陶氏膜元件的工作原理基于膜分離技術(shù),核心是利用膜的選擇性透過(guò)性,在外界驅(qū)動(dòng)力(如壓力、濃度差等)作用下,實(shí)現(xiàn)不同物質(zhì)的分離。
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1. 反滲透(RO)膜元件 —— 壓力驅(qū)動(dòng)的高精度分離
反滲透是陶氏膜元件中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一,其工作原理基于 **“滲透與反滲透” 現(xiàn)象 **:
滲透:當(dāng)純水與含溶質(zhì)的溶液被半透膜隔開時(shí),水分子會(huì)自然從純水側(cè)通過(guò)膜流向溶液側(cè),直到兩側(cè)滲透壓平衡。
反滲透:若在溶液側(cè)施加超過(guò)其滲透壓的外部壓力,水分子會(huì)反向流動(dòng)(從溶液側(cè)透過(guò)膜進(jìn)入純水側(cè)),而溶質(zhì)(如鹽離子、有機(jī)物等)因無(wú)法透過(guò)膜被截留。
陶氏反滲透膜的核心是聚酰胺超薄分離層(厚度約 0.2μm),其孔徑僅約 0.1 納米(nm),僅允許水分子通過(guò),而絕大多數(shù)離子、大分子有機(jī)物等被截留,從而實(shí)現(xiàn)高純度水的制備。
2. 納濾(NF)膜元件 —— 選擇性截留小分子物質(zhì)
納濾膜的工作原理介于反滲透與超濾之間,同樣以壓力為驅(qū)動(dòng)力,但膜的孔徑更大(約 1-10 納米),且對(duì)特定物質(zhì)具有選擇性截留能力:
能截留二價(jià)及多價(jià)離子(如鈣、鎂離子)、分子量較大的有機(jī)物(如蔗糖、染料),但允許部分一價(jià)離子(如鈉離子)和小分子物質(zhì)通過(guò)。
應(yīng)用于軟化水、去除有機(jī)物、物料分離(如食品工業(yè)中糖液提純)等場(chǎng)景。
3. 超濾(UF)膜元件 —— 篩分原理分離大分子
超濾膜的工作原理基于“篩分效應(yīng)”,膜孔徑較大(約 1-100 納米),驅(qū)動(dòng)力為壓力差 :
允許水分子、小分子溶質(zhì)(如無(wú)機(jī)鹽)通過(guò),而截留分子量較大的物質(zhì)(如膠體、蛋白質(zhì)、細(xì)菌、病毒、懸浮顆粒等)。
無(wú)需極高壓力(操作壓力通常低于 1MPa),主要用于預(yù)處理(如反滲透系統(tǒng)的前置過(guò)濾)、廢水凈化、食品飲料澄清等。