過濾精度在0.001-0.1微米,屬于二十一世紀(jì)高新技術(shù)之一。是一種利用壓差的膜法分離技術(shù),可濾除水中的鐵銹、泥沙、懸浮物、膠體、細(xì)菌、大分子有機(jī)物等有害物質(zhì),并能保留對人體有益的一些礦物質(zhì)元素。是礦泉水、山泉水生產(chǎn)工藝中的核心部件。超濾工藝中水的回收率高達(dá)95%以上,并且可方便的實(shí)現(xiàn)沖洗與反沖洗,不易堵塞,使用壽命相對較長。超濾不需要加電加壓,僅依靠自來水壓力就可進(jìn)行過濾,流量大,使用成本低廉,較適合家庭飲用水的全面凈化。因此未來生活飲用水的凈化將以超濾技術(shù)為主,并結(jié)合其他的過濾材料,以達(dá)到較寬的處理范圍,更全面地消除水中的污染物質(zhì)。
納濾(NF):
過濾精度介于超濾和反滲透之間,脫鹽率比反滲透低,也是一種需要加電、加壓的膜法分離技術(shù),水的回收率較低。也就是說用納濾膜制水的過程中,一定會浪費(fèi)將近30%的自來水。這是一般家庭不能接受的。一般用于工業(yè)純水制造。
反滲透(RO):
過濾精度為0.0001微米左右,是美國60年代初研制的一種超高精度的利用壓差的膜法分離技術(shù)。可濾除水中的幾乎一切的雜質(zhì)(包括有害的和有益的),只能允許水分子通過。也就是說用反滲膜制水的過程中,一定會浪費(fèi)將近50%以上的自來水。這是一般家庭不能接受的。一般用于純凈水、工業(yè)超純水、醫(yī)藥超純水的制造。反滲透技術(shù)需要加壓、加電,流量小,水的利用率低,不適合大量生活飲用水的凈化。
微濾(MF):
過濾精度一般在0.1-50微米,常見的各種PP濾芯,活性碳濾芯,陶瓷濾芯等都屬于微濾范疇,用于簡單的粗過濾,過濾水中的泥沙、鐵銹等大顆粒雜質(zhì),但不能去除水中的細(xì)菌等有害物質(zhì)。濾芯通常不能清洗,為一次性過濾材料,需要經(jīng)常更換。① PP棉芯:一般只用于要求不高的粗濾,去除水中泥沙、鐵銹等大顆粒物質(zhì)。② 活性碳:可以消除水中的異色和異味,但是不能去除水中的細(xì)菌,對泥沙、鐵銹的去除效果也很差。③ 陶瓷濾芯:最小過濾精度也只0.1微米,通常流量小,不易清洗。
反滲透膜(RO膜):
RO是英文 Reverse Osmosis membrane 的縮寫,中文意思是(逆滲透),一般水的流動方式是由低濃度流向高濃度,水一旦加壓之后,將由高濃度流向低濃度,亦即所謂逆滲透原理:由于RO 膜的孔徑是頭發(fā)絲的一百萬分之五( 0.0001 微米) , 一般肉眼無法看到,細(xì)菌、病毒是它的 5000 倍,因此,只有水分子及部分有益人體的礦物離子能夠通過,其它雜質(zhì)及重金屬均由廢水管排出,所有海水淡化的過程,以及太空人廢水回收處理均采用此方法,因此 RO 膜又稱體外的高科技人工腎臟。
什么是反滲透?
反滲透是60年代發(fā)展起來的一項(xiàng)新的膜分離技術(shù),是依靠反滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑與溶質(zhì)進(jìn)行分離的過程.反滲透的英文全名是REVERSE OSMOSIS”,縮寫為“RO”。
反滲透的原理:
首先要了解“滲透”的概念.滲透是一種物理現(xiàn)象.當(dāng)兩種含有不同鹽類的水,如用一張半滲透性的薄膜分開就會發(fā)現(xiàn),含鹽量少的一邊的水分會透過膜滲到含鹽量高的水中,而所含的鹽分并不滲透,這樣,逐漸把兩邊的含鹽濃度融合到均等為止.然而,要完成這一過程需要很長時間,這一過程也稱為滲透壓力。但如果在含鹽量高的水側(cè),試加一個壓力,其結(jié)果也可以使上述滲透停止,這時的壓力稱為滲透壓力。如果壓力再加大,可以使方向相反方向滲透,而鹽分剩下。因此,反滲透除鹽原理,就是在有鹽分的水中(如原水),施以比自然滲透壓力更大的壓力,使?jié)B透向相反方向進(jìn)行,把原水中的水分子壓力到膜的另一邊,變成潔凈的水,從而達(dá)到除去水中雜質(zhì)、鹽分的目的。
RO反滲透的由來:
1950年美國科學(xué)家DR.S.Sourirajan有一回?zé)o意發(fā)現(xiàn)海鷗在海上飛行時從海面啜起一大口海水,隔了幾秒后,吐出一小口的海水,而產(chǎn)生疑問,因?yàn)殛懙厣嫌煞魏粑膭游锸墙^對無法飲用高鹽份的海水的。經(jīng)過解剖發(fā)現(xiàn)海鷗體內(nèi)有一層薄膜,該薄膜非常精密,海水經(jīng)由海鷗吸入體內(nèi)后加壓,再經(jīng)由壓力作用將水分子貫穿滲透過薄膜轉(zhuǎn)化為淡水,而含有雜質(zhì)及高濃縮鹽份的海水則吐出嘴外,此即往后反滲透法的基本理論架構(gòu);并在1953年由University of Florida應(yīng)用于海水淡化去除鹽份設(shè)備,在1960年經(jīng)美國聯(lián)邦政府專案支助美國U.C.L.A大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授Dr.S.Sidney Lode配合DR.S.Soirirajan博士著手研究反滲透膜,一年約投入四億美元經(jīng)費(fèi)研究,以運(yùn)用于太空人使用,使太空船不用運(yùn)載大量的飲用水升空,直到1960年投入研究工作的學(xué)者、專家越來越多,使之質(zhì)與量更加精進(jìn),從而解決了人類飲用水中的難題。
超濾膜(UF):
一種孔徑規(guī)格一致,額定孔徑范圍為0.001-0.02微米的微孔過濾膜。采用超濾膜以壓力差為推動力的膜過濾方法為超濾膜過濾。超濾膜大多由醋酯纖維或與其性能類似的高分子材料制得。最適于處理溶液中溶質(zhì)的分離和增濃,也常用于其他分離技術(shù)難以完成的膠狀懸浮液的分離,其應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大。
以壓力差為推動力的膜過濾可區(qū)分為超濾膜過濾、微孔膜過濾和逆滲透膜過濾三類。它們的區(qū)分是根據(jù)膜層所能截留的最小粒子尺寸或分子量大小。以膜的額定孔徑范圍作為區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)時,則微孔膜(MF)的額定孔徑范圍為0.02~10μm;超濾膜(UF)為0.001~0.02μm;逆滲透膜(RO)為0.0001~0.001μm。由此可知,超濾膜最適于處理溶液中溶質(zhì)的分離和增濃,或采用其他分離技術(shù)所難以完成的膠狀懸浮液的分離。超濾膜的制膜技術(shù),即獲得預(yù)期尺寸和窄分布微孔的技術(shù)是極其重要的??椎目刂埔蛩剌^多,如根據(jù)制膜時溶液的種類和濃度、蒸發(fā)及凝聚條件等不同可得到不同孔徑及孔徑分布的超濾膜。超濾膜一般為高分子分離膜,用作超濾膜的高分子材料主要有纖維素衍生物、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺及聚碳酸酯等。超濾膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或中空纖維膜等形式,廣泛用于如醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、環(huán)境工程等。
我們都知道篩子是用來篩東西的,它能將細(xì)小物體放行,而將個頭較大的截留下來??墒?,您聽說過能篩分子的篩子嗎?超濾膜--這種超級篩子能將尺寸不等的分子篩分開來!那么,到底什么是超濾膜呢?
超濾膜是一種具有超級“篩分”分離功能的多孔膜。它的孔徑只有幾納米到幾十納米,也就是說只有一根頭發(fā)絲的1‰!在膜的一側(cè)施以適當(dāng)壓力,就能篩出大于孔徑的溶質(zhì)分子,以分離分子量大于500道爾頓、粒徑大于2~20納米的顆粒。超濾膜的結(jié)構(gòu)有對稱和非對稱之分。前者是各向同性的,沒有皮層,所有方向上的孔隙都是一樣的,屬于深層過濾;后者具有較致密的表層和以指狀結(jié)構(gòu)為主的底層,表層厚度為0.1微米或更小,并具有排列有序的微孔,底層厚度為200~250微米,屬于表層過濾。工業(yè)使用的超濾膜一般為非對稱膜。超濾膜的膜材料主要有纖維素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交鏈的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。
超濾膜是最早開發(fā)的高分子分離膜之一,在60年代超濾裝置就實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。超濾膜的工業(yè)應(yīng)用十分廣泛,已成為新型化工單元操作之一。用于分離、濃縮、純化生物制品、醫(yī)藥制品以及食品工業(yè)中;還用于血液處理、廢水處理和超純水制備中的終端處理裝置。在我國已成功地利用超濾膜進(jìn)行了中草藥的濃縮提純。