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饮用水深度处理技术—反渗透膜(RO)

  饮用水深度处理技术—反渗透膜(RO)

  反渗透膜的孔径最小,在2~3nm以下。除了水分子外,其他所有杂质颗粒(包括离子)都不能通过反渗透膜,因此反渗透膜分离得到的水为纯净水。反渗透技术已经广泛用于海水淡化、苦咸水脱盐、工业给水高纯水的制备(电子工业用水、锅炉给水等),近年来迅速发展起来的饮用纯净水、优质直饮水的核心技术就是反渗透。反渗透技术的操作压力较高。必须超过所处理水的渗透压。对于海水淡化,操作压力一般在3MPa以上,对于用自来水制备饮用纯净水,操作压力一般在1MPa以下(根据原水含盐量、纯水回收率、膜特性而确定,一般家用反渗透膜0.6MPa左右,工业反渗透膜1MPa左右)。反渗透膜,世韩RO膜,陶氏RO膜

  (1)反渗透膜工作原理

  对透过物质具有选择性的薄膜称为半透膜,一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为理想半透膜。当把相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于半透膜的两侧时,稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动,这一现象称为渗透。当渗透达到平衡时,浓溶液一侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,即形成一个压差,此压差即为渗透压(反渗透膜工作原理见图)。

   渗透压的大小取决于溶液的固有性质,即与溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。若在溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时,溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反,开始从浓溶液向稀溶液一侧流动,这一过程称为反渗透。

  反渗透是渗透的一种反向迁移运动,是一种在压力驱动下借助于半透膜的选择截留作用将溶剂中的溶质与溶剂分开的分离方法,它已广泛应用于各种溶液的提纯与浓缩,其中最普通的应用实例便是在水处理工艺中,用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除,以获得高质量的纯净水。

  反渗透膜是为了实现水溶液的反渗透现象,采用特殊工艺人工合成的一种半透膜。反渗透膜的孔径为0.0001µm,只有水溶液中的溶剂——水能通过,而其溶质不能通过反渗透膜。病毒的直径为0.02~0.4µm,细菌的直径是0.4~1.0µm,因此,经过反渗透膜的水是真正意义上的纯净水。

  (2)反渗透系统在工作中需要注意的几个问题:

  ① 硬度的影响 钙镁离子的盐类,如碳酸钙、硫酸钙,在水中只有很小的溶解度,在反渗透膜的正常工作中,由于工作水在膜中被浓缩,各种盐类也会被浓缩,当到达盐类的饱和浓度时,就会在系统中产生水垢,使膜的水通量下降,脱盐率降低,膜系统的压差增加,严重影响膜的使用。

  ② 胶体物质的影响 水中的胶体物质主要有黏土、胶体硅、金属的氧化物(氧化铁、氧化铝)等,它们会在膜的工作层形成胶体污堵或水垢,同样会严重影响元件的性能,造成产水量下降、脱盐率降低、膜系统的压差增加。

  ③ 有机物的影响 水中的有机物在膜表面上的吸附会形成有机物垢,引起水通量的降低,特别严重的是不能清洗的;而有机物在前处理中不容易被清除,因此选择反渗透的水源时应给予重视。反渗透膜,世韩RO膜,陶氏RO膜

  ④ 氧化性物质的影响 大多数低压反渗透膜都是复合膜,膜的工作表层容易被氧化性物质所氧化而迅速破环,因此复合型反渗透膜严禁输入氧化性物质,对自来水中的游离氯要有去除措施,保证游离氯低于0.1ppm,其他氧化性物质还有二氧化氯、臭氧、氯气、漂白粉等。

  ⑤pH值的影响 各种反渗透膜都有自己使用的pH值的范围。超出其范围可能会造成膜的降解等破环性的问题、因此使用中应密切注意进水pH值和设备使用的pH值的范围。

  ⑥ 水温的影响 反渗透膜对温度的变化反映非常明显,水温越高,水通量约大,但脱盐率会降低,水温越低,水通量越低,因此使用中会遇到水温与水量的变化,这是正常的变化。

  ⑦ 进水盐浓度的影响 进水盐浓度越高,其渗透压也越大,工作时保证水通量需要提供的压力也越高,当渗透压与高压泵的出水压力相等时,系统就不再产水,同时进水中的盐浓度越高、产水的含盐量就越高。

  ⑧ 压力的影响 膜系统的制水工作是依据反渗透原理进行的,当进水压力越大时,系统的产水量就越大,因此调节压力是调节产水量的一个有效方法。

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