反渗透膜耐压
膜材料是制造各种优质反渗透膜和纳滤膜的基础,膜材料包括各种高分子材料和无机材料。目前在工业中应用的膜元件主要有醋酸纤维素(CA)、聚酰胺(PA)以及复合膜。
CA膜的厚度为100~200μm,具有不对称结构,其表面层致密,厚度为0.25~1μm,与除盐作用有关。其下紧接着是一层较厚的多孔海绵层,支持着表面层,称为支持层。表面层含水率约为12%,支持层含水率约为60%。表面层的细孔在10nm以下,而支持层的细孔多数在100nm以上。
复合膜是近年来开发的一种新型反渗透膜,它是由薄且密的复合层与高孔隙率的基膜复合而成的。通常是先制造多孔支撑膜,然后再设法在其表面形成一层非常薄的致密皮层,这两层的材料一般是不同的高聚物。复合层可选用不同的材质来改变膜表层的亲和性。复合膜的膜通量在相同条件下一般比非对称膜高50%~60%。按照制膜方法的不同,复合膜分为三种类型:I型是在聚砜支撑层上涂膜或压上超薄膜(如图9-8所示);Ⅱ型由厚度为10~30nm的超薄层和凝胶组成;Ⅲ型由交联重合体生产的超薄膜层和渗入超薄膜材料的支撑层组成。复合膜的种类很多,包括交联芳香族聚酰胺复合膜、丙烯﹣烷基聚酰胺和缩合尿素复合膜、聚哌嗪酰胺复合膜等。
根据适用范围,目前工业应用的反渗透膜可分为三类:高压反渗透膜、低压反渗透膜和超低压反渗透膜。
反渗透膜压力等级的选择膜元件最高允许运行压力是在短时间内膜能承受的最高压力,并非其可以连续稳定运行的压力。
根据工程经验,低压反渗透膜稳定运行压力为最高允许操作压力的45%~50%,既在1.85~2.05 MPa之间;高压反渗透膜稳定运行压力为最高允许操作压力的65%~70%,既在5.40~5.80 MPa之间;超高压反渗透膜稳定运行压力为最高允许操作压力的70%~75%,既在7.00~9.00 MPa之间。
反渗透膜的运行取决于进水的含盐量和系统回收率,则压力等级的选择也应依据进水、浓水的含盐量。当进水含盐量TDS≤5000 mg/L、浓水含盐量≤15000 mg/L时,建议选择低压反渗透膜;当5000 mg/L<进水含盐量≤15000 mg/L、浓水含盐量≤60000 mg/L时,建议选择高压反渗透膜;当进水含盐量>60000 mg/L时,建议选择超高压反渗透膜。