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膜的材料、结构和使用限制

 

膜材料

在商务上由不同供货商提供的膜的选择方案看起来令人迷惑,因为许多材料都可以用来做膜,而它们又有许多商务名称,实际上,真正使用的材质很少,并且大多数销售和使用的膜只是一些很基本的类型。

²        整膜

醋酸纤维素(CA)是“最初的”膜,被用作RONFUF应用。这种材料有一些缺陷,特别是针对于pH和温度。CA其主要的优点是低价,以及由于它的亲水性使其不易阻塞污染。如今还有一些“顽固的”用户坚持购买“同样的膜直到最后”,他们坚持使用CA膜是因为它们还可以工作,但实际上CA膜的弱点是它们易被微生物吞噬

聚砜(PSO)自从1975年以来已被广泛应用于UFMF膜。PSO的主要优点是它良好的耐温和耐pH能力。实际上在食品和乳制品行业中,聚砜是唯一被大量使用的膜材料。原则上,聚砜(PSO)膜不能抗油、油脂、脂肪和两极溶剂。然而,也有一种亲水类型的聚砜膜能违反此原则,在乳化油行业应用良好。

聚偏二氟乙烯(PVDF)是一种传统的膜材料,但是它并未被广泛使用,因为它很难使膜具有良好且稳定的分离特性。它的主要优点是其高度的抗碳氢化合物和氧化环境的能力

²        复合膜

也称薄膜复合膜,它一般被缩写为TFCTFM,被用来代替醋酸纤维RO膜。其主要的优点是同时具有较高的通量和很高的盐截留率,用复合RO氯化钠的截留率一般可达99.5%。它们也有好的抗温度和pH的能力,但不能耐氧化环境。

复合膜有二层和三层的设计,但所有的都有精确的组分。一般来讲,一种薄膜复合膜由一个PSO(聚砜)膜作为其非常薄的表面层的支撑,在PSO超滤膜的表面层是一种聚合物。而三层设计则在PSO支撑膜的上部有二层薄膜。

大约在1980年,Film   Tec主导了二层膜设计的市场,并很快成为水脱盐处理的行业标准,直到现在这种类型的膜都占领了水脱盐处理的市场。

多年以来膜已有了很大的发展,但基础设计没有改变,如今已有好几家公司制造这种类型的膜。

二十世纪八十年代中期,Desal开始进行三层复合膜的设计。在水脱盐处理方面这种膜很难和二层竞争,但在工业分离领域被证明可以工作得更好。三层膜更稳定,更不易阻塞污染。它们一般用于RONF,对于处理许多较难的分离过程,也是最佳的选择Desal是唯一生产三层复合膜的制造商。

以下是根据膜的表面积来划分的全世界膜的消耗量。

复合RO      85

复合NF       35

聚砜UFMF     57

其它膜              35

“其它膜”包括聚丙烯(PAN)、陶瓷材料(     SiO2)和纤维素(水解醋酸纤维素)等。

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