隨著水資源短缺問題的日益嚴(yán)峻,海水淡化和高濃度廢水處理技術(shù)成為解決全球水危機(jī)的重要手段。
STRO卷式高壓膜作為反滲透(RO)技術(shù)的核心組件,憑借其高效、節(jié)能、緊湊設(shè)計(jì)等優(yōu)勢,在海水淡化、工業(yè)廢水回用等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
一、工作原理
1、反滲透的基本原理
卷式高壓膜的核心是反滲透原理。反滲透是一種基于半透膜的物理分離過程,通過施加外部壓力,使水分子從高濃度溶液(如海水)向低濃度溶液滲透,而溶解在水中的鹽分、有機(jī)物等雜質(zhì)被截留在膜的高壓側(cè),從而實(shí)現(xiàn)水的脫鹽和凈化。
2、 卷式膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
卷式高壓膜由多層薄膜復(fù)合而成,主要包括:
支撐層:通常由聚酯無紡布制成,提供機(jī)械強(qiáng)度,防止膜在高壓下破裂。
聚酰胺分離層:厚度僅幾微米,是實(shí)際起分離作用的功能層,具有納米級孔徑,可攔截鹽分和雜質(zhì)。
進(jìn)水隔網(wǎng):位于膜表面,用于均勻分配水流,減少膜表面的濃差極化現(xiàn)象。
這些層通過卷制工藝?yán)p繞在中心多孔管上,形成緊湊的螺旋卷式結(jié)構(gòu),既節(jié)省空間,又提高了膜的填充密度。
3、高壓作用下的分離過程
在STRO系統(tǒng)中,海水或高濃度廢水經(jīng)高壓泵加壓至5-8 MPa,進(jìn)入卷式膜組件。水分子在高壓驅(qū)動下透過聚酰胺分離層,而鹽分、微生物、有機(jī)物等被截留。具體過程如下:
水分子滲透:在高壓下,水分子克服滲透壓,通過分離層的納米級孔徑,進(jìn)入淡水側(cè)。
鹽分截留:鹽分因尺寸大于膜孔徑,被阻擋在高壓側(cè),隨濃縮水排出系統(tǒng)。
濃差極化控制:進(jìn)水隔網(wǎng)通過擾流作用,降低膜表面鹽分濃度的積累,保證分離效率。

二、STRO卷式高壓膜的技術(shù)優(yōu)勢
1、高脫鹽率:聚酰胺分離層對鹽分的截留率可達(dá)99%以上,適用于海水和高濃度廢水處理。
2、抗污染性:卷式膜表面光滑,水流擾動設(shè)計(jì)減少了污染物附著,延長了膜的使用壽命。
3、緊湊高效:螺旋卷式結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了單位體積內(nèi)更高的膜面積,適合大規(guī)模水處理。
4、耐高壓性能:支撐層和復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確保膜在5-8 MPa高壓下穩(wěn)定運(yùn)行。
三、應(yīng)用領(lǐng)域
1、海水淡化:卷式高壓膜是海水淡化的核心設(shè)備,可將海水轉(zhuǎn)化為飲用水或工業(yè)用水,滿足海島、沿海地區(qū)及遠(yuǎn)洋船舶的用水需求。
2、高濃度廢水處理:適用于電鍍、化工、制藥等行業(yè)的高鹽廢水回用,實(shí)現(xiàn)水資源循環(huán)利用。
3、苦咸水脫鹽:在內(nèi)陸地區(qū),可用于處理苦咸水,解決農(nóng)業(yè)灌溉和生活用水問題。
四、注意事項(xiàng)與維護(hù)
1、預(yù)處理重要性:進(jìn)水需經(jīng)過砂濾、活性炭過濾、精密過濾等預(yù)處理,去除懸浮物、有機(jī)物和微生物,防止膜污染。
2、操作壓力控制:嚴(yán)格控制操作壓力在膜的耐受范圍內(nèi),避免因超壓導(dǎo)致膜損壞。
3、化學(xué)清洗:定期使用酸性或堿性清洗劑去除膜表面的污垢,恢復(fù)膜的通量和脫鹽率。
4、防垢措施:在高硬度水質(zhì)中,需投加阻垢劑防止硫酸鈣、碳酸鈣等結(jié)垢。
STRO卷式高壓膜通過反滲透原理和卷式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了高效、緊湊的水處理功能。其在海水淡化、高濃度廢水處理等領(lǐng)域的應(yīng)用,不僅緩解了水資源短缺問題,還推動了環(huán)保技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。未來,隨著材料科學(xué)的進(jìn)步和工藝優(yōu)化,卷式高壓膜的性能將進(jìn)一步提升,為全球水資源利用提供更可靠的技術(shù)支持。