03第三章 反渗透、纳滤基础知识

平膜结构图-1非对称膜与复合膜结构比较美国海德能公司的RO/NF膜(CPA,ESPA,SWC,ESNA,LFC)均是复合膜。CPA3的断面结构如图-2所示。可以看出在支撑层上形成褶皱状的表面致密层。原水以与皮层平行方向进入，通过加压使其透过密致分离层，产水从支撑层流出。图-2CPA3的断面结构表面致密层构造根据膜种类不同，制作平膜的表面致密层材质也有差异。大多数都是采用交链全芳香族聚酰胺。其构造如图-3所示。図-3交链全芳香族聚酰胺结构不同的表面致密层构造的RO膜的性能有较大的差异。图-4是CPA3与ESPA2断面透射电镜TEM照片。可以发现ESPA2膜的褶皱形状明显高于CPA3。膜分离过程实际上是通过这些褶皱实现的，显然褶皱越高，比表面积越大，产水量越大。通过膜表面微观结构的精确控制来改善膜性能，这是海德能对于膜工业的重要贡献。ESPA系列产品是世界上性能最好的超低压膜，明显降低了反渗透运行成本，扩大了反渗透的应用范围。图-3CPA3与ESPA2的皮层断面TEM照片卷式膜元件卷式膜元件是由多个膜袋缠绕在一开有孔洞的工程塑料中心集水管上制成(图-5)。每个膜袋由两张相背的膜片构成，膜片中间夹一层聚酯纤维编织淡水网格，膜周围3条边用环氧或聚氨酯粘合剂密封，第四边留作产水通道与中心集水管连接。在相邻两膜袋之间铺夹塑料隔网构成进水流道（进水网格）。进水沿膜袋外侧的进水网格从膜元件的一端进入膜元件，部分作为产水透过膜，其余部分作为浓水从膜元件的另外一侧排出。透过膜的产水进入膜袋，沿产水网格呈螺旋状向内流动，经过中心管上的孔进入中心集水管，通过产水排出口流出。全量过滤全量过滤也称为直流过滤、死端过滤，与常规的滤布过滤类似，被处理物料进入膜组件，等量透过液流出膜组件，截留物留在膜组件内。为了保证膜性能的可恢复性，必须及时从组件内卸载截留物，因此需要进行定时反冲洗（过滤的反过程）等措施来去除膜面沉积物、恢复膜通量。膜组件污染后不能拆开清洗，通常采用在线清洗方式（CIP）。超滤/微滤水处理过程一般采用全量过滤模式。错流过滤被处理料液以一定的速度流过膜面，透过液从垂直方向透过膜，同时大部分截留物被浓缩液夹带出膜组件。错流过滤模式减小了膜面浓度极化层的厚度，可以有效降低膜污染。反渗透、纳滤均采用错流过滤方式。图-5卷式膜元件结构示意图膜系统膜系统是指膜分离装置单元。压力驱动膜系