陶氏膜元件的工作原理基于膜分离技术,核心是利用膜的选择性透过性,在外界驱动力(如压力、浓度差等)作用下,实现不同物质的分离。

1. 反渗透(RO)膜元件 —— 压力驱动的高精度分离
反渗透是陶氏膜元件中应用最广泛的技术之一,其工作原理基于 **“渗透与反渗透” 现象 **:
渗透:当纯水与含溶质的溶液被半透膜隔开时,水分子会自然从纯水侧通过膜流向溶液侧,直到两侧渗透压平衡。
反渗透:若在溶液侧施加超过其渗透压的外部压力,水分子会反向流动(从溶液侧透过膜进入纯水侧),而溶质(如盐离子、有机物等)因无法透过膜被截留。
陶氏反渗透膜的核心是聚酰胺超薄分离层(厚度约 0.2μm),其孔径仅约 0.1 纳米(nm),仅允许水分子通过,而绝大多数离子、大分子有机物等被截留,从而实现高纯度水的制备。
2. 纳滤(NF)膜元件 —— 选择性截留小分子物质
纳滤膜的工作原理介于反渗透与超滤之间,同样以压力为驱动力,但膜的孔径更大(约 1-10 纳米),且对特定物质具有选择性截留能力:
能截留二价及多价离子(如钙、镁离子)、分子量较大的有机物(如蔗糖、染料),但允许部分一价离子(如钠离子)和小分子物质通过。
应用于软化水、去除有机物、物料分离(如食品工业中糖液提纯)等场景。
3. 超滤(UF)膜元件 —— 筛分原理分离大分子
超滤膜的工作原理基于“筛分效应”,膜孔径较大(约 1-100 纳米),驱动力为压力差 :
允许水分子、小分子溶质(如无机盐)通过,而截留分子量较大的物质(如胶体、蛋白质、细菌、病毒、悬浮颗粒等)。
无需极高压力(操作压力通常低于 1MPa),主要用于预处理(如反渗透系统的前置过滤)、废水净化、食品饮料澄清等。