制備原理
反滲透水處理設備通常由原水預處理系統、反滲透純化系統、超純化后處理系統三部分組成。預處理的目的主要是使原水達到反滲透膜分離組件的進水要求,保證反滲透純化系統的穩定運行。反滲透膜系統是一次性去除原水中98%以上離子、有 機物及100%微生物(理論上)經濟高效的純化方法。超純化后處理系統通過多種。
工作原理
反滲透是很精密的膜法液體分離技術,在進水(濃溶液)側施加操作壓力以克服自然滲透壓,當高于自然滲透壓的操作壓力加于濃溶液側時水分子自然滲透的流動方向就會逆轉,進水(濃溶液)中的水分子部份通過反滲透膜成為稀溶液側的凈化產水;反滲透設備能阻擋所有溶解性鹽及分子量大于100的有 機物,但允許水分子透過,反滲透復合膜脫鹽率一般大于98%,它們廣泛用于工業純水及電子超純水制備,飲用純凈水生產,鍋爐給水等過程,在離子交換前使用反滲透設備可大幅度降底操作用水和廢水的排放量。
預處理
反滲透水處理設備的預處理系統通常由聚丙烯纖維(PP)過濾器和活性炭(AC)過濾器組成。對硬度較高的原水還需加裝軟化樹脂過濾器。PP濾芯可高效去除原水中5μm以上的機械顆粒雜質、鐵銹及大的膠狀物等污染物,保護后續過濾器,其特點是納污量大, 價格低廉。AC活性炭濾芯可高效吸附原水中余氯和部分有 機物、膠體,保護聚酰胺反滲透復合膜免遭余氯氧化。軟化樹脂可脫除原水中大部分鈣鎂離子,防止后續RO膜表面結垢堵塞,提高水的回收率。
反滲透
反滲透(Reverse Osmosis,簡稱RO)是以壓力差為推動力的一種高新膜分離技術,具有一次分離度高、無相變、簡單高效的特點。反滲透膜“孔徑”已小至納米(1nm=10-9m),在掃描電鏡下無法看到表面任何“過濾”小孔。在高于原水滲透壓的操作壓力下,水分子可反滲透通過RO半透膜,產出純水,而原水中的大量無機離子、有 機物、膠體、微生物、熱原等被RO膜截留。
通常當原水電導率<200μS/cm時,一級RO純水電導率≤5μs/cm,符合實驗室三級用水標準。對于原水電導率高的地區,為節省后續混床離子交換樹脂更換成本,提高純水水質,客戶可考慮選擇二級反滲透純化系統,二級RO純水電導率約1~5μS/cm,與原水水質有關。 反滲透的原理作用:把相同體積的稀溶液(如淡水)和濃液(如海水或鹽水)分別置于一容器的兩側,中間用半透膜阻隔,稀溶液中的溶劑將自然的穿過半透膜,向濃溶液側流動,濃溶液側的液面會比稀溶液的液面高出一定高度,形成一個壓力差,達到滲透平衡狀態,此種壓力差即為滲透壓滲透壓的大小決定于濃液的種類,濃度和溫度與半透膜的性質無關。若在濃溶液側施加一個大于滲透壓的壓力時,濃溶液中的溶劑會向稀溶液流動,此種溶劑的流動方向與原來滲透的方向相反,這一過程稱為反滲透。
反滲透一般自來水或地下水經一級反滲透水處理設備處理后,產水電導率<10μS/cm,經二級反滲透水處理設備后產水電導率 <5μS/cm或更低,在反滲透水處理設備系統后輔以離子交換設備或EDI設備可以制備超純水,使電阻率達到18兆歐姆(電導率=1/電阻率)是反滲透是用足夠的壓力使溶液中的溶劑(一般常指水)通過反滲透膜(一種半透膜)而分離出來與滲透方向相反,可使用大于滲透壓的反滲透法進行分離、提純和濃縮溶液。反滲透膜的主要分離對象是溶液中的離子范圍
注意事項
使用反滲透系統時,尤其應注意原水預處理。為了避免堵塞反滲透系統,原水應經預處理以消除水中的懸浮物,降低水的濁度;此外,還應進行殺菌以防微生物的孽生長大。 由于反滲透對原水中的懸浮物的要求很高,所以常用一種水質對受懸浮物污染情況的污染指數來對水質進行檢測。此法實質上是測定反滲透系統受水中懸浮物的污堵的情況。進入反滲透系統水的污染指數以不大于5為宜,建議值一般小于3。預處理時還應該考慮到進水的pH值。各種半透膜都有其適宜的運行pH值,故需按反滲透膜的要求,調節進水的pH值。預處理時還應該考慮到進水的溫度。膜的透水量是隨水溫的增高而增大的,但溫度過高會加快醋酸纖維素膜的水解速度,且使有 機膜變軟,易于壓實。所以,對于有 機膜來說,通常將溫度控制在約20—40℃范圍內為宜,復合膜溫度控制在約5—45℃范圍內為宜。 反滲透膜分離技術是利用反滲透膜原理進行分離的,具體特點如下:
1、在常溫不發生相變的條件下,可以對溶質和水進行分離,適用于對熱敏感物質的分離、濃縮,并且與有相變化的分離方法相比,能耗較低。
2、反滲透膜分離技術雜質去除范圍廣。
3、較高的脫鹽率和水回用率,可截留粒徑幾個納米以上的溶質。
4、利用低壓作為膜分離動力,因此分離裝置簡單,操作、維護和自控簡便,現場安全衛生。
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