浸没式MBR平板膜元件的膜材料的分类

浸没式MBR平板膜元件的膜材料一般可分为有机膜材料与无机膜材料。有机膜材料主要有聚类 (PS)、聚丙烯睛 (PAN)、聚胺 (PA)、聚偏氟乙烯 (PVDF)、聚乙烯(PE)、聚丙烯 (PP)等;无机膜材料主要为陶瓷。

 

2.1.1 有机膜材料

聚砜 (PS) 用于超滤和气体分离膜制备,较少用于微滤。聚的玻璃化温度为 190℃多孔膜可在 180℃下长期使用。聚孤类材料经磺化或经氯甲基化和季化可制得荷电超滤和纳滤膜。聚硕膜具有机械强度高、耐热性好、耐酸碱范围宽、耐细菌腐蚀等优点,是被广泛采用的膜材料之一。但这种材料亲水性差,特别是在制备截留相对分子质量为 1000 或以下的超滤膜时,透水速度太低,影响其分离效率;聚孤的疏水性能及亲油性能使得聚枫膜用于含油污水处理时,会造成膜通量低和易污染等问题。

聚偏氟乙烯 (PVDF) 是一种结晶型聚合物,相对密度为 1.75~1.78,玻璃化温度约为39℃,结晶熔点为 170℃,热分解温度在 316℃以上,机械性能良好,具有良好的耐冲击性.耐磨性、耐气候性。常用聚偏氟乙烯表面张力极低,憎水性很强,用于制备不对称微滤和超滤膜,也可用作制备膜蒸留和膜吸收用膜。

聚丙烯睛膜 (PAN) 是一种聚合高分子材料,具有强度高、弹性好、耐化学腐蚀和化学稳定性好等优点,是仅次于醋酸纤维素和聚砚的微滤和超滤的膜材料,也可用作渗透汽化复合膜的底膜。它来源广泛,价格便宜,且具有良好的亲水性、耐污染性、耐霉菌性,可用于食品、医药、发酵工业、油水分离、乳化浓缩等方面。聚醚孤膜 (PES) 具有很高的玻璃化温度 (230℃),其适用理论温度可达 98℃,且聚醚孤膜在 50%的甲醇、70%的乙醇和异丙醇溶液中膜性能都不发生变化。

 

2.1.2 无机膜材料

无机陶瓷膜材料发展迅猛并进入工业应用,尤其是在微滤、超滤及膜催化反应及高温气体分离中的应用,充分展示了其具有聚合物分离所无法比拟的一些优点:D化学稳定性好,耐酸、耐碱、耐有机溶剂;2机械强度大,可承受几个兆帕的外压,并可反向冲洗;3)抗微生物能力强,不与微生物发生作用,可以在生物工程及医学科学领域中应用;@耐高温,一般可以在 400C下操作,最高可达 800C以上;6孔径分布窄,分离效率高。其不足在于造价较高,材料脆性大,弹性小,给膜的成型加工及组件装配带来一定的困难。

 

2.1.3 复合膜材料

复合膜主要以聚既胺类为材料,自研发问世后就很快取代了醋酸纤维素类分离膜,占据了全世界反渗透和纳滤膜产业和应用领域的主导地位。目前,复合膜主要分为两类,第一类膜称为 FT30,其分离层化学组成为全芳香高交联度聚酷胺,用于反渗透和 NF90 纳滤膜:

由于这种高度交联和全芳香结构,决定了其高度的化学物理稳定性和耐久性,能够承受高强度的化学清洗;其高密度的亲水性酷胺基团的特点,使其具备了高产水量和高脱盐率的综合膜性能。第二类膜分离层由混合芳胺和杂环脂肪胺构成,也称之为聚呱嗦类复合膜,用于其他各类纳滤膜。

通过投加微量的添加剂、控制分离层聚合体中呱嗦的解离度,可以调节一价或二价离子透过该聚合物分离层的能力,制造出对不同盐类或溶质有选择分离性的纳滤膜,以适应不同分离用途。