常用功能過濾膜的結(jié)構(gòu)與分類
水處理搬運(yùn)工
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有內(nèi)涵的環(huán)保攻城師
發(fā)表于
水處理用膜制造的主要目標(biāo)是生產(chǎn)這樣一種材料：
具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能維持高的膜通量，還要具有高的選擇度
。
后兩個(gè)特性的要求足互為矛盾的，因?yàn)榫哂懈哌x擇度的膜通常只能具有較小的孔徑，這種膜本身水力阻力就大（或者說膜通量低）。
膜孔的密度增大，膜通量也增大，表明材料的孔隙率越高越好
。膜的整體阻力與其厚度成正比。還有膜孔徑尺寸分布越寬，膜的選擇度越差。
因此任何膜的最佳物理結(jié)構(gòu)都應(yīng)當(dāng)是：
膜材料的厚度要薄，孔徑尺寸分布要窄，表面孔隙率要高
。
可用作膜的材料種類繁多。它們在化學(xué)成分和物理結(jié)構(gòu)上均變化較大，但是最重要的特性是它們?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)物質(zhì)分離的。
從這個(gè)基礎(chǔ)出發(fā)可以把膜分為
致密膜和有孔膜兩類，如下表所示：
致密膜的分離在某種程度是通過透過組分與膜的膜材料之間的物理-化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，它的選擇度最高（見下圖）。
微濾只能去除懸浮物質(zhì)，通常最小顆粒的尺寸在0.05μm左右。MBR中的多孔膜截留的懸浮固體物質(zhì)（主要是微生物），被保留于反應(yīng)器中并產(chǎn)生澄清的出水。
根據(jù)膜材料的組成對膜進(jìn)行分類則更加方便實(shí)用，通常將膜
分為有機(jī)膜（聚合物）和無機(jī)膜（陶瓷和金屬）
兩類。
無機(jī)膜目前主要是指陶瓷膜，是由A1
2
O
3
，ZrO
2
，TiO
2
和SiO
2
等無機(jī)材料制備的多孔膜，其孔徑為0.1-50μm。
陶瓷膜與同類的有機(jī)高分子膜相比具有許多優(yōu)點(diǎn)：
對具有化學(xué)侵害性液體和高溫清潔液有更強(qiáng)的抵抗能力，可以在pH=0-14、壓力P<10MPa、溫度<350℃的環(huán)境中使用，其通量高、能耗相對較低，在高濃度工業(yè)廢水處理中具有很大競爭力，其主要缺點(diǎn)就是彈性小、價(jià)格昂貴，此外膜的加工制備有一定困難。
下表為不同膜材料的功能與應(yīng)用實(shí)例。
膜制造廠商主要生產(chǎn)多孔膜的。膜的價(jià)格不僅與膜的原材料有關(guān)，而且與膜孔徑尺寸與孔徑分布的制造難易程度有關(guān)。
根據(jù)膜材料的不同和膜孔徑分布的精度的不同，膜的價(jià)格變化相當(dāng)大。這些材料構(gòu)成的膜的物理結(jié)構(gòu)根據(jù)材料的固有性質(zhì)和處理工藝的不同而不同。
通常，
壓力驅(qū)動(dòng)工藝的膜材料趨向于各向異性，它們只在某一個(gè)方向上具有對稱性，所以隨著膜深度的增加，其孔徑也隨之變化
。也只有膜的最表層具有實(shí)際意義的滲透選擇性，其余部分只是起機(jī)械支撐作用。
許多多聚物微孔膜是采用相轉(zhuǎn)換法生產(chǎn)的。多聚物溶液被澆注成一片薄層介質(zhì)，多聚物在水中沉淀而產(chǎn)生膜的多孔面，這一過程常常被稱為凝膠化作用。
膜的選擇滲透性的一面則由于高聚物溶劑的蒸發(fā)而產(chǎn)生，生成的表層的滲透率很低，從而形成各向異性的膜結(jié)構(gòu)。
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