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正滲透薄膜製備與過濾性能評估

為了解決明志科技大學 化工 面試的問題，作者郭韋鑫 這樣論述：

水資源的議題逐漸受到重視，發展再生及綠色減能為重要的指標。綠色節能的淨水技術也成為近年來水處理領域產學研究各界關注的焦點。海水淡化與再生水為近年受到期待的一大水源來源。海水中含有過多的鹽分以及礦物質必須透過淡化處理去除水中的鹽分才能使用，海水淡化的處理方式可透過蒸餾、膜處理等等，膜處理包括電透析、逆滲透程序以及非加壓處理的正滲透程序，其中逆滲透程序為近期發展的處理方式。而再生水是將生活污水進行過濾處理後來使用於生活，最常見的處理方式也為逆滲透程序。而逆滲透的淨水技術（RO, Reverse osmosis）所需用的壓力較大、較耗能、廢水量也較大，於是為了依應綠能而研發了非加壓技術的正滲透淨水

技術。但正滲透淨水技術尚不成熟，需要研究並探討，使之成為更好的淨水技術。本研究以正滲透（FO, Forward osmosis）模組研發為目標，探討正滲透膜的過濾性能和污染物截留性能、不同的膜材質對淨水效能的影響。研究方法為先製作正滲透反應槽體，選用商品RO薄膜和靜電紡絲法製備的薄膜，並將2種薄膜透過界面聚合法製備選擇層後，使用電漿聚合機電漿接枝胺基於薄膜表面，以增加薄膜表面親水性，運用正滲透程序來試驗薄膜的過濾性能。薄膜包括商品RO膜支撐層與靜電紡絲支撐層，透過界面聚合法製備選擇層、電漿接枝、界面聚合法後電漿接枝。商品RO膜支撐層八種與靜電紡絲支撐層六種，共十四種薄膜。在進流水樣為去離子水、

稀釋後的校園放流水，提取溶液為1M NaCl溶液，商品RO膜製備緻密層，透過界面聚合製備選擇層再進行電漿接枝胺基於表面，試驗後發現水通量較高於未進行製備緻密層的薄膜。薄膜進行製備緻密層後，不但能增加薄膜表面親水性，還能增加薄膜水通量。在FS為去離子水、稀釋後的校園放流水，DS為1M NaCl溶液，靜電紡絲支撐層製備緻密層後，其水通量與未製備的薄膜相比也較高。並透過離子層析儀分析水通量試驗後殘留的進流溶液，發現未製備緻密層的商品RO膜和靜電紡絲薄膜，FS為去離子水、稀釋後的校園放流水，提取溶液為1M NaCl溶液的條件下皆有逆向鹽擴散的現象。將RO薄膜製備緻密層後，並且做水通量試驗後，再進行分析

，發現逆向鹽擴散量也相對減少許多。代表製備薄膜緻密層有助於降低逆向鹽擴散量，增加薄膜透水性，代表在薄膜表面界面聚合選擇層能夠降低逆向鹽擴散量，提高薄膜過濾性能。比較靜電紡絲薄膜與RO薄膜製備緻密層後之水通量、薄膜透水性與逆向鹽擴散量，靜電紡絲薄膜低於RO薄膜，逆向鹽擴散量較高於RO薄膜。