反渗透技术和反渗透应用

基本原理

    反渗透是水的预脱盐主要工艺。如果在半透膜的一侧为纯水，另一侧为某种物质的溶液(原水)，则由于渗透压的作用，水会透过半透膜进人溶液中，将溶液稀释，并使溶液的液面升高。液面升高所增加的静液压△H等于溶液在该浓度下的渗透压。渗透压的大小取决于溶液的种类、浓度、温度，而与半透膜本身无关。

如果在溶液一侧施加较大的静压力，它超过渗透压，则溶液中的水就会透过半透膜进人另一侧的水中，使溶液浓度升高。这种作用称为反渗透，如图4-9所示。

物质溶解在水中成为溶液，它有渗透压，溶液浓度高时渗透压较大。渗透压的数值还与溶解物的种类有关。表4-21为几种物质在的渗透压。

在一定的温度下，多数物质溶液的渗透压近似地正比于溶质的摩尔分数。半透膜性能在反渗透技术中是关键，具体要求如下：

(1)水的渗透性大，脱盐率高。

(2)膜的压密度小，流量稳定性好。

(3)有可能形成高强度的脱盐薄层，在一定压力和拉力下不至于产生变形和裂缝。

(4)结构均匀，并能制成具有较大膜表面积的结构。

(5)能适用于较大的处理范围，包括压力、温度及对原液的离子去除。

(6)耐温、耐蚀、耐氧化、耐辐射、耐水解、耐生物侵袭等性能好。

(7)使用期限长，成本低。

反渗透膜对水中离子的去除性能一般有如下规律:

(1)高价离子的排除率大于低价离子，即A13+ > Fe'3+> Mg2+ >Ca2+ >Li+。表4-22为各种离子的透过率。  

(2)去除有机物的特性受分子构造与膜材料亲和性影响，大致趋向如下。

分子量:高分子量>低分子量;亲和性:醛类>醇类>胺类；

侧连结构:第三级>异位>第二级>第一级。

对分子量大于300的电介质、非电解质都可以有效地去除，分子量在100~300的去除率达90%，低分子量的非电解质和水溶性有机物易被泄漏而透过。根据反渗透原理制造的膜分离水处理设备已广泛地用于苦咸水淡化、海水淡化、医药、电子、工业废水处理、采矿、冶金及市政供水等领域。[NextPage]

二、水源与水质 

1.进入R0与NF预处理系统的原务类型划分

(1) TDS最高为50mg/L的来自一级RO产水或超纯水系统中精处理阶段的给水;

(2) TDS小于500mg/L的低盐度自来水;

(3) TDS小于5000mg/L天然有机物含量低的中等含盐量地下水;

(4) TDS小于5000mg/L的中等含盐量苦咸水;

(5) TDS小于5000mg/L, TOC和BOD含量高的中等含盐里二级废水;

(6) TDS介于5000-15 000mg/L的高含盐量苦咸水;

(7) TDS为35000mg/L的海水。

水源水质类型与选择制造厂膜元件的规格有关。

2.原水分析项目

原水分析项目应当齐全，以便于使用制造厂膜元件与膜系统选择的软件，如表4-23所示。

3.进入反渗透装置基本水质要求

(1)淤塞指数SDI15 <5。

(2)游离氯。聚酞胺复合膜<0. 1mg/L;醋酸纤维素膜0.2~1. 0mg/L。

(3)浊度(NTU) <1. 0。

(4)根据原水水质合理控制pH值、铁离子、微生物、难溶孟参数。