文档介绍：反渗透法
海水淡化工艺
内容
CONTENTS
一、海水淡化技术基础
二、反渗透法海水淡化工艺
三、其他膜法海水淡化工艺
典型反渗透工艺流程
预
处
理
系
统
反渗透系
统
能量回收系
统
排水系统
广泛应用的膜分离
反渗透法
海水淡化工艺
内容
CONTENTS
一、海水淡化技术基础
二、反渗透法海水淡化工艺
三、其他膜法海水淡化工艺
典型反渗透工艺流程
预
处
理
系
统
反渗透系
统
能量回收系
统
排水系统
广泛应用的膜分离技术
膜:
两相之间的选择透过性的屏障。
膜分离
利用膜的选择透过性对混合物组分进行分离的过程。
特点
(1)大部分过程无相变发生,能耗低;
(2)一般无需从外界加入其他物质,节约资源,保护环境;
(3)可实现分离与浓缩、分离与反应同时进行,大大提高效率;
(4)常温常压下进行,特别适用于热敏性物质的分离、浓缩;
(5)不仅适用于从病毒、细菌到微粒广泛范围的有机物或无机物的分离,而且还适用于特殊溶液体系的分离如共沸物的分离;
(6)膜组件简单,可实现连续操作,易控制、易放大。
渗透现象:膜两侧压力相等情况下,作为溶剂的水分子从溶质浓度低的一侧向浓度高的一侧通过。
(a)渗透
渗透压
渗透压:促使水分子透过的推动力,实质是纯水与盐水中水的化学位差。
(b)渗透平衡
反渗透:如果在盐水侧加压使得气压差大于渗透压,则盐水中的水将通过半透膜流向纯水侧,这一现象称为反渗透
(c)反渗透
一、反渗透基本原理
理想溶液
一、反渗透基本原理
aw水的活度
rw水的活度系数
xw水的摩尔分数
1953,佛罗里达大学Reid,发现醋酸纤维素的半透性
1960,加州大学Loeb和Sourirajan,
高脱盐高通量醋酸纤维素反渗透膜
1967,DuPont公司,尼龙-66中空纤维反渗透膜
1970s,DOW、TOYOBO,三醋酸纤维素中空纤维膜
1980,Fluidsystem、Filmtech螺旋卷式聚酰***复合膜
一、反渗透基本原理
1):三醋酸纤维素酯(TCA)
①分子结构式
二、反渗透材料及元件
③元件形式—中空纤维柱式膜
1):三醋酸纤维素酯(TCA)
二、反渗透材料及元件
①分子结构式
2)芳香族聚酰***
二、反渗透材料及元件
对苯二***(MPD)
均苯三甲酰***TMC-油相
+
2)芳香族聚酰***
③元件形式
二、反渗透材料及元件
醋酸纤维素
芳香族聚酰***
压密性能
易
难
运行pH值
5-6
3-10
生物稳定性
差
好
耐***性
好
差
抗污染性能
不易结垢
抗污染性能差
二、反渗透材料及元件
主要生产厂商及份额
Filmtech
1)传质过程
步骤一:从料液主体传递至膜表面:对流、分子扩散
步骤二:透过膜
步骤三:从膜表面到料液主体
步骤一
步骤三
步
骤
二
三、反渗透传质过程及机理
2)理论模型(针对“透过膜”的过程)
①优先吸附-毛细孔流理论
②溶解-扩散理论
三、反渗透传质过程及机理
①优先吸附—毛细孔流理论
亲水膜表面
亲水膜表面
纯水界面{
主体溶液
压力
内容:
水分子优先吸附-纯水层
水分子进入膜孔-毛细孔流
d<=2t,水分子透过;
d>2t,溶质可能产生透过
2t将产生最大通量-临界孔径
d
t
三、反渗透传质过程及机理
Lonsdale&Riley提出,认为膜是非多孔性的
过程步骤:
吸附和溶解
化学位差的推动下扩散
解吸
料液
渗透液
②溶解—扩散理论
三、反渗透传质过程及机理
氢 键 理 论
膜的表面层
膜的表面层
杂质等离子
三、反渗透传质过程及机理
水渗透通量
溶质的渗透通量
三、反渗透传质过程及机理
四、浓差极化
1形成过程
①过程描述:
②定义:溶质在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象称为浓差极化。
③本质:溶剂与溶质在膜两侧渗透速率的差异。
浓差极化现象不可消除,可逆,
Cb
Cm
Cp
Jw
2数学描述
Cb