崔洪友
3 反滲透反滲透(Reverse Osmosis , RO) 是利用反滲透膜選擇性地只允許溶劑(通常是水) 透過而截留離子性物質的特性,以膜兩側靜壓差為推動力,克服溶劑的滲透壓,實現對液體混合物分離的膜過程。反滲透膜的選擇透過性與組分在膜中的溶解、吸附和擴散有關,因而與膜孔的大小、結構有關、膜的物理化學性質有密切關系。在反滲透分離過程中,化學因素(膜及其表面特性) 起主導作用。反透過過程機理的解釋主要有三種理論模型:氫鍵理論模型、優先吸附- 毛細管流理論模型和溶劑與溶質透膜理論模型。氫鍵理論認為,水透過膜是由于水分子和膜的活化點形成新氫鍵和斷開舊氫鍵的過程。即在高壓作用下,溶液中水分子和膜表皮層活化點締合,原活化點上的結合水解離出來,解離出來的水分子繼續和下一個活化點締合,并解離出下一個結合水。水分子通過一連串的締合- 解離過程,依次從一個活化點轉移到下一個活化點,直至離開表皮層,進入多孔層。優先吸附- 毛細管流理論把反滲透膜看作一種微細多孔結構物質,具有選擇性吸附水分子而排斥溶質分子的化學特性。當水溶液與膜接觸時,膜表面優先吸附水分子,在界面上形成一層不含溶質的純水分子層,其厚度視界面性質而異,或為單分子層或為多分子層。在外壓作用下,界面水層在膜孔內產生毛細管流連續地透過膜。溶劑與溶質透膜機理則認為是由于溶劑與溶質在膜中的溶解,然后在化學位差的推動力下,從膜的一側向另一側進行擴散,直至透過膜。在應用研究方面,上世紀70 年代美國的Porter等人開始將RO 用于印染廢水的處理,實驗考察了對18 種染料的回收和再利用的情況。內壓管式醋酸纖維膜、中空纖維聚酰胺膜、卷式醋酸纖維膜以及外壓管式Zr (Ⅳ) 氧化物- PAA 動態膜的脫色率都> 99 % ,COD 去除率> 92 % ,透過液可重新使用。Liu 等考察了反滲透對13 種酸性、堿性染料溶液的分離效果
4 納濾納濾(Nanofilt ration ,NF) 也是一種壓力驅動型膜分離過程。納濾膜的截留分子量介于反滲透和超濾之間,約為200～2000 Da ,其膜孔約為1 nm 左右。納濾膜多為荷電的復合膜,具有不對稱結構,其表面分離層由聚電解質構成,因而對無機鹽具有一定的截留率。NF 對于不同價態的離子存在Donnan 效應。物料的荷電性、離子價數和濃度對膜的分離效都有很大影響。NF 能夠截留低分子量化合物和二價鹽,并對水具有軟化作用。
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