隨著水資源短缺問題的日益嚴峻,海水淡化和高濃度廢水處理技術成為解決全球水危機的重要手段。
STRO卷式高壓膜作為反滲透(RO)技術的核心組件,憑借其高效、節能、緊湊設計等優勢,在海水淡化、工業廢水回用等領域得到廣泛應用。
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、有機物等雜質被截留在膜的高壓側,從而實現水的脫鹽和凈化。
2、 卷式膜的結構特點
卷式高壓膜由多層薄膜復合而成,主要包括:
支撐層:通常由聚酯無紡布制成,提供機械強度,防止膜在高壓下破裂。
聚酰胺分離層:厚度僅幾微米,是實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。
進水隔網:位于膜表面,用于均勻分配水流,減少膜表面的濃差極化現象。
這些層通過卷制工藝纏繞在中心多孔管上,形成緊湊的螺旋卷式結構,既節省空間,又提高了膜的填充密度。
3、高壓作用下的分離過程
在STRO系統中,海水或高濃度廢水經高壓泵加壓至5-8 MPa,進入卷式膜組件。水分子在高壓驅動下透過聚酰胺分離層,而鹽分、微生物、有機物等被截留。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,進入淡水側。
鹽分截留:鹽分因尺寸大于膜孔徑,被阻擋在高壓側,隨濃縮水排出系統。
濃差極化控制:進水隔網通過擾流作用,降低膜表面鹽分濃度的積累,保證分離效率。

二、STRO卷式高壓膜的技術優勢
1、高脫鹽率:聚酰胺分離層對鹽分的截留率可達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,水流擾動設計減少了污染物附著,延長了膜的使用壽命。
3、緊湊高效:螺旋卷式結構實現了單位體積內更高的膜面積,適合大規模水處理。
4、耐高壓性能:支撐層和復合結構設計確保膜在5-8 MPa高壓下穩定運行。
三、應用領域
1、海水淡化:卷式高壓膜是海水淡化的核心設備,可將海水轉化為飲用水或工業用水,滿足海島、沿海地區及遠洋船舶的用水需求。
2、高濃度廢水處理:適用于電鍍、化工、制藥等行業的高鹽廢水回用,實現水資源循環利用。
3、苦咸水脫鹽:在內陸地區,可用于處理苦咸水,解決農業灌溉和生活用水問題。
四、注意事項與維護
1、預處理重要性:進水需經過砂濾、活性炭過濾、精密過濾等預處理,去除懸浮物、有機物和微生物,防止膜污染。
2、操作壓力控制:嚴格控制操作壓力在膜的耐受范圍內,避免因超壓導致膜損壞。
3、化學清洗:定期使用酸性或堿性清洗劑去除膜表面的污垢,恢復膜的通量和脫鹽率。
4、防垢措施:在高硬度水質中,需投加阻垢劑防止硫酸鈣、碳酸鈣等結垢。
STRO卷式高壓膜通過反滲透原理和卷式結構設計,實現了高效、緊湊的水處理功能。其在海水淡化、高濃度廢水處理等領域的應用,不僅緩解了水資源短缺問題,還推動了環保技術的可持續發展。未來,隨著材料科學的進步和工藝優化,卷式高壓膜的性能將進一步提升,為全球水資源利用提供更可靠的技術支持。