Переносчик пермеата с мембранным элементом обратного осмоса: сердце технологии обратного осмоса

В современной технологии очистки воды обратный осмос (RO) мембранный элемент, носитель пермеата играет жизненно важную роль. Мембранная технология обратного осмоса не только широко используется в области опреснения морской воды, очистки солоноватой воды и подготовки чистой воды, но также играет незаменимую роль во многих отраслях, таких как медицина, электроника, химическая промышленность и пищевая промышленность.

Обратный осмос — это процесс, обратный естественному процессу проникновения воды в природу. Этот процесс основан на селективном перехвате полупроницаемых мембран, то есть растворенные вещества и растворители в растворе разделяются под давлением. Когда одинаковый объем разбавленного раствора и концентрированного раствора помещается по обе стороны контейнера и блокируется полупроницаемой мембраной посередине, растворитель в разбавленном растворе естественным образом проходит через полупроницаемую мембрану и течет в сторону концентрированного раствора до тех пор, пока не достигает состояния осмотического равновесия. В это время, если к стороне концентрированного раствора приложить давление, превышающее осмотическое давление, направление потока растворителя изменится на противоположное, и этот процесс называется обратным осмосом.

Мембранные элементы обратного осмоса являются основными компонентами системы обратного осмоса и обычно состоят из нескольких слоев тонких пленок из различных материалов и структур. Наиболее важным из этих мембран является ультратонкий опреснительный слой, плотность которого напрямую определяет скорость опреснения мембраны. Обычные материалы для мембран обратного осмоса включают мембраны из ацетата целлюлозы и композитные мембраны. Хотя мембрана из ацетата целлюлозы широко использовалась на заре, она постепенно была заменена композитными мембранами с лучшими характеристиками из-за ее ограниченного гидролиза и диапазона pH.

Основная несущая структура композитной мембраны представляет собой нетканый полиэфирный материал со слоем микропористого инженерного пластика полисульфона на поверхности, а барьерный слой выполнен из ароматического полиамида с высокой степенью сшивки. Такая структура не только улучшает химическую и биологическую стабильность мембраны, но и значительно повышает ее передаточные характеристики. Композитная мембрана не сжимается во время работы, поэтому производительность и скорость опреснения воды относительно стабильны, а срок службы увеличивается.

Проницаемый носитель в мембранном элементе обратного осмоса представляет собой мостик, соединяющий сырую воду и добываемую воду. Он отвечает за транспортировку очищенной воды после мембранной фильтрации с одной стороны мембраны на другую. Производительность проницаемого носителя напрямую влияет на общую эффективность системы обратного осмоса. Высококачественные проницаемые носители должны обладать характеристиками высокой проницаемости, низкой стойкости, коррозионной стойкости и длительного срока службы.

В практическом применении проницаемые носители часто сталкиваются с такими проблемами, как высокая температура, высокое давление и сложное качество воды. Исследования показали, что длительное воздействие окружающей среды с высокой температурой и высоким давлением может вызвать физическую деформацию мембран обратного осмоса, например, уплотнение мембраны и проникновение носителей пермеата, что повлияет на проницаемость мембраны и скорость опреснения. Поэтому при проектировании и выборе носителей пермеата необходимо в полной мере учитывать их материалы, конструкции и рабочую среду, чтобы обеспечить их долгосрочную стабильную работу.

С развитием науки и техники мембранная технология обратного осмоса также постоянно совершенствуется и развивается. За счет улучшения мембранных материалов и производственных процессов можно дополнительно улучшить скорость опреснения мембраны и производство воды; за счет оптимизации конструкции мембранных компонентов можно снизить энергопотребление и эксплуатационные расходы системы; за счет разработки новых технологий предварительной и последующей обработки можно продлить срок службы мембраны и снизить загрязнение мембраны.