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反渗透膜分离净水技术科普一

来源:反渗透 时间:2022/6/14
反渗透工艺基本原理   如果把两种浓度不同的溶液用一种只允许溶剂分子通过,却不允许溶质分子通过的薄膜隔开,那么稀溶液中的溶剂分子就会自发地向浓溶液中迁移,就好像有压力作用于这些溶剂分子一般。这种现象就是渗透作用,如下图所示。   渗透作用中具有选择透过性的薄膜叫做半透膜,“推动”溶剂分子迁移的压力称为渗透压。一般来讲,渗透压是由两种溶液的浓度差所产生的。也就是说,两种溶液之间的浓度差越大,渗透压就越高,渗透作用也就进行得越快,而且渗透作用会一直进行到达到渗透平衡为止。渗透作用反渗透作用   但是如果保持其他条件不变,而在低浓度溶液施加一定的物理压力,那么渗透作用就会减慢。继续增大压力,压力等于渗透压时渗透作用就会停止,压力大于渗透压时渗透作用就会反向进行,也即高浓度溶液中的溶剂分子反而会向低浓度溶液中迁移。这就是反渗透作用,如图所示。   在污水处理中,如果使用污水作为浓溶液,用纯净的水作为稀溶液,再施加压力,就可以使污水中的水分迁移到纯净的水中去,达到净水的效果。这就是反渗透工艺的基本原理。反渗透工艺实施办法   反渗透膜自身对进水的pH、温度以及特定的化学物质比较敏感,进水的水质严格要求pH值范围4~10,温度<40℃,淤泥密度指数SDI<5,游离氯<0.1mg/L,浊度<1,含铁量<0.1mg/L等。   为了满足反渗透膜进水要求,原水在进入反渗透膜系统之前首先要进行预处理(沉降、混凝、微滤、超滤、活性炭吸收、pH调节等),然后经加压泵加压进入膜组件,在压力的作用下原水透过反渗透膜,成为产水,而无机盐、有机物及微粒等被反渗透膜截留在膜的另一侧形成浓液。根据具体工艺的需求,浓液可被回收利用或者再处理。反渗透可以与超滤、纳滤等膜装置连用,组成集成膜装置。简易工艺流程如图所示。应用于工厂的反渗透设备反渗透工艺中有两个条件最为关键:   第一个条件是外加压力必须适当大于溶液的渗透压。压力过小会导致反渗透速率太低甚至无法进行,压力过大则会导致反渗透膜的严重损耗,间接降低产品质量。实际操作中施加的压力一般为1.5~10.5MPa。   第二个条件是必须有一种高透水性、高选择性的半透膜。反渗透工艺所用的半透膜表面微孔孔径一般应小于1nm,才能有效去除污水中的绝大部分无机盐、溶解性有机物、溶解性固体、生物和胶体。目前,我国常用的反渗透膜材料主要有醋酸纤维素膜(CA膜)、芳香聚酰胺膜(PA膜)和壳聚糖膜(CS膜)这三类。反渗透工艺优势家用反渗透净水器   与其他传统分离工程相比,反渗透分离过程有其独特的优势:(1)压力是反渗透分离过程的主动力,不经过能量密集交换的相变,能耗低;(2)反渗透不需要大量的沉淀剂和吸附剂,运行成本低;(3)反渗透分离工程设计和操作简单,建设周期短;(4)反渗透净化效率高,环境友好。      因此,反渗透技术在生活和工业水处理中已有广泛应用,如海水和苦咸水淡化、医用和工业用水的生产、纯水和超纯水的制备、工业废水处理、食品加工浓缩、气体分离等。总的来讲,反渗透技术的净化效率高,设计和操作简单,切实解决了目前水处理面临的许多难题。实践掠影↑南涧县污水处理厂→疾控中心水质监测部门清华大学化学工程系学生

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