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收集网对反渗透膜膜片的影响

收集网对反渗透膜膜片的影响

为了了解织物传输特性,我们先要了解水流在不同界面流动时候的特点。通常,水在疏水性(亲油性)管道中流动时,会产生滑移。滑移的结果是流量增大,流动阻力减小[1]。我们的淡网是一种用作收集作用的织物,因此要求它有良好的导水性能。而通常疏水性越好越利于水流在其表面的传输,因此我们将织物疏水性作为首先考察因素。
  疏水性是指的是一个分子(疏水物)与水互相排斥的物理性质[2]。这种性质可以通过测量基材表面与基材表面的水珠之间形成的接触角判定。角度越大,则界面疏水性越好。为表征不同结构淡网的疏水性,选取了A、B、C三种编织密度的淡网布样,他们分别表示由疏致密的编制结构。测量其表面接触角。量取接触角角度,以此判别三种布样疏水性大小。
  3种淡网接触角照片:

abc

  由以上比较图来看,A,B,C的疏水性分别为A 由此可看出编织紧密的织物疏水性好于编织松散的织物,织物表面水流流动也应较快。
2.2 不同结构对传输速率的影响
将每个压力测试点取得的流量数值做表,对两个不同结构织物的测试数据进行对比即得下图:


样品1为结构松散流道较宽;样品2结构紧密,流道较窄。
由上图可知,在150psi条件下,两种样品流量相仿;150psi以上,结构紧密淡网流量高于结构松散的淡网。说明一定压力条件下,织物结构对传输影响不大,有基本相同的传输效率;但在高压情况下,由于流速加快,结构松散的织物表面疏水性差,供水流流动的界面传输效果不好,容易产生较大的阻力阻碍,因此影响水流传输。
2.3 不同结构织物抗压密情况
将每个压力测试点取得的流量数值做表,得下图:

反渗透膜膜片厚度远低于收集网,在高压水流冲刷下,膜片与收集网贴合紧密度会越来越大,容易造成压密情况,及膜片深陷入收集网的纹理里。压密情况如若产生,将会严重影响产水流道的通畅,自然会降低产水效率,引起膜元件产水明显下降。
由收集数据点可看出,随着压力增加,传输流量下降。在接近1200psi压力值点,传输流量只有200psi压力值点流量一半左右。流量下降严重。这一现象可从淡网结构上解释。淡网是由经编织物涂覆或不涂覆涂层制成,网表面有细小空隙,该空隙大小受编织织物选用的纤维粗细影响。反渗透膜流量与压力关系是随压力增加,流量亦增加。淡网是作为收集应用于膜组件中的,膜片渗透过来产水会延淡网表面流动,最后到达多孔中心管。淡网在水平方向和竖直方向会有产水流动。个人认为,空隙增加后竖直方向渗流增加,从而减少水平方向流动速率。这也可以解释高压下传输流量减少的现象。高压下,上下膜片水透过量增加,同时增加了竖直方向淡网渗流,这个方向是产水透过主方向,抵消了大部分动力,水平方向的水流动因而被大大削弱。另一种观点是,膜片在高压下和淡网贴紧,膜片被压入淡网凹槽内,限制导水效能,引起水通量衰减。



 
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