反渗透原理

1RO膜及反渗透系统2反渗透原理简介一、反渗透技术发展历史二、脱盐技术及膜法分离过程3反渗透原理简介三、分类1、微滤(MF)微滤能截留0.1~1微米之间的颗粒，微滤膜允许大分子有机物和溶解性固体（无机盐）等通过，但能阻挡住悬浮物、细菌、部分病毒及大尺度的胶体的透过，微滤膜两侧的运行压差（有效推动力）一般为0.7bar。2、超滤(UF)超滤能截留0.002~0.1微米之间的颗粒和杂质，超滤膜允许小分子物质和溶解性固体（无机盐）等通过，但将有效阻挡住胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物，用于表征超滤膜的切割分子量一般介于1,000~100,000之间，超滤膜两侧的运行压差一般为1~7bar。4反渗透原理简介3、纳滤(NF)纳滤是一种特殊而又很有前途的分离膜品种，它因能截留物质的大小约为1纳米（0.001微米）而得名，纳滤的操作区间介于超滤和反渗透之间，它截留有机物的分子量大约为200~400左右，截留溶解性盐的能力为20~98%之间，对单价阴离子盐溶液的脱除率低于高价阴离子盐溶液，如氯化钠及氯化钙的脱除率为20~80%，而硫酸镁及硫酸钠的脱除率为90~98%。纳滤膜一般用于去除地表水的有机物和色度，脱除井水的硬度及放射性镭，部分去除溶解性盐，浓缩食品以及分离药品中的有用物质等，纳滤膜两侧运行压差一般为3.5~16bar。5反渗透原理简介4、反渗透反渗透是最精密的膜法液体分离技术，它能阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的有机物，但允许水分子透过，醋酸纤维素反渗透膜脱盐率一般可大于95%，反渗透复合膜脱盐率一般大于98%。它们广泛用于海水及苦咸水淡化，锅炉给水、工业纯水及电子级超纯水制备，饮用纯净水生产，废水处理及特种分离等过程，在离子交换前使用反渗透可大幅度地降低操作费用和废水排放量。反渗透膜两侧的运行压差当进水为苦咸水时一般大于5bar，当进水为海水时，一般低于84bar6反渗透原理简介7反渗透原理简介反渗透和纳滤原理渗透我们知道渗透是指稀溶液中的溶剂（水分子）自发地透过半透膜（反渗透膜或纳滤膜）进入浓溶液（浓水）侧的溶剂（水分子）流动现象。反渗透原理即在进水（浓溶液）侧施加操作压力以克服自然渗透压，当高于自然渗透压的操作压力施加于浓溶液侧时，水分子自然渗透的流动方向就会逆转，进水(浓溶液)中的水分子部分通过膜成为稀溶液侧的净化产水8反渗透原理简介反渗透和纳滤过程9反渗透原理简介反渗透系统组成膜元件：将反渗透或纳滤膜膜片与进水流道网格、产水流道材料、产水中心管和抗应力器等用胶粘剂等组装在一起，能实现进水与产水分开的反渗透或纳滤过程的最小单元称为膜元件；膜组件：膜元件安装在受压力的压力容器外壳内构成膜组件；膜装置：由膜组件、仪表、管道、阀门、高压泵、保安滤器、就地控制盘柜和机架组成的可独立运行的成套单元膜设备称为膜装置，反渗透和纳滤过程通过该膜装置来实现；膜系统：针对特定水源条件和产水要求设计的，由预处理、加药装置、增压泵、水箱、膜装置和电气仪表连锁控制的完整膜法水处理工艺过程称为系统。10反渗透原理简介11反渗透原理简介影响反渗透和纳滤膜性能的因素产水通量和脱除率是反渗透和纳滤过程中的关键参数，针对特定系统条件，水通量和脱除率是膜的本征特性，而膜系统的水通量和脱除率则主要受压力、温度、回收率、进水含盐量和pH值影响回收率:指膜系统中给水转化成为产水或透过液的百分率脱盐率:通过反渗透膜从系统进水中除去总可溶性的杂质浓度的百分率透盐率:脱盐率的相反值，它是进水中溶解性的杂质成份透过膜的百分率渗透液:经过膜系统产生的净化产水流量：流量是指进入膜元件的进水流率，常以每小时立方米（m3/h）或每分钟加仑表示（gpm）通量：以单位膜面积透过液的流率，通常以每小时每平方米升（l/m2h）或每天每平方英尺加仑表示（gfd）。12反渗透原理简介稀溶液：净化后的水溶液，为反渗透或纳滤系统的产水。浓溶液：未透过膜的那部分溶液，如反渗透或纳滤系统的浓缩水。压力的影响温度的影响13反渗透原理简介盐浓度的影响回收率的影响14反渗透原理简介pH值的影响15连续处理运行方式RO/NF系统通常采用连续运行方式，系统中的每支膜元件的运行条件不随时间变化16分批处理运行方式在某些场合，水量小且不能连续供水，如废水或待回收的工艺物料，通常采用分批处理运行方式，预先将进水或原液收集在原水或原液箱中，再进行循环处理，渗透液不断从系统中拿走，但浓缩液则回流循环返回原液箱。批处理结束时，剩余部分的浓缩液，残留在原料箱中，待这些残留液排干后，更换新一批物料之前，一般需对膜进行一组清洗17分批过程与连续过程相比有如下优点：▬当进水水质变化时，较具弹性；▬易于进行清洗；▬每一批的系统回收率可以达到极限；▬系统控制简单；▬渗透液品质可通过中止系统运转的方式来控制；▬易于扩充系统；▬投资费用省。▬渗透液品质还可以结合全部或部分二级膜法处理进一步地提高▬较适合一支或膜元件数较少的系统操作，这是因为膜与最后很浓的浓缩液接触时间很短；分批过程的缺点是：▬渗透液流量不断变化；▬渗透液品质不断变化▬需要较大体积的原液箱；▬需较大的水泵；▬动力消耗较大；▬进水/浓水停留时间较长；▬总运行费较高18反渗透原理简介单组件系统为防止产水背压造成膜元件的损坏，产水压力不应高于0.3bar。19反渗透原理简介单段系统在单段系统中，两个或两个以上的膜组件并联在一起，进水、产水和浓水均由总管管路系统分别相联。其它方面与单组件系统相同20反渗透原理简介当要求系统回收率更高时采用一段以上排列系统，就不会超过单支元件的回收率极限，通常两段式排列系统就可实现75%的系统回收率21反渗透原理简介多级系统基于下列原因，设计多级膜法处理系统：􀁙常规的产水出水品质不够理想；􀁙不允许采用离子交换作为后处理(不允许采用再生药品)；􀁙脱除病毒、细菌、热源和有机物特别重要；􀁙需要极高的系统可靠性。22反渗透原理简介多级系统基于下列原因，设计多级膜法处理系统：􀁙常规的产水出水品质不够理想；􀁙不允许采用离子交换作为后处理(不允许采用再生药品)；􀁙脱除病毒、细菌、热源和有机物特别重要；􀁙需要极高的系统可靠性。23反渗透原理简介二级反渗透系统24谢谢大家!