高分子链中尽量减少单键,引进共轭双键、叁键或环状结构,或者使主链成为双链形的 “梯形”结构。

  膜的机械强度是高分子材料力学性质的体现。膜属于粘弹性体,在外力作用下,膜发生压缩或剪切蠕变,并表现为膜的压密现象,导致膜透过速度的下降。外力消失后,若再给膜施加相同外力,膜的透过速度也只能暂时有所回升,随后很快又出现下降。这表明膜的蠕变使膜产生几乎不可逆的变形。因此可以把膜压密系数m值,作为膜发生压缩蠕变的量度。

  (三) 膜的分离透过特性

  膜的分离透过特性包括分离效率、渗透通量和通量衰减系数三方面。

  (1)分离效率: 对于不同的膜分离过程和分对象可以用不同的表示方法。溶液的脱盐或其中微粒和某些高分子物质的脱除等可以用脱盐率或截留率R表示:

  式中 c1,c2——分别为原液和透过液中被分离物质的浓度。

  对于某些混合物的分离,可以用分离系数α或分离系数β表示:

  式中 xA、yA——分别为原液或透过液中组分A的摩尔分数。

  (2)渗透通量: 通常以单位时间内通过单位膜面积的透过物量表示,符号为J,其单位为kg/(m2·s)。

  (3)通量衰减系数: 因为过程的浓差极化、膜的压密以及膜孔堵塞等原因,膜的渗透通量将随时间而衰减,可用下式表示:

  Jt=J0·t-m

  式中 J0·Jt——分别为初始时和t时刻的渗透通量,kg/(m2·s);

  t——操作时间,s;

  m——衰减系数。

  对任何一种膜分离过程,总希望分离效率高,渗透通量大。实际上,通常分离效率高的膜,渗透通量小,而渗透量大的膜,分离效率低。故在实际应用中需要在这二者之间谋求平衡。

企业介绍 | 联系我们 | 网站地图 | 法律声明

备案号:辽ICP备12004418号-36
辽公网安备 21012402000111号