放线菌在环境工程_反渗透在环境工程中的应用

发布时间：2016-10-03 22:00

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I砭.砝第3卷第7 20年7 重辩 0期 07月

反渗透在环境工程中的应用 王海凤，相波，李义久 (同济大学化学系，上海摘

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要：了反渗透膜的分离机理(阐述氢键理论，优先吸附一毛细管流动模型，一溶解扩散模型，,等)反渗透膜技术在环境工程 (重金属

废水，垃圾渗滤液和印染废水处理 )中的应用，以及膜集成工艺处理废水的概况，并对反渗透膜技术的研究和发展方向进行了展望。关键词：反渗透；膜分离机理；环境工程中图分类号： 0 X7 3文献标识码： A文章编号：0 3 6 0 (0 70— 1 6 0 10 - 542 0 )7 0 0 - 3

人类发现渗透现象已有2 0 0多年的历史，反渗透技术已成为海水、咸水淡化的主要手段，超纯水苦是

型把半透膜看作是一种完全致密的中性界面。和溶水

和纯水制备的优选技术。现在反渗透过程的分离浓缩作用已被利用于食品、医药的浓缩、净化、水软化、污染控制以及水再生和废液的回收利用。本文主要介绍反渗透膜分离的机理及其在环境工程中的应用。 1反渗透膜的分离机理反渗透膜是反渗透系统中最重要的组件，主要分为非荷电膜与荷电膜。下面介绍主要的几种透过机理。 11氢键理论【】 . l - 2

质通过膜是分为两个阶段完成的。第一个阶段是水和溶质首先吸附溶解到膜材质表面上；二阶段是水和第溶质在膜中扩散传递，最后通过膜。在溶解扩散过程中，扩散是控制步骤。溶解扩散模型比较合理地阐明了溶剂透过的推动力是压力，溶质透过的推动力是浓差扩散的结果。 1其他学说 . 4

Donn平衡模型：来解释荷电膜的排盐机理， n a用

主要是基于库仑斥力。将带有荷电基团的膜置于含盐溶剂中时，溶液中的反离子(所带电荷与膜内固定电荷相反的离子 )在膜内浓度大于其在主体溶液中的浓度，而同名离子在膜内的浓度则低于其在主体溶液中的浓度。由此形成的Donn差阻止了同名离子从主 na位体溶液向膜内的扩散，了保持电中性，离子也被为反膜截留。

氢键理论是由R i等提出来的，， e d此模型把醋酸纤维膜看作是一种高度有序矩阵结构的聚合物。当水进入醋酸纤维膜的非结晶部分后，和羧基的氧原子

发生氢键而构成结合水。水分子能够由一个氢键位置移动到另一个位置。当外界施加压力，水分子依次从上到下，通过一连串的形成氢键和断裂氢键而不断移位，很快传递通过聚合物，直至离开膜的表皮层，进入膜的多孑层。由于膜的多孑层含有大量毛细管水， L L水分子便能畅通无阻地由此通过。 1优先吸附——毛细管流动模型[ . 2 3 1

偶联流动理论：偶联流动理论是￣K dm t ee等倡议的，他们认为膜内的质量传递过程主要是一种非平衡过程，每种组分的传递不仅受作用在那个组分上的热力学力所决定，而且也受施加在所有其它组分上的力

选择吸附一细孑流机制主要是由S u r n出毛 L o f￣a提 i

的影响，即所有传递动作都是偶联的。除以上反渗透膜分离理论外，还有筛网效应学说，自由体积理论[, dm— thl y型，pel— 5Kee Ka as模 1 c k Sige r

来的。此理论把反渗透膜看作是一种微细多孑结构物 L质，以吉布斯自由能吸附方程为基础，此模型认为由于膜的化学性质使膜对溶液中的溶质具有排斥作用，

K dmt模型， ee 6 -￣摩擦模型 7扩散一 L】,细孑流模型[ 8 1等。 2在环境工程中的应用

结果靠近膜表面的浓度梯度急剧下降，从而在溶液一膜的界面上形成一层被膜吸附的纯水层。水层的厚纯

度与界面性质有较大的关系，一般为单分子层和多分子层，大约是一( . m)l 0 n￣两个分子的厚度。 5 J在反渗透压力下，纯水层中的水分子不断通过反渗透膜，盐类物质则被膜排斥，离子的化合价越高，排斥效应越强。 1溶解一 . 3扩散模型

由于反渗透膜分离法具有分离效率高，操作简单，易于自动化，能耗低，占地面积小，运行费用低，工作温度在室温附近等优点，随着膜及膜组件性能的

提高，反渗透技术逐步大量地被应用到环保领域，如化工、石油化工、纺织工业、纸浆、造纸厂等废水的处理。 21重金属废水处理 .

溶解一扩散模型￣L ndl i y tosa和Rl等提出。此模 e e 作者简介：王海风(9 2 )女，士， 18一，硕主要从事反渗透膜阻垢剂的研制及

O ai 9用A o aco a i (S 0超低压 zk等[ 1采 rm t pl m d E 2 ) i y e反渗透膜分离稀溶液中的C 2 N

r离子， u . i和c 6++结果表