文档介绍：反渗透与纳滤
第一页，共五十九页。
一、反渗透（RO） Reverse Osmosis
1、概述
2、反渗透基本原理
3、反渗透膜及其透过机理
4、反渗透装置
5、反渗透工艺流程
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：Sr2+>Ba2+>Li+>Na+ >K+。阴离子的脱除顺序为：柠檬酸根>酒石酸根>SO42->CH3COO->Cl->Br->NO3->I->SCN-。
对有机物，一般是水溶性好的、非解离性的、分子量小的脱除效果较差。而解离性大的、分子量大于200的有机物，则脱除效果较好。对同一类有机物，随分子量增大，脱除效率增加。对同分子量有机物，随分子支链的增加，脱除效果变得更好。
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（c）压密效应：
CA膜在压力作用下，外观厚度一般减少25％―50％，同时，透水性及对溶质的脱除率也相应降低，这种现象称为膜的压密效应。这种塑性变形是不可逆的，因此膜的性能在压力消失后不会恢复。
（d）膜的水解作用和生物分解作用：
CA膜是一种酯，易于水解，水解速率与pH值和水的温度有关。一般在碱性介质中的水解速率比在酸性介质中大，－。
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（3）反渗透膜的透过机理
1）氢键理论
该理论认为，水透过膜是由于水分子和膜的活化点形成氢键及断开氢键的过程。
即在高压作用下，溶液中水分子和膜表皮层活化点缔合，原活化点上的结合水解离出来，解离出来的水分子继续和下一个活化点缔合，又解离出下一个结合水。
水分子通过一连串的缔合－解离过程，依次从一个活化点转移到下一个活化点，直至离开表皮层，进入多孔层。
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2)优先吸附－毛细管流理论
该理论把反渗透膜看作一种微细多孔结构物质，它有选择性吸附水分子而排斥溶质分子的化学特性。
当水溶液同膜接触时，膜表面优先吸附水分子，在界面上形成一层不含溶质的纯水分子层，其厚度视界面性质而异，或为单分子层或为多分子层。
在外压作用下，界面水层在膜孔内产生毛细管流连续地透过膜。
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3）溶解-扩散机理
溶剂与溶质透膜的机理是由于溶剂与溶质在膜中的溶解，然后在化学位差的推动力下，从膜的一侧向另一侧进行扩散，直至透过膜。
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4．反渗透装置
工业生产中使用的膜分离设备是由多个构造相同的单个装置组合而成的，一般把构成设备的相同的装置称为膜组件（membrane module）。
反渗透膜组件有板框式（plate and frame)、管式(tubular modules)、螺旋卷式(spirals wound)和中空纤维式(hollow fiber)等四种。
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四种反渗透装置的性能及操作特点
比较项目
板 框 式
管    式
螺旋卷式
中空纤维式
填充密度（m2 /m3）
20
150
250
1800
易污染程度
难
中等
易
易
膜清洗难度
内压式易，外压式难
易
难
难
膜更换难度
内压式难，外压式易
一般
易
易
原水预处理成本
低
中等
高
高
相对价格
高
高
低
低
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（1）板框式反渗透膜组件
装配图
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进水
透过水
浓缩水
耐压容器
透水板
半透膜
板框式膜组件工作过程示意图
特点：结构简单，体积比管式的小。
缺点：装卸复杂，单位体积膜表面积小。
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（2）管式反渗透膜组件
管式膜组件又分为内压式和外压式
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内压式管式膜组件的内部结构示意图
特点:
水力条件好，安装、清洗、维修比较方便。
能耐高压，可以处理高粘度的原水。
缺点是膜的有效面积小，装置体积大，而且两端要较多的联结装置。
淡水
淡水
膜表皮层
玻璃纤维管
进水
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束式外压式膜组件
1－档圈；2－集水密封环；3－聚***乙烯烧结板；4－锥形多孔橡胶塞；5－密封管接头；6－进水口；7－壳体；8－橡胶胆；9－出水口；10－膜元件；11－网套；12－O形密封圈；13－档圈槽；14－淡水出口
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（3）螺旋卷式反渗透膜组件
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密封
密封
密封
螺旋卷式膜组件一个膜叶结构示意图
多孔透水材料
膜，上下两层
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膜叶
透水网状材料
透