聚酰胺包括脂肪族聚酰胺和芳香族聚酰胺两大类。20世纪70年代应用的主要是脂肪族聚酰胺,如尼龙—4、尼龙—6和尼龙—66膜;目前使用多的是芳香族聚酰胺膜。膜材料为芳香族聚酰胺、芳香族聚酰胺—酰肼以及一些含氮芳香聚合物。芳香族聚酰胺膜适应的pH范围可以宽到2~11,但对水中的游离氯很敏感。
复合膜的特征是主要由以上两种材料制成,它是以很薄的致密层和多孔支撑层复合而成。多孔支撑层又称基膜,起增强机械强度的作用;致密层也称表皮层,起脱盐作用,故又称脱盐层。脱盐层厚度一般为50nm,薄的为30nm。
工作原理
对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜,一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为理想半透膜。当把相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于半透膜的两侧时,稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动,这一现象称为渗透。当渗透达到平衡时,浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,即形成一个压差,此压差即为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质,即与浓溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。若在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时,溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反,开始从浓溶液向稀溶液一侧流动,这一过程称为反渗透。 反渗透是渗透的一种反向迁移运动,是一种在压力驱动下,借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法,它已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩,其中普遍的应用实例便是在水处理工艺中,用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除,以获得的纯净水。
膜元件的脱盐率在其制造成形时就已确定,脱盐率的高低取决于膜元件表面超薄脱盐层的致密度,脱盐层越致密脱盐率越高,同时产水量越低。反渗透对不同物质的脱盐率主要由物质的结构和分子量决定,对离子及复杂单价离子的脱盐率可以超过99%,对单价离子如:钠离子、钾离子、氯离子的脱盐率稍低,但也可超过了98%(膜使用时间越长,化学清洗次数越多,反渗透膜脱盐率越低。);对分子量大于100的有机物脱除率也可过到98%,但对分子量小于100的有机物脱除率较低。
透过速度
水通量——指反渗透系统的产水能力,即单位时间内透过膜水量,通常用吨/小时或加仑/天来表示。
盐透过速度——在单位时间、单位膜面积上透过的盐量,也叫透盐率、盐通量。
反渗透装置结构紧凑、安装简单、操作简便、能耗低,在常温下操作,易于工业化生产。80年代发明的复合膜,由超薄反渗透膜、多孔支撑层、织物增强自叠加而成,透水量,除盐率高达99%,是理想的反渗透膜。反渗透膜在分离小分子有机化合物时也特别有效,因此对有机化工、酿造工业、三废处理等领域也得到了很好的应用。