一、核心工作原理:“反向滲透” 的截留機(jī)制
自然滲透中,水分子會(huì)從低濃度溶液(如純水)通過半透膜向高濃度溶液(如鹽水)擴(kuò)散;
反滲透則通過外界施加壓力(超過溶液滲透壓),迫使水分子反向流動(dòng) —— 從高濃度溶液(如原水)透過膜進(jìn)入低濃度側(cè)(產(chǎn)水側(cè)),而水中的鹽分、有機(jī)物、膠體等雜質(zhì)被膜截留,最終實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化。
二、結(jié)構(gòu)與常見類型
1. 膜的基本結(jié)構(gòu)
支撐層(無紡布):提供機(jī)械強(qiáng)度,支撐整個(gè)膜結(jié)構(gòu);
過渡層(多孔聚砜層):防止表層物質(zhì)滲入支撐層,同時(shí)為水分子提供通道;
脫鹽層(活性層):最關(guān)鍵的表層(厚度僅 0.1-1 微米),由芳香族聚酰胺等材料構(gòu)成,通過化學(xué)特性和微孔結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)雜質(zhì)的截留。
2. 常見類型(按形態(tài)分類)
卷式膜:應(yīng)用泛,將膜片、導(dǎo)流網(wǎng)、隔網(wǎng)等卷繞在中心管上,形成元件(如 8 英寸、4 英寸標(biāo)準(zhǔn)膜元件),適合大型水處理系統(tǒng)(如工業(yè)純水、海水淡化);
管式膜:膜層附著在多孔管道內(nèi)壁,抗污染性強(qiáng),適合高濁度、高懸浮物廢水處理,但成本較高;
中空纖維膜:纖維狀膜結(jié)構(gòu)(外徑 50-200 微米),無需支撐層,裝填密度高,常用于小型凈水設(shè)備(如家用 RO 機(jī))。
三、關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)(選型核心)
截留率:對(duì)特定物質(zhì)的截留能力,如 NaCl 截留率通?!?9%(衡量脫鹽效果的核心指標(biāo));
產(chǎn)水量:單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)水量(如 8 英寸膜元件產(chǎn)水約 30-40m3/ 天),受水溫、壓力、原水水質(zhì)影響;
操作壓力:根據(jù)原水類型選擇,如苦咸水膜操作壓力約 1.5-2.5MPa,海水淡化膜需 5-8MPa;
耐污染性:通過膜表面改性(如抗污染涂層)提升對(duì)有機(jī)物、膠體的抗附著能力,延長使用壽命;
pH 適用范圍:通常為 2-11(運(yùn)行時(shí))、1-13(清洗時(shí)),超過范圍可能導(dǎo)致膜降解。
四、應(yīng)用場(chǎng)景
飲用水凈化:家用 / 商用 RO 凈水器,去除水中重金屬(如鉛、砷)、細(xì)菌、水垢等;
工業(yè)純水:電子、半導(dǎo)體行業(yè)(超純水,電阻率≥18.2MΩ?cm)、醫(yī)藥行業(yè)(注射用水);
海水 / 苦咸水淡化:沿海地區(qū)、干旱地區(qū)的飲用水來源(如海島、中東地區(qū)大型淡化廠);
廢水回收:工業(yè)廢水(如電鍍、印染廢水)、市政污水的再生利用(中水回用);
食品飲料加工:果汁濃縮、釀酒用水凈化、乳制品生產(chǎn)用水處理等。
五、維護(hù)與壽命
預(yù)處理:通過石英砂過濾、活性炭吸附、精密過濾(5μm 以下)去除原水中的懸浮物、膠體、余氯等,避免膜污染或氧化;
定期清洗:當(dāng)產(chǎn)水量下降 10% 以上或壓力上升 15% 以上時(shí),需進(jìn)行化學(xué)清洗(如檸檬酸去除水垢、NaOH 去除有機(jī)物);
運(yùn)行參數(shù)控制:避免超壓、超溫(通常≤45℃)、pH 超標(biāo),防止膜結(jié)構(gòu)損壞;
停用保護(hù):長期停用需用保護(hù)液(如亞硫酸氫鈉溶液)浸泡,防止微生物滋生和膜干化。