1. 滲透及滲透壓
滲透現(xiàn)象在自然界是常見的,比如將一根黃瓜放入鹽水中,黃瓜就會因失水而變小。黃瓜中的水分子進入鹽水溶液的過程就是滲透過程。如圖1所示,如果用一個只有水分子才能透過的薄膜將一個水池隔斷成兩部分,在隔膜兩邊分別注入純水和鹽水到同一高度。過一段時間就可以發(fā)現(xiàn)純水液面降低了,而鹽水的液面升高了。我們把水分子透過這個隔膜遷移到鹽水中的現(xiàn)象叫做滲透現(xiàn)象。鹽水液面升高不是無止境的,到了一定高度就會達到一個平衡點。這時隔膜兩端液面差所代表的壓力被稱為滲透壓。滲透壓的大小與鹽水的濃度直接相關(guān)。
2. 反滲透現(xiàn)象和反滲透凈水技術(shù)
在以上裝置達到平衡后,如果在鹽水端液面上施加一定壓力,此時,水分子就會由鹽水端向純水端遷移。液劑分子在壓力作用下由稀溶液向濃溶液遷移的過程這一現(xiàn)象被稱為反滲透現(xiàn)象。 如果將鹽水加入以上設(shè)施的一端,并在該端施加超過該鹽水滲透壓的壓力,我們就可以在另一端得到純水。這就是反滲透凈水的原理。
反滲透設(shè)施生產(chǎn)純水的關(guān)鍵有兩個,一是一個有選擇性的膜,我們稱之為半透膜,二是一定的壓力。 簡單地說,反滲透半透膜上有眾多的孔,這些孔的大小與水分子的大小相當,由于細菌、病毒、大部分有機污染物和水合離子均比水分子大得多,因此不能透過反滲透半透膜而與透過反滲透膜的水相分離。 在水中眾多種雜質(zhì)中,溶解性鹽類是*難清除的.因此,經(jīng)常根據(jù)除鹽率的高低來確定反滲透的凈水效果.反滲透除鹽率的高低主要決定于反滲透半透膜的選擇性。目前,較高選擇性的反滲透膜元件除鹽率可以高達99.7%?!?/div>
我國自七十年代引進反滲透膜脫鹽技術(shù),至今有二十幾年的歷史。隨著反滲透膜元件性能的不斷提高,該技術(shù)已廣泛用于電力、石油、電子、食品/飲料、醫(yī)院/制藥、海水淡化等多個領(lǐng)域。
反滲透是采用膜法分離的水處理技術(shù),是自然界中滲透現(xiàn)象的逆過程(對含鹽水以外界推動力克服滲透壓而使水分子通過膜的逆向滲透過程)。
1.反滲透水處理工藝基本上屬于物理脫鹽方法,它在諸多方面具有傳統(tǒng)的水處理方法所沒有的優(yōu)點:
· 反滲透是在室溫條件下,采用無相變的物理方法將含鹽給水進行脫鹽、純化。目前,超薄復(fù)合膜元件的脫鹽率可達99.5%以上,并可同時去除水中的膠體、有機物、細菌、病毒等。
· 水的處理僅靠水的壓力作為推動力,其能耗在許多處理方法中*低。
· 不用大量的化學藥劑和酸、堿再生處理,無化學廢液及廢酸、堿液排放,無環(huán)境污染。
· 反滲透裝置可連續(xù)運行制水,系統(tǒng)簡單,操作方便,產(chǎn)品水水質(zhì)穩(wěn)定。
· 運行維護和設(shè)備維護工作量很少。
· 設(shè)備占地面積少,需要的空間也小。
· 適應(yīng)于較大范圍的原水水質(zhì),既適應(yīng)于苦咸水、海水以至污水的處理,又適應(yīng)于低鹽量的淡水處理。
2. 超濾膜的特點
與普通的中空纖維、平板及卷式膜不同,為了適應(yīng)濁度水的直接處理,具有*技術(shù)的超濾膜的管式膜結(jié)構(gòu),它具有以下特點:
· 膜材料為聚醚砜材料,使用壽命長。
? 耐氯氣、高錳酸鉀、臭氧等強氧化劑,因此可結(jié)合化學氧化除鐵、除錳。耐強酸、強堿,可用普通酸堿進行化學清洗。
· 管式膜機械強度高,拉伸強度好。
·對原水水質(zhì)適應(yīng)性強,處理水水質(zhì)優(yōu)良、穩(wěn)定,不受原水水質(zhì)改變而變化。
· 抗生物污染能力強,不受生物降解,容易清洗和恢復(fù)。
反滲透優(yōu)點:
* 連續(xù)運行,產(chǎn)品水水質(zhì)穩(wěn)定
* 無須用酸堿再生
* 不會因再生而停機
* 節(jié)省了反沖和清洗用水
* 以高產(chǎn)率產(chǎn)生超純水(產(chǎn)率可以高達95%)
* 無再生污水,不須污水處理設(shè)施
* 無須酸堿儲備和酸堿稀釋運送設(shè)施
* 減小車間建筑面積
* 使用*可靠,避免工人接觸酸堿
* 減低運行及維修成本
* 安裝簡單、安裝費用低廉
反滲透的弱點及解決方法
反滲透設(shè)備的系統(tǒng)除鹽率一般為98-99%.這樣的除鹽率在大部分情況下是可以滿足要求的.在電子工業(yè)、超高壓鍋爐補給水、個別的制藥行業(yè)對純水的要求可能更高。此時單級反滲透設(shè)備就不能滿足要求。以下方法則可以對反滲透水進行進一步純化以達到要求:
1: 雙級
反滲透 將單級反滲透純水再進行一次反滲透處理以提高純水的純度。
2: 反滲透與EDI結(jié)合 可以用較小的廠房,較低的運行費用產(chǎn)生超純水。
3: 反滲透與離子交換結(jié)合 可以減小的廠房使用面積并降低低的運行費用。