文档介绍：RO技术简介
按孔径分类的分离膜
不易透过气体
易透过气体
浓度差
气体、气体与
蒸汽分离
气体分离
液体、无机盐、乙醇溶液
蒸汽
压力差、浓度差
溶液中的低分子
及溶剂间的分离
渗透气化
无机、有机离子
离子
电位差
脱除溶液中的离子
电渗析
无机盐、糖类、氨基
酸、BOD、COD等
离子、低分
子物、酸、碱
浓度差
脱除溶液中的盐
类及低分子物
透析
无机盐、糖类、氨基
酸、BOD、COD等
水、溶剂
压力差
脱除溶液中的盐
类及低分子物
反渗透和纳滤
蛋白质、各类酶、细菌、
病毒、乳胶、微粒子
溶剂、离子
和小分子
压力差
脱除溶液中的胶
体、各类大分子
超滤
悬浮物、细菌类、微粒子
水、溶剂
和溶解物
压力差
多孔膜、溶液的
微滤、脱微粒子
微滤
被截留物质
透过物质
分离驱动力
膜的功能
膜的种类
主要膜分离过程
反渗透发展史
人类发现渗透现象至今已有200多年的历史,通常认为1748年Abbe Nollet发表的通过动物膜的试验为始点,之后,Vant Hoff建立了稀浓液的完整理论。。
1953年,,把反渗透的研究纳入国家计划。
1956年,。
1960年,、高通量的不对称乙酸纤维素反渗透膜。
1970年,美国Du Pont公司推出由芳香族聚酰***中空纤维制成的渗透器,与此同时Dow和东洋纺公司先后开发出三乙酸纤维素中空纤维反渗透器,UOP公司成功推出卷式反渗透元件。
1980年,Filmtec公司推出性能优异、实用的FT-30复合膜,80年代末高脱盐率的全芳香聚酰***复合膜工业化。90年代中,超低压高脱盐全芳香聚酰***复合膜开发进入市场。
反渗透的基本原理——渗透
只透过溶剂而不透过溶质的膜称
为理想半透膜。当把溶剂和溶液(或两
种不同浓度的溶液)分置于此膜的两侧
时,溶剂将自发地穿过半透膜向溶液
(或从低浓度向高浓度溶液)侧流动,
这种自然现象叫做渗透(Osmosis),如
果上述过程中溶剂是纯水,溶质是盐
份,当用理想半透膜将它们分离开时,
纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐
水侧,此过程如左图所示:
反渗透的基本原理——渗透压
纯水侧的水流入盐水侧,
浓水侧的液位上升,当上升
到一定高度后,水通过膜的
净流量等于零,此时该过程
达到平衡,与该液位高度对
应的压力称为渗透压
(Osmotic pressure),
该过程如左图所示:
反渗透的基本原理——渗透压
一般来说渗透压的大小,取决于溶液的种类、
浓度和温度,而与半透膜本身无关,通常可用下
式来计算渗透压:
=CRT
—渗透压,大气压
C—浓度差,摩尔/升
R—气体常数,*大气压/摩尔*oK
T—绝对温度 OK
上式是应用热力学公式推导出来的,因此只对稀溶液才是准
确的。C为水中离子浓度,若为非电解质则为分子的浓度。
反渗透的基本原理——反渗透
当在膜的盐水侧施加
一个大于渗透压的压力
时,水的流向就会逆转,
此时盐水中的水将流入
纯水侧,这种现象叫反
渗透(Reverse Osmosis,
简称RO),该过程如左
图所示:
膜性能表示法
通常所说的膜性能是指膜的化学稳定
性和膜的分离透过特性。
膜的物化稳定性的主要指标有:膜材料、膜允许使用的最高压力、温度范围、适用的PH值范围以及对有机溶剂等化学药品的抵抗性,有时尚需说明对某些物质,如水中游离***或氧化性物质的最高允许浓度。
膜的分离透过性的主要指标是:脱盐率、产水率、流量衰减系数。
膜性能表示法
Qw=Kw(ΔP+Δπ)A/T
式中:Qw—产水量
Kw—系数
ΔP—膜两侧的压差
Δπ—渗透压
A —膜面积
T —膜厚度
Kw与膜性质及水温有关,
Kw越大,说明膜的透水
性能越好。
对于一张给定的膜,我们可以推导出产水量及盐透过量的计算公式:
Qs=Ks*ΔC*A/T
式中:Qs—盐透过量
Ks—系数
Δc—膜两侧盐浓度差
A —膜面积
T —膜厚度
Ks与膜性质、盐的种类及水温有关,Ks越大,说明膜的脱盐性能越好。
从以上两式可以看出,对膜来说Kw大Ks小则膜质量较好。相同面积和厚度的产水量与净驱动压力成正比,盐透过量只与膜两侧溶液浓度成正比,而与压力无关。