反渗透膜
分割线要了解反渗透膜首先就要了解什么是反渗透即反渗透的原理。如右图所示:首先,渗透是指稀溶液中的溶剂(水分子)自发地透过半透膜(反渗透膜)进入浓溶液(浓水)侧的溶剂(水分子)流动现象,渗透是一种自发现象,不需要外力的左右。溶液(水分子)在自然渗透的过程中,浓溶液侧液面不断升高,稀溶液侧液面相应降低,直到两侧形成的水柱压力抵销了溶剂分子的迁移,溶液两侧的液面不再变化变化,渗透过程达到平衡点,此时的液柱高差称为该浓溶液的渗透压;反渗透,即在进水(浓溶液)侧施加操作压力以克服自然渗透压,当高于自然渗透压的操作压力施加于浓溶液侧时,水分子自然渗透的流动方向就会逆转,进水(浓溶液)中的水分子部分通过半透膜(反渗透膜)成为稀溶液侧的净化产水(纯水)。
反渗透技术于二十世纪六十代研制成功,最初用于美国宇航技术,以解决宇航员在太空循环用水问题,后逐渐转为民用,因其高效率、低能耗能、无污染等独特优势,已成为当前海水淡化、纯水制备等行业之首选技术,在纯水、超纯水行业,反渗透技术是去除99%溶质离子最有效、经济的方法。
反渗透膜片有多种材质类型,用在纯水、超纯水行业使用的主要是聚酰胺复合膜,这种膜片一般有三层:聚酯无纺布、聚砜支撑层和聚酰胺超薄分离层。反渗透复合膜的主要结构强度是由无纺布提供的,它具有坚硬、无松散纤维的光滑表面;无纺布表面太不规则,且孔隙太大,超薄分离层不能直接复合在无纺布上,因此需要在无纺布上预先涂布一层高透水性的微孔聚砜作为中间支撑层;超薄分离层是反渗透过程中真正起分离作用的功能层。反渗透膜片面积越大,其过滤流量也越大,相同膜面积,将膜片卷制成筒状,膜元件的体积最小,所以反渗透膜的形态一般为卷式膜,即卷式聚酰胺复合膜。
反渗透膜的生产厂家很多,目前国内有销售的品牌主要有:美国Hydranautics(海德能)公司的ESPA系列反渗透膜、美国DOW(陶氏)公司的Filmtec反渗透膜、韩国SAEHAN(世韩)公司的CSM反渗透膜、美国GE(通用)公司的Osmonics反渗透膜,以及国产的VONTRON(汇通)反渗透膜、北斗星反渗透膜。总体说来,国产反渗透膜无论是产品品质(脱盐率)还是使用寿命较进口反渗透膜都有一定差距,在纯水、超纯水这样的高端应用领域,一般选择进口反渗透膜。(近年来随着我国经济的发展、国产膜的质量也在不断提高,在一般应用领域,国产膜已经可以部分替代进口反渗透膜且更具价格优势,从支持民族产业的角度出发,希望我们的国产膜能尽快赶上国际先进水平,让反渗透技术尽快服务于国民生产中的各个领域。)
要购买反渗透膜,首先要了解反渗透膜的技术参数:
- 脱盐率:通过反渗透膜从进水中去除可溶性的杂质浓度的百分率,是衡量反渗透膜品质的重要技术指标,脱盐率越高越好,通常工业级反渗透膜的脱盐率为99%左右,民用(家用)级反渗透膜为90~98%。
- 产水量(透过水量):单位时间反渗透膜成品水的产水量,单位为gpd(加仑/每天)。相同产水水质的情况下,产水量越大,反渗透膜品质越好。(单位换算:1L/h=6.34gpd;1gpd=0.158L/h)
- 膜面积(有效面积):反渗透膜起过滤作用的膜面面积,单位为ft2(平方英尺)。相同品牌的反渗透膜,膜面积越大,产水量也越大。(单位换算:1ft2(平方英尺)=0.093m2(平方米)。)
- 回收率:反渗透系统给水转化成为产水的百分率。反渗透膜系统回收率的设计是基于预设的进水水质而定的。实际运行的过程中常常希望回收率最大化以获得最大的产水量,但必须确保反渗透膜内不会因盐类等杂质的过饱和而发生结垢沉淀。通常单支反渗透膜的回收率在15%左右,反渗透系统可多支反渗透膜串联以提高系统的回收率最高可达80%左右。
- 操作压力(应用压力):反渗透膜生产厂商推荐反渗透膜运行工作压力,单位为psi(磅力/英寸2)。
(单位换算:1psi=0.07Kg/cm2)
以下是纯水、超纯水行业常用反渗透膜元件性能参数对照表。
4英寸反渗透膜性能对照表 | |||||||
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品牌 | 型号 | 产水量GPD (m3/d) | 脱盐率 % | 膜面积 ft2 | 外壳 材质 | 测试压力 psi(MPa) | 测试浓度 mg/L |
海德能hydranautics | ESPA1-4040 | 2600(9.8) | 99.2 | 85 | FRP | 150(1.03) | 1500 |
海德能hydranautics | ESPA2-4040 | 1900(7.2) | 99.6 | 85 | FRP | 150(1.03) | 1500 |
海德能hydranautics | ESPA4-4040 | 2500(9.5) | 99.2 | 85 | FRP | 100(0.7) | 1500 |
海德能hydranautics | CPA2-4040 | 2250(8.5) | 99.5 | 85 | FRP | 225(1.55) | 1500 |
陶氏DOW | LP-4040 | 2700(10.2) | 99.2 | 87 | TAPE | 145(1.0) | 500 |
陶氏DOW | BW30HRLE-4040 | 3000(11.4) | 99.3 | 78 | FRP | 145(1.0) | 500 |
陶氏DOW | TW30-4040 | 2400(9) | 99.5 | 87 | TAPE | 225(1.55) | 2000 |
陶氏DOW | BW30-4040 | 2400(9) | 99.5 | 82 | FRP | 225(1.55) | 2000 |
世韩CSM | RE4040-BLN | 2600(9.8) | 99 | 85 | FRP | 150(1.03) | 1500 |
世韩CSM | RE4040-BLR | 1900(7.2) | 99.5 | 85 | FRP | 150(1.03) | 1500 |
世韩CSM | RE4040-BLF | 2500(9.5) | 99.2 | 85 | FRP | 100(0.7) | 500 |
世韩CSM | RE4040-BN | 1900(7.2) | 99.5 | 75 | FRP | 225(1.55) | 2000 |
世韩CSM | RE4040-BE | 2600(9.8) | 99.5 | 85 | FRP | 225(1.55) | 2000 |
通用GE Osmonics | AK4040TF | 2200(8.3) | 99 | 89 | TAPE | 115(0.8) | 500 |
通用GE Osmonics | AK4040FF | 2200(8.3) | 99 | 85 | FRP | 115(0.8) | 500 |
通用GE Osmonics | AG4040TF | 2200(8.3) | 99.5 | 85 | TAPE | 225(1.55) | 2000 |
通用GE Osmonics | AG4040FF | 2200(8.3) | 99.5 | 85 | FRP | 225(1.55) | 2000 |
8英寸反渗透膜性能对照表 | |||||||
品牌 | 型号 | 产水量GPD (m3/d) | 脱盐率 % | 膜面积 ft2 | 外壳 材质 | 测试压力 psi(MPa) | 测试浓度 mg/L |
海德能hydranautics | ESPA1 | 12000(45.4) | 99.3 | 400 | FRP | 150(1.03) | 1500 |
海德能hydranautics | ESPA2 | 9000(34) | 99.6 | 400 | FRP | 150(1.03) | 1500 |
海德能hydranautics | ESPA2+ | 11000(41.6) | 99.6 | 440 | FRP | 150(1.03) | 1500 |
海德能hydranautics | ESPA4 | 12000(45.4) | 99.2 | 400 | FRP | 100(0.7) | 500 |
海德能hydranautics | ESPAB | 8600(32.6) | 99.2 | 400 | FRP | 150(1.03) | 1500 |
海德能hydranautics | CPA2 | 10000(38) | 99.7 | 365 | FRP | 225(1.55) | 1500 |
海德能hydranautics | CPA2-HR | 10000(38) | 99.7 | 365 | FRP | 225(1.55) | 1500 |
海德能hydranautics | CPA3 | 11000(41.6) | 99.7 | 400 | FRP | 225(1.55) | 1500 |
海德能hydranautics | CPA3-LD | 11000(41.6) | 99.7 | 400 | FRP | 225(1.55) | 1500 |
海德能hydranautics | CPA4 | 6000(23) | 99.7 | 400 | FRP | 225(1.55) | 1500 |
海德能hydranautics | PROC10 | 10500(40) | 99.75 | 400 | FRP | 225(1.55) | 2000 |
陶氏DOW | LE-400 | 11500(44) | 99.3 | 400 | FRP | 150(1.03) | 2000 |
陶氏DOW | LE-440i | 12650(48) | 99.3 | 440 | FRP | 150(1.03) | 2000 |
陶氏DOW | XLE-440 | 14500(55) | 99 | 440 | FRP | 125(0.85) | 2000 |
陶氏DOW | BW30LE-440 | 11500(44) | 99 | 440 | FRP | 150(1.03) | 2000 |
陶氏DOW | BW30-365 | 9500(36) | 99.5 | 365 | FRP | 225(1.55) | 2000 |
陶氏DOW | BW30-400 | 10500(40) | 99.5 | 400 | FRP | 225(1.55) | 2000 |
陶氏DOW | BW30-400/34i | 10500(40) | 99.5 | 400 | FRP | 225(1.55) | 2000 |
陶氏DOW | BW30-440i | 11500(43) | 99.5 | 400 | FRP | 225(1.55) | 2000 |
世韩CSM | RE8040-BL | 12000(45.4) | 99 | 400 | FRP | 150(1.03) | 1500 |
世韩CSM | RE8040-BLR | 9000(34) | 99.5 | 400 | FRP | 150(1.03) | 1500 |
世韩CSM | RE8040-BN | 10000(38) | 99.5 | 365 | FRP | 225(1.55) | 2000 |
世韩CSM | RE8040-BE | 11000(41.6) | 99.5 | 400 | FRP | 225(1.55) | 2000 |
通用GE Osmonics | AK8040F | 10000(38) | 99 | 365 | FRP | 115(0.79) | 500 |
通用GE Osmonics | AK8040F-400 | 11000(41.6) | 99 | 400 | FRP | 115(0.79) | 500 |
通用GE Osmonics | AG8040F | 10000(38) | 99.5 | 365 | FRP | 225(1.55) | 2000 |
通用GE Osmonics | AG8040F-400 | 11000(41.6) | 99.5 | 400 | FRP | 225(1.55) | 2000 |
1.8英寸反渗透膜性能对照表 | |||||||
品牌 | 型号 | 产水量GPD (l/h) | 脱盐率 % | 膜面积 ft2 | 外壳 材质 | 测试压力 psi(MPa) | 测试浓度 mg/L |
陶氏DOW | TW30-1812-50 | 50(7.9) | 98 | 4.5 | TAPE | 50(0.35) | 250 |
陶氏DOW | TW30-1812-75 | 75(12) | 98 | 4.5 | TAPE | 50(0.35) | 250 |
陶氏DOW | TW30-1812-100 | 100(16) | 90 | 5.5 | TAPE | 50(0.35) | 250 |
世韩CSM | RE1812-60 | 60(9.5) | 96 | 5.0 | TAPE | 60(0.42) | 250 |
世韩CSM | RE1812-60 | 80(12.7) | 96 | 5.0 | TAPE | 60(0.42) | 250 |
世韩CSM | RE1812-100 | 100(16) | 96 | 6.4 | TAPE | 60(0.42) | 250 |