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純淨水反滲透(RO)

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純水(RO)反滲透

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純水(RO)反滲透

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純水(RO)反滲透      

純水(RO)反滲透

純水(RO)反滲透.png

反滲透又稱逆滲透,一種以壓力差爲推動力,從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側的料液施加壓力,當壓力超過它的滲透壓時,溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側得到透過的溶劑,即滲透液;高壓側得到濃縮的溶液,即濃縮液。若用反滲透處理海水,在膜的低壓側得到淡水,在高壓側得到鹵水。

反滲透時,溶劑的滲透速率即液流能量N爲:

N=Kh(Δp-Δπ)

式中Kh爲水力滲透系數,它隨溫度升高稍有增大;Δp爲膜兩側的靜壓差;Δπ爲膜兩側溶液的滲透壓差。稀溶液的滲透壓π爲:

π=iCRT

式中i爲溶質分子電離生成的離子數;C爲溶質的摩爾濃度;R爲摩爾氣體常數;T爲絕對溫度。

反滲透通常使用非對稱膜和複合膜。反滲透所用的設備,主要是中空纖維式或卷式的膜分離设备

反滲透膜能截留水中的各種無機離子、膠體物質和大分子溶質,從而取得淨制的水。也可用于大分子有機物溶液的預濃縮。由于反滲透過程簡單,能耗低,近20年來得到迅速發展。現已大規模應用于海水和苦鹹水(見鹵水)淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理,並與離子交換結合制取高純水,其應用範圍正在擴大,已開始用于乳品、果汁的濃縮以及生化和生物制劑的分離和濃縮方面。

反滲透技術通常用于海水、苦鹹水的淡水;水的軟化處理;廢水處理以及食品、醫藥工業、化學工業的提純、濃縮、分離等方面。此外,反滲透技術應用于預除鹽處理也取得較好的效果,能夠使離子交換樹脂的負荷減輕松90%以上,樹脂的再生劑用量也可減少90%。因此,不僅節約費用,而且還有利于環境保護。反滲透技術還可用于除于水中的微粒、有機物質、膠體物,對減輕離子交換樹脂的汙染,延長使用壽命都有著良好的作用。

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             反渗透基本原理

把相同体积的稀溶液(如淡水)和浓液(如海水或盐水)分别置于一容器的两侧,中心用半透膜阻隔,稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜,向濃溶液侧流动,濃溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,形成一个壓力差,达到渗透平衡状态,此种壓力差即为渗透压,渗透压的大小决定于浓液的种类,浓度和温度,与半透膜的性质无关。若在濃溶液侧施加一个大于渗透压的压力时,濃溶液中的溶剂会向稀溶液流动,此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反,这一过程称为反渗透。

折疊溶解擴散模型

Lonsdale等人提出解釋反滲透現象的溶解-擴散模型。他將反滲透的活性表面皮層看作爲致密無孔的膜,並假設溶質和溶劑都能溶于均質的非多孔膜表面層內,各自在濃度或壓力造成的化學勢推動下擴散通過膜。溶解度的差異及溶質和溶劑在膜相中擴散性的差異影響著他們通過膜的能量大小。其具體過程分爲:第一步,溶質和溶劑在膜的料液側表面外吸附和溶解;第二步,溶質和溶劑之間沒有相互作用,他們在各自化學位差的推動下以分子擴散方式通過反滲透膜的活性層;第三步,溶質和溶劑在膜的透過液側表面解吸。

在以上溶质和溶剂透过膜的过程中,一般假设第一步、第三步进行的很快,此时透过速率取决于第二步,即溶质和溶剂在化学位差的推动下以分子擴散方式通過膜。由于膜的选择性,使气体混淆物或液体混淆物得以分离。而物质的渗透能力,不仅取决于分散系数,并且决定于其在膜中的溶解度。

折疊優先吸附毛細孔流理論

當液體中溶有不同種類物質時,其表面張力將發生不同的變化。比方水中溶有醇、酸、醛、脂等有機物質,可使其表面張力減小,但溶入某些無機鹽類,反而使其表面張力稍有增加,這是因爲溶質的分散是不均勻的,即溶質在溶液表面層中的濃度和溶液內部濃度不同,這就是溶液的表面吸附現象。當水溶液與高分子多孔膜接觸時,若膜的化學性質使膜對溶質負吸附,對水是優先的正吸附,則在膜與溶液界面上將形成一層被膜吸附的一定厚度的純水層。它在外壓作用下,將通過膜表面的毛細孔,從而可獲取純水。

折疊氫鍵理論

在醋酸纖維素中,由于氫鍵和範德華力的作用,膜中存在晶相區域和非晶相區域兩部分。大分子之間存在牢固結合並平行排列的爲晶相區域,而大分子之間完全無序的爲非晶相區域,水和溶質不能進入晶相區域。在靠近醋酸纖維素分子的地方,水与醋酸纖維素羰基上的氧原子会形成氢键并构成所谓的结合水。当醋酸纖維素吸附了第一层水分子后,会引起水分子熵值的极大下降,形成类似于冰的结构。在非晶相地区较大的孔空间里,结合水的占有率很低,在孔的中心存在普通结构的水,不能与醋酸纖維素膜形成氢键的离子或分子则进入结合水,并以有序分散方式迁移,通过不断的改变和醋酸纖維素形成氢键的位置来通过膜。

在压力作用下,溶液中的水分子和醋酸纖維素的活化点--羰基上的氧原子形成氢键,而原来水分子形成的氢键被断开,水分子解离出来并随之移到下一个活化点并形成新的氢键,于是通过一连串的氢键形成与断开,使水分子离开膜表面的致密活性层而进入膜的多孔层。由于多孔层含有大量的毛细管水,水分子能够畅通流出膜外。

應用範圍

折疊單級反滲透適合電導率小于500μS/cm的水質

出水电导率 1-10μS/cm

工藝流程:

通過原水箱收集原水,采用了增壓泵進行水壓輔助,原水通過增壓水泵輸送到石英砂過濾器活性碳過濾器和陽離子軟化器進行初步的水處理,經過預處理的水在經過精密過濾器(又称保安過濾器)后进入反渗透主机,进行反渗透处理,反渗透主机是主要的纯清水处理系统,处理完成的水通过水汽混淆器进行输送,纯清水处理完成后,通过专业的灌装设备进行灌装,称为大桶纯清水大概小瓶纯清水。

折疊太空水、純淨水、蒸餾水等制備

酒类制造及降度用水; 医药、电子等行业用水的前期制备; 化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备; 锅炉补给水除盐軟水; 海水、苦咸水淡化; 造纸、电镀、印染、食品等行业用水及废水处理;城市污水深度处理。

以高分子分離膜爲代表的膜分離技术作爲一種新型、高效流體分離單元操作技術,30年來取得了使人矚目的飛速發展,已廣泛應用于國民經濟的各個領域。


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