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反渗透技术简介

发布者:  发布时间:2007-12-20   浏览次数:5608

 

  反渗透RO(Reverse Osmosis)又称逆渗透,是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的作用下,依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。

  由于反渗透膜的膜孔径非常小(仅为10A左右),因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等(去除率高达97%-98%)。反渗透是目前高纯水设备中应用最广泛的一种脱盐技术,它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物。对膜一侧的料液施加压力,当压力超过它的渗透压时,溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂,即渗透液;高压侧得到浓缩的溶液,即浓缩液。若用反渗透处理海水,在膜的低压侧得到淡水,在高压侧得到卤水。

  反渗透时,溶剂的渗透速率即液流能量N为: N=Kh(Δp-Δπ) ,式中Kh为水力渗透系数,它随温度升高稍有增大;Δp为膜两侧的静压差;Δπ为膜两侧溶液的渗透压差。稀溶液的渗透压π为:π=iCRT 式中i为溶质分子电离生成的离子数;C为溶质的摩尔浓度;R为摩尔气体常数;T为绝对温度。

  反渗透通常使用非对称膜和复合膜。反渗透所用的设备,主要是中空纤维式或卷式的膜分离设备。反渗透膜能截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质,从而取得净制的水。也可用于大分子有机物溶液的预浓缩。由于反渗透过程简单,能耗低,近20年来得到迅速发展。现已大规模应用于海水和苦咸水(见卤水)淡化、锅炉用水软化和废水处理,并与离子交换结合制取高纯水,目前其应用范围正在扩大,已开始用于乳品、果汁的浓缩以及生化和生物制剂的分离和浓缩、科研、医药等诸多领域。

  反渗透膜组件及设备如下图所示:

  

  常见反渗透的工艺流程如下图所示:

  

  工艺流程描述:

  1.原水箱:该装置防止增压泵直接抽取管网的水因流量不足及压力不稳定而损坏增压泵或影响系统正常运行,原水箱内置进水不锈钢浮球阀及液位传感器。大型设备须设置进水电动碟阀。①.浮球阀作用是控制原水进水量,在系统运行时能及时补水。②.液位传感器有中水位和低水位,作用是控制增压泵的启动和停止;当水箱水位处于中水位以上时,增压泵才能自动启动;当水箱水位低于低水位时,增压泵自动停止。

  2.增压泵:为了保证系统供水的流量和压力恒定而设置,系统原水增压泵进口品牌——丹麦格兰富、德国威乐、西班牙亚士霸,免维修机械密封泵,效率高,噪音小,性能稳定可靠。或者选用国内知名品牌——南方特种泵、无锡九阳泵。 原水泵由原水箱水位控制其自动启、停。

  3.预处理(又称前处理):常用预处理过滤器有不锈钢过滤器、玻璃钢过滤器和碳钢内衬胶过滤器三种。预处理过滤分为多介质过滤、除铁锰装置、活性碳过滤和软化过滤几部分组成;可采用美国阿图祖多路阀来自动控制器按照所设定的时间对过滤罐内的滤料进行反冲洗和正冲洗;或者选用手动操作控制。水在精制处理之前,预先进行的初步处理,以便在水的精处理时取得良好效果,提高水质。由于自然界的水都有大量的杂质,如泥沙、粘土、有机物、微生物、机械杂质等,这些杂质的存在,严重影响精制水的水质与处理效果,因此必须在精处理之前将一些杂质降低或除去,这就需要预处理。

  4.高压泵及反渗透膜组件:经过预处理后的原水,通过高压泵打到反渗透RO膜组件,过滤后的纯水电导率5μs/cm(RO膜过滤后出水电导=进水电导×除盐率,一般进口反渗透膜脱盐率都能达到99%以上,5年内运行能保证97%以上。对出水电导要求比较高的,可以采用2级反渗透,再经过简单的处理,水电导能小于1μs/cm), 符合国家实验室三级用水标准。