文档介绍：反渗透技术
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反渗透的工作原理
反渗透膜的应用
反渗透膜的规格与性能
预处理系统
反渗透系统组成
反渗透运行管理
污染与化学清洗
常见问题
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反渗透的工作原理
反渗透是在压力驱动下,水分子通过半透膜,而离子大部分被截留,从而达到水、离子分离的过程。
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半透膜
半透膜是具有选择性透过性能的薄膜。当液体或气体通过半透膜时,一些组分透过,而另外一些组分被截留。实际上半透膜对于任何组分都有透过性,只是透过的速率相差很大。在反渗透过程中,溶剂(水)的透过速率远远大于溶解在水中的溶质(盐分)。通过半透膜实现了溶剂和溶质的分离,得到纯水以及浓缩的盐溶液。
反渗透的工作原理
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渗透
渗透是当流体在跨越半透膜屏障时的一种自然过程。如果将一箱纯水用一张半透膜垂直分为两部分,纯水与理想半透膜的两面以相同的温度和压力接触,在这样的条件下没有跨越半透膜的水的流动产生,因为在膜两侧的化学势完全相等。如果在其中一侧加入溶解性盐,盐溶液一边的化学势降低了。纯水便会向盐溶液一侧渗透,从而产生一个渗透流,直到化学势的平衡重新建立为止(图-1a)。
反渗透的工作原理
图-6a
图-6b
盐水
纯水
盐水
纯水
半透膜
半透膜
外加压力
渗透
反渗透
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图-6a
图-6b
盐水
纯水
盐水
纯水
半透膜
半透膜
外加压力
渗透
反渗透
反渗透的工作原理
反渗透
在图-1的箱子中,水通过渗透作用流向盐溶液一侧,直到达到新的平衡建立。在盐溶液一边施加一个额外的压力与渗透压相等,原有的平衡会受到影响(图-1b)。外加压力将会使盐溶液一边的化学势增加,使溶剂流向纯水一边。这种现象便是反渗透。反渗透过程的驱动力是外加压力,反渗透分离所需能量与溶液的难度直接相关。因此,从盐溶液中生产同样体积的水,盐的浓度越高,所需能耗也越高。
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对于反渗透过程分离水和盐的机理还没有一个公认的统一解释。目前一般推荐两种传递模型:孔流模型和扩散模型。
水通过膜有两种方式,一种是通过膜上存在的孔,另外一种是通过膜中的分子节点之间的扩散。根据理论,膜的化学性质是,在固液界面上水优先吸附并通过,盐被截留。水与膜表面之间有弱的化学结合力,使得水能够在膜的结构中分散。膜的物理和化学性质决定了在传递过程中水比盐的优先地位。
膜对水和盐的传质系数不同,所以才有脱盐率。没有什么理想的膜具有对盐完全的脱除性能,实际上是传质速率的差别早就了脱盐率。
反渗透的工作原理
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产水-透过液
反渗透、纳滤膜的透过液为净化水,因此也称为系统产水。
浓水-浓缩液
未透过膜的溶液,原水中的溶质在其中被浓缩。在水处理反渗透系统中浓水作为废水排出。
脱盐率
通过反渗透膜从原水中脱除总可溶性杂质浓度或特定溶质浓度的百分率。
计算公式为: SR = 100% - Cp/Cfm
其中SR为脱盐率(%),Cp 为透过液盐浓度, Cfm为料液的平均盐浓度。
基本概念
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2 反渗透的应用
目前,反渗透作为脱盐的主要工艺,在许多领域得到了越来越广泛的应用:
石油
电力
化工
制药
饮用水
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3 反渗透膜的规格与性能
目前,市场上的反渗透膜元件有三种尺寸的组件:
直径
长度
用途
1
4英寸
40 英寸
5m3/h以下系统
2
8英寸
40英寸
5-1000m3/h系统
3
8英寸
60英寸
1000m3/h以上系统
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