反滲透原理簡介
水--生命的*要素,蘊(yùn)藏豐富,覆蓋了地球表面71的面積,但是,天然狀態(tài)的水不能直接被用作飲用水或工業(yè)用水。例如:在電鍍、釀造、食品加工、化工制藥、金屬加工和電子工業(yè)等各種不同類型的工業(yè)應(yīng)用中,都需要高純度的水,即分離出鹽、有機(jī)物和細(xì)菌成分的水。
現(xiàn)目前純水的制造方法基本有四種:蒸餾法、電滲析法、離子交換法和反滲透法(簡稱RO)。
A、蒸餾法是通過加熱使水汽化,再冷凝成液體的過程;
B、離子交換法為化學(xué)置換原理;
C、電滲析法是根據(jù)物理化學(xué)原理制造純水。
(以上三種制水方法工藝和設(shè)備都比較復(fù)雜,耗能高。)
D、反滲透技術(shù)是當(dāng)今、zui節(jié)能、效率zui高的分離技術(shù)。其原理是在高于溶液滲透壓的壓力下,借助于只允許水分子透過的反滲透膜的選擇截留作用,將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分離,從而達(dá)到純凈水的目的。反滲透膜是由具有高度有序矩陣結(jié)構(gòu)的聚合纖維素組成的。它的孔徑為0.1納米-1納米,即一百億分之一米(相當(dāng)于大腸桿菌大小的千分之一,病毒的百分之一)。
(反滲透技術(shù):反滲透原文是REVERSEOSMOSIS,它是美國太空總署集合多國科學(xué)家,在政府支持下,花費(fèi)數(shù)十億美元,經(jīng)過多年研究而成。它zui初用于將太空人的生活用水回收處理,使之可再次飲用,從而使太空船不必運(yùn)載大量的飲用水,故稱之太空技術(shù)。它所制出的水也稱之為"太空水"。)
反滲透工作原理
1.滲透及滲透壓
滲透現(xiàn)象在自然界是常見的,比如將一根黃瓜放入鹽水中,黃瓜就會(huì)因失水而變小。黃瓜中的水分子進(jìn)入鹽水溶液的過程就是滲透過程。如下圖所示,如果用一個(gè)只有水分子才能透過的薄膜將一個(gè)水池隔斷成兩部分,在隔膜兩邊分別注入純水和鹽水到同一高度。過一段時(shí)間就可以發(fā)現(xiàn)純水液面降低了,而鹽水的液面升高了。我們把水分子透過這個(gè)隔膜遷移到鹽水中的現(xiàn)象叫做滲透現(xiàn)象。鹽水液面升高不是無止境的,到了一定高度就會(huì)達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)。這時(shí)隔膜兩端液面差所代表的壓力被稱為滲透壓。滲透壓的大小與鹽水的濃度直接相關(guān)。
2.反滲透現(xiàn)象和反滲透凈水技術(shù)
在以上裝置達(dá)到平衡后,如果在鹽水端液面上施加一定壓力,此時(shí),水分子就會(huì)由鹽水端向純水端遷移。液劑分子在壓力作用下由稀溶液向濃溶液遷移的過程這一現(xiàn)象被稱為反滲透現(xiàn)象。如果將鹽水加入以上設(shè)施的一端,并在該端施加超過該鹽水滲透壓的壓力,我們就可以在另一端得到純水。這就是反滲透凈水的原理。
反滲透設(shè)施生產(chǎn)純水的關(guān)鍵有兩個(gè),一是一個(gè)有選擇性的膜,我們稱之為半透膜,二是一定的壓力。簡單地說,反滲透半透膜上有眾多的孔,這些孔的大小與水分子的大小相當(dāng),由于細(xì)菌、病毒、大部分有機(jī)污染物和水合離子均比水分子大得多,因此不能透過反滲透半透膜而與透過反滲透膜的水相分離。在水中眾多種雜質(zhì)中,溶解性鹽類是zui難清除的.因此,經(jīng)常根據(jù)除鹽率的高低來確定反滲透的凈水效果.反滲透除鹽率的高低主要決定于反滲透半透膜的選擇性。目前,較高選擇性的反滲透膜元件除鹽率可以高達(dá)99.7%。
目前我公司的反滲透膜是美國進(jìn)口。其形式為卷式元件,它是根據(jù)反滲透原理將半透膜、導(dǎo)流層、隔網(wǎng)按一定排列粘合卷制在有排孔的中心管上,原水從元件一端進(jìn)入隔網(wǎng)層,在經(jīng)過隔網(wǎng)層時(shí),在壓力作用下,一部分水通過半透膜,滲透到導(dǎo)流管內(nèi),能通過導(dǎo)流管內(nèi),通過導(dǎo)流層水道,流到中心管,經(jīng)排孔從中心管流出,剩余部分則從隔網(wǎng)層的另一端排出。
根據(jù)產(chǎn)水量大小,水利用率及進(jìn)、出水質(zhì)的不同組成可設(shè)計(jì)成一只高壓外殼和一只膜元件組,也可以設(shè)計(jì)成由一只高壓外殼和多只膜元件組成。
根據(jù)用戶不同要求、各地不同的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及所分離的水溶液和溶質(zhì)不同,反滲透裝置可設(shè)計(jì)多級串并聯(lián)多級組件,并聯(lián)及串聯(lián)結(jié)合等形式。
反滲透裝置有一級一段式\一級多段式\多級式,膜全部采用國外進(jìn)口。它可以將水中雜質(zhì)、各種離子、分子、有機(jī)物、膠體、細(xì)菌、病毒、熱源以接近95-99的去除率。反滲透膜的脫鹽率大于96。
反滲透處理工藝流程圖,按處理的先后順序可分為三部分:預(yù)處理、膜分離及后處理。預(yù)處理將原水的水質(zhì)、水量等加以調(diào)整,以滿足膜分離處理的要求,從而保證zui終的處理效果。一般聚芳香酰胺復(fù)合膜組件要求的進(jìn)水的基本參數(shù)為:污染指數(shù)(FI)<3-5游離余氯<0.1mg/L進(jìn)水溫度:1-45℃PH值范圍:4-10后處理主要針對反滲透處理水的某些指標(biāo)還不能滿足zui終的要求而采取的處理措施,一般采用脫氣、紫外線照射、超濾等單獨(dú)或組合工藝。
淮北市古城物貿(mào)有限責(zé)任公司()
:王建勝()