標籤:水處理技術

反滲透技術,是當今最先進和最節能有效的膜分離技術。其原理是在高於溶液滲透壓的作用下,依據其他物質不能透過半透膜而將這些物質和水分離開來。由於反滲透膜的膜孔徑非常小(僅為10A左右),因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等(去除率高達97%-98%)。反滲透是目前高純水設備中應用最廣泛的一種脫鹽技術,它的分離對象是溶液中的離子範圍和分子量幾百的有機物;反滲透(RO)、超過濾(UF)、微孔膜過濾(MF)和電滲析(EDI)技術都屬於膜分離技術。

1簡介

近30年來,反滲透、電滲析、超過濾和膜過濾已進入工業應用,主要應用於電子、化工、食品、製藥及飲用
反滲透純水機

  反滲透純水機

純水等領域。反滲透技術是近幾年來才在中國發展起來的一項現代高新技術。反滲透就是對溶液施加一個大於滲透壓的壓力,使水透過特製的半透膜,從溶液中分離出來。因為這個過程和滲透現象相反,所以稱為反滲透。按各種物料的不同滲透壓,就可以對某種溶液使用大於滲透壓的反滲透方法,達到對溶液進行分離、提取、純化和濃縮的目的。反滲透裝置,主要是分離溶液中的離子範圍,它無需加熱,更沒有相變過程,因此比傳統的方法能耗低。反滲透裝置體積小,操作簡單,適用範圍比較廣。用反滲透裝置,處理工業用水,不耗用大量酸鹼,無二次污染,它的運行費用也比較低。反滲透膜分離技術,簡稱RO技術。

2定義

反滲透是60年代發展起來的一項新的膜分離技術,是依靠反滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑與溶質進行分離的過程.反滲透的英文全名是「REVERSE OSMOSIS」,縮寫為「RO」。

3原理

首先要了解「滲透」的概念.滲透是一種物理現象.當兩種不同濃度鹽類的
反滲透凈水器

  反滲透凈水器

水,如用一張半滲透性的薄膜分開就會發現,含鹽量少的一邊的水分會透過膜滲到含鹽量高的水中,而其中的鹽分並不滲透,這樣,逐漸把兩邊的含鹽濃度融合到均等為止.然而,要完成這一過程需要很長時間,這一過程也稱為滲透.但如果在含鹽量高的水側,施加一個壓力,其結果可以使上述滲透停止,.如果壓力再加大,可以使水向相反的方向滲透,而鹽分剩下.因此,反滲透除鹽原理,就是在有鹽分的水中(如原水),施以比自然滲透壓力更大的壓力,使滲透向相反方向進行,把原水中的水分子壓到膜的另一邊,變成潔凈的水,從而達到除去水中雜質、鹽分的目的。反滲透技術是當今最先進、最節能、效率最高的分離技術。其原理是在高於溶液滲透壓的壓力下,藉助於只允許水分
家用膜結構圖

  家用膜結構圖

子透過的反滲透膜的選擇截留作用,將溶液中的溶質與溶劑分離,從而達到純凈水的目的。

4技術優點

①反滲透膜的性能明顯提高。1978年成功地開發了海水淡化複合膜(採用脂肪族聚醯胺複合物為材料)至今,經過近20年的不斷發展,海水淡化反滲透複合膜的性能已經有了較大的提高,目前的反滲透複合膜系採用芳香族聚醯胺的材料,特徵水通量是1978年的2倍,鹽的透過率大約為1978年的四分之一。如此的技術進步使得海水淡化製取飲用水從原來的二級流程簡化為目前的一級流程,且膜的價格穩中有降。
②功交換器的研製成功。據報導,一種新型能量回收裝置已經成功地用於NewProvidece島13600m3/d和Cayman島的5000m3/d海水反滲透淡化系統上。這種能量回收裝置稱為功交換器,將排放的濃鹽水壓力傳給補給海水,轉換效率高達89%~96%.由於濃鹽水的能量回收充分,據測算系統的噸水能量消耗僅為2.6kW·h.這種功交換器是1998年反滲透海水淡化技術的一個新里程碑,更為意義重大的是該數據是從商業規模的淡化裝置上得來的。
③段間能量回收透平的成功應用。1996年6月,佛羅里達水服務公司(FloridaWaterServiceCorp.)在Marco島對現有的15000m3/d苦鹹水淡化系統進行了工藝改造,使第二段排放的濃鹽水通過段間能量回收透平用於提高該段的進料水壓力,從而提高了第二段膜堆的產水量。通過如此改造,系統的產水量增加3780m3/d,增幅達25%.段間能量回收透平適合於苦鹹水或鹽含量較低的海水淡化系統,它可以增加系統的產水量,或降低系統的能量消耗。
④微濾技術用於海水預處理。鑒於傳統地加入化學藥劑和二級過濾的預處理技術不一定能很好地去除進料海水中的膠體類物質,提出了利用膜處理作為反滲透預處理工藝流程。該流程的核心是採用大孔徑中空纖維超濾或微濾膜,超濾膜的截留分子量為(10~20)×104u,微濾膜的孔徑為0.2μm.經過一定的工業規模運行,膜技術的預處理工藝已經基本成熟,並具有如下兩個新穎性能:a.可自動、頻繁脈衝式沖洗中空纖維管(某些型號採用反洗),其特點是通過短時間的停運來保持穩定的產水通量。

5概述

反滲透是60年代發展起來的一項新的薄膜分離技術,是依靠反滲透在壓力下使溶劑與溶質進行分離的過程。要了解反滲透法除鹽原理,先要了解「滲透」的概念。滲透是一種物理現象,當兩種含有不同濃度鹽類的水,如用一張半滲透性的薄膜分開就會發現,含鹽量少的一邊的水分會透過膜滲到含鹽量高的水中,而所含的鹽分並不滲透,這樣,逐漸把兩邊的含鹽濃度融和到均等為止。但如果在含鹽量高的水側,施加一個壓力,其結果也可以使上述滲透停止,這時的壓力稱為滲透壓力。如果壓力再加大,可以使水向相反方向滲透,而鹽分剩下。因此,反滲透除鹽原理,就是在有鹽分的水中(如原水),施以比自然滲透壓力更大的壓力,使滲透向相反方向進行,把原水中的水分子壓到膜的另一邊,變成潔凈的水,從而達到除去水中鹽分的目的,這就是反滲透除鹽原理。

6由來

1950年美國科學家DR.S.Sourirajan有一回無意發現海鷗在海上飛行時從海面啜起一大口海水,隔了幾秒后,吐出一小口的海水,而產生疑問,因為陸地上由肺呼吸的動物是絕對無法飲用高鹽份的海水的.經過解剖發現海鷗體內有一層薄膜,該薄膜非常精密,海水經由海鷗吸入體內后加壓,再經由壓力作用將水分子貫穿滲透過薄膜轉化為淡水,而含有雜質及高濃縮鹽份的海水則吐出嘴外,此即往後反滲透法的基本理論架構;並在1953年由University of Florida應用於海水淡化去除鹽份設備,在1960年經美國聯邦政府專案支助美國U.C.L.A大學醫學院教授Dr.S.Sidney Lode配合DR.S.Soirirajan博士著手研究反滲透膜,一年約投入四億美元經費研究,以運用於太空人使用,使太空船不用運載大量的飲用水升空,直到1960年投入研究工作的學者、專家越來越多,使之質與量更加精進,從而解決了人類飲用水中的難題.

7機理模型

有幾個經典模型
1.優先吸附毛細孔模型:弱點干態電鏡下,沒發現孔。濕態膜標本不是電鏡的樣品。
2.溶解擴散模型:不認為有孔。
3.干閉濕開模型:上工世紀80,90年代,國人鄧宇等提出的,能夠解釋1和2模型的統一的現代最貼切的逆滲透機理模型。既「干閉濕開」反滲透模型,統一了兩個最經典的反滲透機制模型,細孔模型,溶解擴散模型。

8裝置

1.裝置運到現場后,應放置於室內,周圍環境溫度最低不得低於5℃,最高不得高於38℃。當溫度高於35℃時,應加強通風措施。
2.裝置到達后,應在一個月內安裝完畢,並應立即進行通水試車運行。
3.裝置在未進行通水試車之前,任何閥門均不得開啟,以免保護溶液流出,致使元件損壞。
4.裝置就位后,應調整裝置支承點,使組件處於基本水平的位置,且與基礎接觸可靠。
5.裝置與供水泵相接的管路及閥門在連接之前應進行脫脂處理,供水泵過流部份也應進行脫脂處理。
6.裝置的產水輸出管最大輸出高度應小於8米。
註:2、3點僅針對RO裝置內已安裝膜元件的裝置。
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